非合作目标光子计数激光测距技术研究 被引量：21

1

作者 田玉珍 赵帅 郭劲 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期138-145,共8页

为了实现对远距离非合作目标距离的精确测量,将光子计数测距法与脉冲测距法相结合,利用多像素光子计数器(MPPC)进行了远距离非合作目标测距实验研究。在实验室内模拟远距离非合作目标返回的微弱信号,利用MPPC接收。通过分析返回光子信... 为了实现对远距离非合作目标距离的精确测量,将光子计数测距法与脉冲测距法相结合,利用多像素光子计数器(MPPC)进行了远距离非合作目标测距实验研究。在实验室内模拟远距离非合作目标返回的微弱信号,利用MPPC接收。通过分析返回光子信号特性,研究目标反射回随机光子的统计分布特性;利用不同的算法计算测距起始和终止脉冲间隔,分析不同算法对测距精度的影响。实验室利用MPPC,4 GHz采样率示波器和脉宽为5 ns的脉冲激光器进行测距实验,获得7220个脉冲信号,统计结果验证了目标返回信号为泊松分布;利用恒比鉴别法得到了最优测距结果:测距结果与被测距离偏差2.8 cm,加权均值标准差为0.9 cm,而固定幅值法和自相关法得到的测距结果偏差都超过了40 cm。通过分析各算法与恒比鉴别法之间的差异,给出了不同算法产生较大偏差的原因。 展开更多

关键词 测量 激光测距 光子计数 非合作目标 多像素光子计数器

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一种高精度相位激光测距方法的实现 被引量：16

2

作者 周睿 孔东 《科学技术与工程》 2009年第21期6337-6342,6347,共7页

在众多的测距方法中,激光测距因其良好的精确度特性而广泛应用在军事和民用领域。实现了一种针对合作目标的正弦调幅激光相位测距方法,使用CPLD和单片机,利用脉冲填充法提高了测距精度。此方法设计的测距仪具有系统简单、响应速度快和... 在众多的测距方法中,激光测距因其良好的精确度特性而广泛应用在军事和民用领域。实现了一种针对合作目标的正弦调幅激光相位测距方法,使用CPLD和单片机,利用脉冲填充法提高了测距精度。此方法设计的测距仪具有系统简单、响应速度快和精度高等特点。 展开更多

关键词 激光测距 合作目标 相位法

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凝视型激光主动成像系统性能验证 被引量：8

3

作者 徐正平 许永森 +5 位作者 姚园 李刚 石磊 孙翯 于潇 沈宏海 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1441-1448,共8页

为了研究凝视型激光主动成像系统对非合作目标的成像性能及在目标跟踪中的应用,设计了基于APD阵列和分束照明的凝视型激光主动成像系统。对激光回波功率与目标距离之间的关系进行了理论分析,结果显示:200m外目标的回波功率小于1μW。为... 为了研究凝视型激光主动成像系统对非合作目标的成像性能及在目标跟踪中的应用,设计了基于APD阵列和分束照明的凝视型激光主动成像系统。对激光回波功率与目标距离之间的关系进行了理论分析,结果显示:200m外目标的回波功率小于1μW。为提高系统作用距离,选取高增益带宽积跨阻放大器OPA657N提高系统增益,并通过优化元件布局来克服高跨阻值时的通道串扰。实验验证了距离方程的正确性。在此基础上,采用八连通团块检测方法实现目标探测,并对两轴目标跟踪进行了实验验证。结果显示:系统能够对200m处非合作目标稳定成像,并能获取420m处非合作目标的回波信号;当目标在俯仰轴、偏航轴方向行程大于2.5°时,系统能够实时探测并稳定跟踪。 展开更多

关键词 激光主动成像 凝视型 目标跟踪 非合作目标

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基于自适应振动抑制的星载远距离测距跟踪方法研究 被引量：6

4

作者 贾远东 强佳 +1 位作者 张亮 贾建军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期123-133,共11页

在星载远距离非合作目标测距领域中,目标常常为暗弱目标,成像帧频有限,因此目标跟踪能力受限并影响测距范围。在星载远距离非合作目标跟踪过程中,跟踪误差主要来自于本体振动。为了增强系统主动振动抑制能力,提高系统的跟踪精度,使用自... 在星载远距离非合作目标测距领域中,目标常常为暗弱目标,成像帧频有限,因此目标跟踪能力受限并影响测距范围。在星载远距离非合作目标跟踪过程中,跟踪误差主要来自于本体振动。为了增强系统主动振动抑制能力,提高系统的跟踪精度,使用自适应控制来实现目标的跟瞄控制。对于不同频率传感器数据难以融合的问题,通过采用降采样的方法实现了低频相机数据和高频惯性传感器数据的自适应融合,并证明了降采样下自适应滤波的有效性和正确性。在算法实现层面,针对经典自适应算法收敛速度慢和稳态精度差的问题,通过选用仿射投影算法实现了数据融合。在数据融合仿真中,采用卫星微振动模型,验证了融合方法的收敛速度及跟踪精度。最后将该方法应用到实际跟踪系统中,实验结果显示,跟踪精度优于5μrad,满足远距离非合作目标测距中的跟踪精度要求。 展开更多

