本文選題：激光雷達(dá) + 三維成像��； 參考：《南京大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：三維成像激光雷達(dá)按掃描方式可分為單元探測器二維掃描,面陣探測器非凝視掃描和線陣探測器一維掃描。單元探測器二維推掃采用單元探測器接收回波,只能獲得單像素的距離和回波強(qiáng)度信息,通過二維逐像素掃描得到完整的目標(biāo)信息。該成像探測成像技術(shù)在目前已經(jīng)發(fā)展成熟,但存在著成像速率低,體積大耗能多的缺點(diǎn)。面陣探測器非凝視掃描采用探測器陣列接收回波,不需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行推掃,可一次得到目標(biāo)的距離和強(qiáng)度信息。該三維成像技術(shù)不僅成像速率高,而且體積小。但信息采集受到探測器陣列制作工藝及后端讀出電路的制約,使得高像素廣視角的理想圖像很難獲得。線陣探測器一維掃描使用行或者列探測器接收回波,每次可獲得一行(列)像素的信息,可以采用一個(gè)方向的推掃獲得所有的像素?cái)?shù)據(jù)。適用于廣視場大角度的探測,其成像速率僅次于面陣探測器非凝視掃描,能獲得較高分辨率圖像,是一種頗具有優(yōu)勢和潛能的成像探測技術(shù)。本文闡述了激光三維雷達(dá)成像技術(shù)的工作原理,根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)制定硬件實(shí)現(xiàn)方案,主要研究了APD讀出電路和低噪聲電源模塊以及基于PIN探測器的同步掃描方案。該方案能有效接收激光脈沖并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào),同時(shí)由PIN的TTL輸出帶動(dòng)移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)同步掃描。APD讀出電路采用互阻放大器的典型電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,選用的運(yùn)放LMH6629是低輸入噪聲電壓,低輸入誤差電流的精密放大器,電容作為補(bǔ)償元件對(duì)相位進(jìn)行補(bǔ)償。電源方案選用開關(guān)電源以及LDO協(xié)同工作的方式,在提高了電源效率的同時(shí)減少了輸出電流的紋波,最大能夠同時(shí)給64路APD模塊供電。同步掃描方案把PIN探測器的輸出加以變換,輸出能夠驅(qū)動(dòng)電機(jī)的寬脈沖。采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)SH2024A,測量的精度高達(dá)0.00031250,實(shí)現(xiàn)了激光脈沖和電機(jī)的同步。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了硬件系統(tǒng)的性能。
[Abstract]:The three-dimensional imaging laser radar can be divided into two-dimensional scanning of unit detector, non stare scanning of array detector and one dimension scan of linear array detector. The unit detector uses unit detector to receive echo, and can only obtain the single pixel distance and echo intensity information, and the complete target is obtained by two-dimensional pixel by pixel scan. Information. The imaging detection imaging technology has developed well now, but it has the disadvantages of low imaging rate and large energy consumption. The non staring scan of the array detector uses detector array to receive echo. It does not need to push the target, and can get the distance and intensity information of the target at a time. The three-dimensional imaging technology is not only imaging rate. It is high and small. But the information acquisition is restricted by the fabrication process of detector array and the back end readout circuit, which makes the ideal image of high pixel and wide angle difficult to obtain. One dimension scan of the linear array detector uses a row or column detector to receive the echo, which can obtain one line (column) pixel information each time, and can be obtained by one direction push. All the pixel data. It is suitable for wide field of view detection. The imaging rate is second only to the non stare scanning of the array detector. It can obtain high resolution image. It is a kind of imaging detection technology with great advantage and potential. This paper describes the working principle of the laser 3D radar imaging technology and makes hardware implementation according to the system parameters. The scheme mainly studies the APD readout circuit, the low noise power supply module and the synchronous scanning scheme based on the PIN detector. The scheme can effectively receive the laser pulse and convert it into voltage signal. At the same time, the TTL output of PIN drives the mobile turntable to realize the synchronous scanning.APD readout circuit using the typical circuit of the mutual hindrance amplifier. The selection of operational amplifier LMH6629 is a precision amplifier with low input noise voltage, low input error current, and capacitor as compensation element to compensate the phase. The power supply scheme selects switching power supply and LDO cooperative work. It improves the power efficiency and reduces the ripple of the output current. The maximum can be given to 64 APD modes at the same time. The synchronous scanning scheme transforms the output of the PIN detector and outputs the wide pulse that can drive the motor. Using the motor drive SH2024A, the measurement accuracy is up to 0.00031250, and the synchronization between the laser pulse and the motor is realized. Finally, the performance of the hardware system is verified by the experiment.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN958.98

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本文編號(hào)：2019490