小型全固態(tài)激光雷達(dá)焦平面成像系統(tǒng)仿真.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文小型全固態(tài)焦平面成像激光雷達(dá)是以蓋革模式(Geiger mode)雪崩光電二極管(APD)為探測器的三維成像雷達(dá)。比掃描式成像雷達(dá)有以下優(yōu)點(diǎn):能夠?qū)崿F(xiàn)單次脈沖發(fā)射成像,時間短,可以安裝在運(yùn)動平臺上,對偽裝掩蓋的目標(biāo)在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次探測并獲得多幀圖像,然后通過疊加算法獲得較清晰的目標(biāo)圖像。本文首先介紹了有關(guān)雪崩光電二極管(APD)探測器的工作原理,及其探測概率模型,分析了單脈沖探測概率和多脈沖探測概率。根據(jù)激光器的參數(shù)利用雷達(dá)方程定

2、量計算了回波強(qiáng)度,為仿真工作提供可靠的現(xiàn)實(shí)依據(jù)。在本實(shí)驗(yàn)室原有目標(biāo)場景庫的基礎(chǔ)上,添加了適合本文分析的目標(biāo)模型,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。首先,為了分析距離反常,引入均方根誤差評價法(RMSE),對表面結(jié)構(gòu)不同目標(biāo)進(jìn)行了仿真探測,計算了本雷達(dá)系統(tǒng)受信噪比(SNR)的影響程度,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),擬合了RMSE-SNR曲線。第二,針對高斯光束在本雷達(dá)中成距離像做了仿真實(shí)驗(yàn),通過與均勻光照射所成距離像的比較,得出了高斯光束在本雷達(dá)系統(tǒng)中成像的特點(diǎn),并提

3、出了生成用于仿真高斯強(qiáng)度像的高斯系數(shù)矩陣的算法。第三,針對相干光成像過程中總會受到散斑噪聲的影響情況,設(shè)計了散斑影響距離像仿真方案,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),通過與其它噪聲(背景光、暗電流、散射回波)引起的距離像的距離反常做了比較分析。第四,對于接收機(jī)孔徑與目標(biāo)探測概率的關(guān)系,設(shè)計了仿真方案,編寫了仿真程序,通過仿真實(shí)驗(yàn)得到了單脈沖和多脈沖情況下探測概率—接收機(jī)孔徑的關(guān)系曲線。并且發(fā)現(xiàn)接收機(jī)孔徑在其他參數(shù)確定的情況下,有最優(yōu)孔徑大小。最后,在第四

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