关键词 测量 激光测距 非合作目标 卫星振动 自适应滤波 跟踪系统

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相机与简单激光间外参标定的一种有效方法 被引量：6

5

作者 唐庆博 谭尚真 +1 位作者 陈亚南 王飞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第8期358-363,共6页

近年来对非合作目标的重建需求越来越高。现有的将激光与相机结合的视觉系统大都是结合相机与激光测距仪,这样的视觉系统不仅应用不方便,而且成本偏高。因此,提出了一种新的视觉系统,采用一个简单的单点激光替换激光测距仪。这种视觉系... 近年来对非合作目标的重建需求越来越高。现有的将激光与相机结合的视觉系统大都是结合相机与激光测距仪,这样的视觉系统不仅应用不方便,而且成本偏高。因此,提出了一种新的视觉系统,采用一个简单的单点激光替换激光测距仪。这种视觉系统也能对目标激光点进行高精度的三维重建,但普通激光相对于激光测距仪的成本要降低很多。并且,提出了一种能够有效标定相机与简单单点激光之间外参的方法,首先获取相机坐标系下激光的方向和坐标,然后通过标定算法求出激光相机系统的外参,之后演示了如何用标定好的激光相机系统进行三维重建获取目标激光点的三维坐标。实验结果表明,用该方法重建出的目标点三维坐标精度较高,其重建精度与基于激光测距仪的视觉系统相当。 展开更多

关键词 机器视觉 外部标定 简单激光 三维重建 非合作目标

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基于相关双采样探测的非连续扫描方法研究

6

作者 侯茂盛 吴坤 +2 位作者 张宏韬 顾崇可 段洁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期48-59,共12页

为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题,首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法,设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块,经实验验证,设计的相关双采样探测模块在输入信号... 为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题,首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法,设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块,经实验验证,设计的相关双采样探测模块在输入信号干扰比为-29.5 dB时仍能稳定地检测出激光光斑是否落在合作目标的高反射区。然后,针对相关双采样探测的特点,设计了一种基于二分原理的非连续扫描方法,以实现合作目标中心位置的快速提取。最后,使用此方法与栅矩形扫描方法对投影距离为3000 mm处的三个合作目标进行扫描探测和中心位置提取,实验结果表明,栅矩形扫描方式需获取10000个扫描点,而基于相关双采样探测的非连续扫描方法减少了97.4%的扫描点,且中心定位偏差优于0.06 mm。所研究的方法能够提高激光扫描投影系统合作目标探测过程的环境光自适应能力,大幅减少扫描点的同时还能保证中心位置提取精度。 展开更多

关键词 激光扫描投影 相关双采样 二分原理 合作目标

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激光回馈测量技术在航空精密制造中的应用 被引量：4

7

作者 谈宜东 李继扬 +1 位作者 朱开毅 卢悦越 《航空制造技术》 2019年第5期24-36,共13页

航空精密制造技术的发展水平已经成为衡量国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一。随着机械加工技术、电子电气技术、自动控制技术以及信息技术的高速发展,在此之上集成的航空精密制造技术得到了空前的飞跃,不断涌现出新技术、新工... 航空精密制造技术的发展水平已经成为衡量国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一。随着机械加工技术、电子电气技术、自动控制技术以及信息技术的高速发展,在此之上集成的航空精密制造技术得到了空前的飞跃,不断涌现出新技术、新工艺和新产品。与此同时,随着技术和产品的精度性能逐渐提高,对关键参数的精密测量的需求逐步增大。但是对于航空制造中的器件而言,很多测量需求无法由传统的测量方案满足。激光回馈效应是指激光器出射的激光被外部待测物体表面反射或者散射回到激光器内对激光器输出光强、偏振态和相位进行调制的一种现象。激光回馈效应进行精密测量具有高灵敏度,可实现非配合目标,如黑色、粗糙、柱面、微小型或液体目标的测量;结构紧凑,易于调节;测量结果分辨率高,可溯源到激光波长等优点。利用激光回馈效应,可以对航空制造中的零件进行精密测量,实现加工过程中的精密定位和部件实时工况的精密监测,对于提高航空制造精度,促进行业发展具有不可替代的作用。 展开更多

