【摘要】：隨著成像雷達(dá)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的成果被廣泛的應(yīng)用于軍事探測(cè)、汽車防撞、探測(cè)測(cè)量等諸多領(lǐng)域。這些技術(shù)主要分為掃描和無(wú)掃描兩種方式。掃描方式作用距離遠(yuǎn),然而其掃描設(shè)備復(fù)雜且?guī)什桓�。而無(wú)掃描的方式結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且成像速度快。在無(wú)掃描成像雷達(dá)領(lǐng)域里,比較有代表性的技術(shù)有門控切片技術(shù)和增益調(diào)制技術(shù)。門控切片技術(shù)是根據(jù)目標(biāo)遠(yuǎn)近的不同來(lái)選通探測(cè)器件的開(kāi)通和關(guān)斷,獲取一系列不同距離處目標(biāo)的二維強(qiáng)度像,有效地避免了背景光對(duì)結(jié)果的影響;增益調(diào)制技術(shù)是利用激光脈沖的飛行時(shí)間不同而調(diào)制增益的變化從而來(lái)解算出待測(cè)目標(biāo)的距離最終恢復(fù)出距離像。兩者在不同的領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,但是上述兩種成像技術(shù)都需要借助增強(qiáng)型電荷耦合器件,來(lái)探測(cè)圖像信息并實(shí)現(xiàn)增益,這類器件不僅價(jià)格昂貴,而且體積較大,這些因素都限制了應(yīng)用領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展。為此,本文提出了一種用普通的電荷耦合器件來(lái)取代增強(qiáng)型電荷耦合器件的3D成像雷達(dá)方案。基于此方案,本文研究采用一種非激光光源的成像雷達(dá)系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證方案的合理性。它是利用帶有電子快門可控的傳感器器件,控制電子快門的開(kāi)通與關(guān)斷的時(shí)間,來(lái)調(diào)節(jié)傳感器曝光時(shí)間,實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)增益從而代替增強(qiáng)型電荷耦合器件實(shí)現(xiàn)3D成像。這套光成像雷達(dá)系統(tǒng),采用高功率發(fā)光二極管作為發(fā)射光源,電荷耦合器件為采集圖像信息單元,通過(guò)兩次成像得到待測(cè)目標(biāo)的強(qiáng)度像,將采集到的兩次圖像信息分別通過(guò)A/D模塊,將模擬信號(hào)數(shù)字化,然后通過(guò)USB傳輸模塊將圖像信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)并且保存下來(lái),最終將數(shù)據(jù)進(jìn)行理論計(jì)算恢復(fù)出待測(cè)目標(biāo)的距離像。系統(tǒng)中采用Altera公司的FPGA芯片EP2C5Q208作為同步控制的核心來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源脈沖信號(hào)、CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)、A/D驅(qū)動(dòng)信號(hào)、以及USB設(shè)備傳輸信號(hào)的控制。其中USB設(shè)備使用Cypress公司芯片來(lái)完成對(duì)固件程序的實(shí)現(xiàn)以及PC端的控制上位機(jī)的實(shí)現(xiàn)。
【圖文】：

