论文部分内容阅读
APD块扫描成像激光雷达具有高精度成像、高遮蔽、高抗扰能力成为了当今雷达领域的研究热点,块扫描成像激光雷达是介于单点扫描和无扫描之间一种激光雷达测距体制,兼顾了单点激光雷达的远作用性能以及无扫描高帧频成像性能,是最具有使用前景的成像激光雷达测距体制。本文首先综述了APD器件以及APD块扫描成像激光雷达系统的国内外发展现状。介绍了小面阵APD雷达系统中APD探测器、双光楔扫描系统和双摆镜系统以及读出电路的工作原理及APD块扫描成像激光雷达图像处理基本原理。其次,针对双光楔系统中的单点扫描的扫描点阵与双光楔初始相位角、双光楔楔角、双光楔转数、激光雷达探测距离、脉冲重复频率之间的关系进行了研究,得出了当采样时间为多个周期的前提下,采用初始相位角重置的方法可以使玫瑰线扫描的瓣数增多;双光楔楔角及激光探测距离影响其扫描点阵的扫描范围;双光楔的转数影响其扫描点阵的瓣数;脉冲重复频率影响其扫描点之间分布密集的密集程度。同时得出了在块扫描系统中玫瑰线扫描照明点阵横向分辨率不均匀的特点;推导了在收发合置的系统中,接收图像位置与实际图像位置之间的差值,并进行校正。第三,根据双光楔APD块扫描成像激光雷达的扫描点阵特点、噪声模型,建立了小面阵APD块扫描成像激光雷达的仿真模型,其仿真模型的建立主要包括:针对分辨率的采样方式进行距离数据的预处理,基于位置距离双光楔APD块扫描成像激光雷达图像合成,针对在图像合成后的空点位置采用基于邻域平均的方法进行图像后处理。根据建立的模型,应用Matlab对于APD块扫描成像激光雷达成像进行仿真;在含有噪情况下对其距离图像的预处理效果进行评价,得出基于采样平均的方法对于噪声的抑制有明显效果,仿真结果表明,本文针对小面阵APD块扫描成像激光雷达所建立的模型是可行的。最后,根据本文提出的图像处理方法针对实验室获得的实验数据进行处理,得到了采用小面阵APD块扫描成像激光雷达系统所成的距离像。