关键词 激光回馈 航空制造 精密测量 非配合目标 原位检测

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基于合作目标的激光水下定位 被引量：3

8

作者 刘艳 张超 李卿 《中国光学与应用光学》 2009年第2期169-174,共6页

为了准确获取水下运动目标的运动轨迹,提高测量的数据率,提出了一种基于合作目标的激光水下定位方法。通过在被测目标上加装合作目标,利用合作目标的全反射特性,实现了脉冲式激光水下测角与测距的功能。介绍了激光水下定位的方法和系统... 为了准确获取水下运动目标的运动轨迹,提高测量的数据率,提出了一种基于合作目标的激光水下定位方法。通过在被测目标上加装合作目标,利用合作目标的全反射特性,实现了脉冲式激光水下测角与测距的功能。介绍了激光水下定位的方法和系统组成,给出了水下定位的数学模型及测量结果。模拟实验结果表明,该方法具有一定的工程应用价值。最后,结合工程应用,对激光水下定位需要解决的一些实际问题进行了分析。 展开更多

关键词 激光水下测量 蓝绿激光 水下定位 合作目标

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适用于高温环境的激光合作目标反射性能测量 被引量：3

9

作者 张鹏 田春林 +1 位作者 丁蕴丰 曹国华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第3期109-113,共5页

为研究适用于高温环境下微珠结构激光合作目标的反射性能,根据微珠结构激光合作目标的回归反射理论,设计和建立了用于测量微珠结构激光合作目标反射性能的实验系统。该系统使用激光波长为532 nm,激光发散角为1.2 mrad,最大输出功率为300... 为研究适用于高温环境下微珠结构激光合作目标的反射性能,根据微珠结构激光合作目标的回归反射理论,设计和建立了用于测量微珠结构激光合作目标反射性能的实验系统。该系统使用激光波长为532 nm,激光发散角为1.2 mrad,最大输出功率为300 m W的半导体抽运全固态激光器作为激光发射装置,使用海洋公司的USB2000+型光纤光谱仪作为回波信号的接收装置。通过改变激光器的输出功率、测量距离等实验条件,对微珠结构激光合作目标和碳纤维板基底的反射性能进行了实验测量,并对所测量的实验结果进行了数据分析,为深入研究微珠结构的激光合作目标提供了测量方法和数据参考。 展开更多

关键词 测量 激光合作目标 反射性能 石英玻璃微珠 光谱仪测量

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合作目标对激光测距能力的影响分析 被引量：2

10

作者 金雁 《光学与光电技术》 2013年第4期12-15,共4页

根据激光测距方程,分别建立了激光测距机漫反射目标及合作目标测距能力的理论模型。通过数值计算,研究了不同大气能见度条件下及不同激光发射束散角条件下配置合作目标对激光测距能力的影响。结果表明,配置合作目标可有效提高测距能力,... 根据激光测距方程,分别建立了激光测距机漫反射目标及合作目标测距能力的理论模型。通过数值计算,研究了不同大气能见度条件下及不同激光发射束散角条件下配置合作目标对激光测距能力的影响。结果表明,配置合作目标可有效提高测距能力,并且在有合作目标条件下可有效降低激光发射功率,进一步为提高人眼安全提供保障。 展开更多

关键词 激光测距机 测距能力 合作目标 发射功率

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基于合作目标的高重频人眼安全激光测距仪 被引量：1

11

作者 刘全强 高彦伟 林承飞 《光学与光电技术》 2017年第6期5-8,共4页

为获取远程、高速目标的距离信息,研制了一种基于合作目标的高重频人眼安全激光测距仪,该测距仪采用重频达80 Hz的1 550nm激光器作为激光光源。经外场试验验证,在能见度10km的情况下,对合作目标(角反射器),人眼安全激光测距仪的作用距离... 为获取远程、高速目标的距离信息,研制了一种基于合作目标的高重频人眼安全激光测距仪,该测距仪采用重频达80 Hz的1 550nm激光器作为激光光源。经外场试验验证,在能见度10km的情况下,对合作目标(角反射器),人眼安全激光测距仪的作用距离为20km,同时,测距仪重频达30Hz,测距精度2m(RMS)。该测距仪满足了系统的技术要求。 展开更多