還可以提供合適的增益，來(lái)發(fā)揮與 ICCD 相當(dāng)?shù)淖饔谩＿@在距離選通技術(shù)中的增益調(diào)制技術(shù)有所類似，都是需要終確定待測(cè)目標(biāo)的 3D 信息，但是又有所區(qū)別，，這里避，能夠?qū)⒄麄�(gè)系統(tǒng)的成本降下來(lái)，同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)的小這也使得 3D 成像雷達(dá)能夠在更加廣泛的領(lǐng)域得到推廣。雷達(dá)領(lǐng)域的研究進(jìn)展成像雷達(dá)領(lǐng)域的演進(jìn)歷程來(lái)看，經(jīng)歷了從掃描方式到無(wú)掃描方式的 3D 成像雷達(dá)技術(shù)較為成熟完備。美國(guó)空軍研究達(dá)的研究為背景，研制了低成本自主攻擊系統(tǒng)（Low Cosm, LOCAAS）[28]，來(lái)獲取待測(cè)目標(biāo)的 3D 信息，從而實(shí)該系統(tǒng)使用半導(dǎo)體激光二極管泵浦波長(zhǎng)為 1.06um 的固體自主識(shí)別目標(biāo)、自主攻擊目標(biāo)、選擇瞄準(zhǔn)點(diǎn)等一系列實(shí)驗(yàn)ASS 系統(tǒng)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離為 10km，距離精度誤差低至 0 系統(tǒng)示意圖。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文oitering Attack Missile, LAM）。LAM 在 LOCASS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又改進(jìn)標(biāo)識(shí)別算法，將改進(jìn)的系統(tǒng)裝載于導(dǎo)彈頭部，能夠?qū)?500m 至 600m 范續(xù)掃描，距離分辨率可達(dá) 0.15m[30]。無(wú)掃描激光成像雷達(dá)不僅借助其特殊的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)取代了復(fù)雜的掃描的裝了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，而且利用激光的特性使得成像雷達(dá)可以達(dá)到較高辨率，角分辨率，使測(cè)量的精度得到明顯提高。在無(wú)掃描成像激光雷達(dá)外學(xué)者提出了多種實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方式：基于線性連續(xù)調(diào)頻波的探測(cè)方式、切片的成像方式、以及基于增益調(diào)制技術(shù)的成像方式。美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室提出了基于線性調(diào)頻連續(xù)波(FM-CW)探測(cè)的成像雷達(dá)方方案的基礎(chǔ)上，美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室 2005 年成功研制出了一套無(wú)掃描方式像雷達(dá)。這套系統(tǒng)以 1.55μm 的光纖激光器作為光源，工作幀頻為 500輸出功率為 10W，對(duì)目標(biāo)的作用距離范圍為 300m 至 1000m。如圖 1-2成像結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN958

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉斌;張軍;魯敏;滕書華;馬燕新;張文廣;;激光雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)研究進(jìn)展[J];激光與紅外;2015年02期

2 王榮波;鐘森城;李澤仁;周維軍;吳廷烈;羅振雄;田建華;何莉華;;激光照明水下目標(biāo)距離選通成像系統(tǒng)的研制[J];強(qiáng)激光與粒子束;2013年07期

3 張勇;曹喜濱;吳龍;趙遠(yuǎn);;線性增益調(diào)制激光雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)測(cè)距精度的影響[J];紅外與激光工程;2013年04期

4 郭惠超;孫華燕;都琳;;利用時(shí)間切片序列圖像的三維成像距離信息計(jì)算方法[J];紅外與激光工程;2012年12期

5 王磊;徐智勇;張啟衡;王華闖;萬(wàn)國(guó)良;萬(wàn)晶晶;;距離選通水下激光成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2012年05期

6 竹孝鵬;劉繼橋;賀巖;李小莉;畢德倉(cāng);陳衛(wèi)標(biāo);;532nm激光距離選通成像系統(tǒng)[J];紅外與激光工程;2012年02期

7 李東;楊華軍;鄭秋貞;鄧志輝;;距離選通技術(shù)在三維成像激光雷達(dá)中的應(yīng)用研究[J];紅外與激光工程;2012年01期

8 潘華東;謝斌;劉濟(jì)林;;無(wú)掃描激光三維成像系統(tǒng)的建模與仿真[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年04期

9 孫健;張曉暉;葛衛(wèi)龍;周亞民;;距離選通激光水下成像系統(tǒng)的門控信號(hào)對(duì)圖像質(zhì)量的影響[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2009年08期

10 靳辰飛;趙遠(yuǎn);張勇;何姜;孫秀冬;;一種無(wú)掃描三維成像激光雷達(dá)的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)激光;2009年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 靳辰飛;無(wú)掃描增益調(diào)制激光三維成像的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 張秀達(dá);新型三維主動(dòng)光學(xué)成像理論與系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張繁輝;距離選通激光成像數(shù)據(jù)處理方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 劉敏;基于距離選通技術(shù)的激光三維成像系統(tǒng)仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 黃金新;USB-ARINC429通訊接口卡軟件設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2009年

4 仝瑞普;基于Slave FIFO模式USB數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2528872