关键词 激光测距仪 合作目标 高重频 人眼安全 作用距离

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一种反射光束发散角可调的激光合作目标设计 被引量：1

12

作者 张栋 孟楷 +1 位作者 孟冬 郑建锋 《科技创新与应用》 2018年第13期99-101,共3页

文章分析和介绍了角锥棱镜和玻璃微珠反射屏等激光合作目标光学特性。为满足不同距离激光探测设备激光探测工程应用需求,需要激光合作目标反射光束带有一定的发散角。文章提出一种新型激光合作目标设计方法,通过组合使用正、负透镜和角... 文章分析和介绍了角锥棱镜和玻璃微珠反射屏等激光合作目标光学特性。为满足不同距离激光探测设备激光探测工程应用需求,需要激光合作目标反射光束带有一定的发散角。文章提出一种新型激光合作目标设计方法,通过组合使用正、负透镜和角锥棱镜,可以精确控制反射光束发散角,同时也能保证反射光束的原向返回。 展开更多

关键词 激光合作目标 反射光束 发散角

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非合作目标微弱激光信号前端处理研究

13

作者 姚国仲 艾丽思 +2 位作者 申立中 雷基林 贾德文 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2013年第6期1243-1247,共5页

针对干扰环境条件下非合作目标微弱激光信号识别困难,通过对比研究3种激光信号接收电路的性能和缺点,并设计了并联LC选频反馈网络的跨阻电流-电压转换电路,分析了其提取微弱激光信号的原理和性能.实验结果表明:并联LC电流-电压转换电路... 针对干扰环境条件下非合作目标微弱激光信号识别困难,通过对比研究3种激光信号接收电路的性能和缺点,并设计了并联LC选频反馈网络的跨阻电流-电压转换电路,分析了其提取微弱激光信号的原理和性能.实验结果表明:并联LC电流-电压转换电路能够有效地抑制激光回波信号中直流信号和其他环境干扰,放大了目标频段的信号,提高了信号的信噪比,克服了其他接收方式的缺点,增强了激光探测系统识别非合作目标微弱激光信号的能力. 展开更多

关键词 调制激光信号 电流电压转换 跨阻放大器 激光接收

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适用于立方体卫星的激光测距合作目标 被引量：6

14

作者 罗青山 郭唐永 姚运生 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1705-1713,共9页

为了给立方体卫星星载GPS定轨数据提供检核标准,并满足高精度测定轨道的应用要求,通过在10cm×10cm×10cm的标准立方体卫星的每个表面分布3个通光口径为1.0cm的微小激光反射器,设计了质量约为108g、视场角满足360°、测距... 为了给立方体卫星星载GPS定轨数据提供检核标准,并满足高精度测定轨道的应用要求,通过在10cm×10cm×10cm的标准立方体卫星的每个表面分布3个通光口径为1.0cm的微小激光反射器,设计了质量约为108g、视场角满足360°、测距精度可达厘米级的激光测距合作目标。根据角锥棱镜的二面角误差、反射面面形误差及入射面面形误差所引起的光束附加相位,分析角锥棱镜在远场的衍射分布特性;接着,根据激光合作目标在卫星上的分布方式,计算激光合作目标的相对有效面积分布;然后,利用激光测距方程估算不同轨道高度的立方体卫星激光反射器回波光子数,并根据卫星质心改正模型估算激光测距精度;最后,以皮卫星激光合作目标测距试验为例,验证了装载在卫星上的1.0cm微小激光反射器能够反射回足够的激光回波信号。结果表明,此种分布方式对于运行在250~1 000km轨道上的立方体卫星能够提供足够的回波信号,激光测距内精度可达厘米级,满足立方体卫星对激光测距合作目标质量轻、分布灵活、测距精度高的要求。 展开更多

关键词 激光测距 立方体卫星 激光合作目标 有效反射面积 测距精度

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成像引信联合变换相关目标识别关键技术 被引量：4

15

作者 邓甲昊 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期1-5,共5页

为提高引信及制导等武器系统目标识别精度及实时性,阐述了联合变换相关非合作目标激光成像识别技术的研究状况,指出了复杂战场环境下三维联合变换相关非合作目标识别的三个关键技术:1)目标距离与回波强度的高精度获取;2)复杂背景下三维... 为提高引信及制导等武器系统目标识别精度及实时性,阐述了联合变换相关非合作目标激光成像识别技术的研究状况,指出了复杂战场环境下三维联合变换相关非合作目标识别的三个关键技术:1)目标距离与回波强度的高精度获取;2)复杂背景下三维联合变换相关器互相关峰的提取;3)高速运动下三维联合变换相关器畸变不变识别。对该技术在引信及导航、制导等系统中的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 激光成像 三维联合变换相关 非合作目标识别 成像引信 导航制导

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2008年上海天文台卫星激光测距观测报告 被引量：1

16

作者 上海天文台卫星激光测距应用团组 《中国科学院上海天文台年刊》 2009年第1期33-38,共6页

介绍了2008年上海天文台卫星激光测距常规观测,非合作空间目标激光测距试验和双向激光测距模拟试验。

关键词 卫星激光测距 常规测距 非合作目标测距 双向测距 模拟试验

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