【摘要】：隨著成像雷達的不斷發(fā)展,越來越多的成果被廣泛的應用于軍事探測、汽車防撞、探測測量等諸多領域。這些技術(shù)主要分為掃描和無掃描兩種方式。掃描方式作用距離遠,然而其掃描設備復雜且?guī)什桓摺６鵁o掃描的方式結(jié)構(gòu)相對簡單且成像速度快。在無掃描成像雷達領域里,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)目標遠近的不同來選通探測器件的開通和關斷,獲取一系列不同距離處目標的二維強度像,有效地避免了背景光對結(jié)果的影響;增益調(diào)制技術(shù)是利用激光脈沖的飛行時間不同而調(diào)制增益的變化從而來解算出待測目標的距離最終恢復出距離像。兩者在不同的領域都得到了應用,但是上述兩種成像技術(shù)都需要借助增強型電荷耦合器件,來探測圖像信息并實現(xiàn)增益,這類器件不僅價格昂貴,而且體積較大,這些因素都限制了應用領域的長足發(fā)展。為此,本文提出了一種用普通的電荷耦合器件來取代增強型電荷耦合器件的3D成像雷達方案。基于此方案,本文研究采用一種非激光光源的成像雷達系統(tǒng)來驗證方案的合理性。它是利用帶有電子快門可控的傳感器器件,控制電子快門的開通與關斷的時間,來調(diào)節(jié)傳感器曝光時間,實現(xiàn)可調(diào)節(jié)增益從而代替增強型電荷耦合器件實現(xiàn)3D成像。這套光成像雷達系統(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,通過兩次成像得到待測目標的強度像,將采集到的兩次圖像信息分別通過A/D模塊,將模擬信號數(shù)字化,然后通過USB傳輸模塊將圖像信息傳輸?shù)缴衔粰C并且保存下來,最終將數(shù)據(jù)進行理論計算恢復出待測目標的距離像。系統(tǒng)中采用Altera公司的FPGA芯片EP2C5Q208作為同步控制的核心來實現(xiàn)對LED光源脈沖信號、CCD驅(qū)動信號、A/D驅(qū)動信號、以及USB設備傳輸信號的控制。其中USB設備使用Cypress公司芯片來完成對固件程序的實現(xiàn)以及PC端的控制上位機的實現(xiàn)。
【圖文】：

還可以提供合適的增益，來發(fā)揮與 ICCD 相當?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目標的 3D 信息，但是又有所區(qū)別，，這里避，能夠?qū)⒄麄�系統(tǒng)的成本降下來，同時使整個系統(tǒng)的小這也使得 3D 成像雷達能夠在更加廣泛的領域得到推廣。雷達領域的研究進展成像雷達領域的演進歷程來看，經(jīng)歷了從掃描方式到無掃描方式的 3D 成像雷達技術(shù)較為成熟完備。美國空軍研究達的研究為背景，研制了低成本自主攻擊系統(tǒng)（Low Cosm, LOCAAS）[28]，來獲取待測目標的 3D 信息，從而實該系統(tǒng)使用半導體激光二極管泵浦波長為 1.06um 的固體自主識別目標、自主攻擊目標、選擇瞄準點等一系列實驗ASS 系統(tǒng)的最遠探測距離為 10km，距離精度誤差低至 0 系統(tǒng)示意圖。

電子科技大學碩士學位論文oitering Attack Missile, LAM）。LAM 在 LOCASS 系統(tǒng)的基礎上，又改進標識別算法，將改進的系統(tǒng)裝載于導彈頭部，能夠?qū)?500m 至 600m 范續(xù)掃描，距離分辨率可達 0.15m[30]。無掃描激光成像雷達不僅借助其特殊的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢取代了復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可以達到較高辨率，角分辨率，使測量的精度得到明顯提高。在無掃描成像激光雷達外學者提出了多種實現(xiàn)的技術(shù)方式：基于線性連續(xù)調(diào)頻波的探測方式、切片的成像方式、以及基于增益調(diào)制技術(shù)的成像方式。美國陸軍實驗室提出了基于線性調(diào)頻連續(xù)波(FM-CW)探測的成像雷達方方案的基礎上，美國陸軍實驗室 2005 年成功研制出了一套無掃描方式像雷達。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，對目標的作用距離范圍為 300m 至 1000m。如圖 1-2成像結(jié)果。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN958

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉斌;張軍;魯敏;滕書華;馬燕新;張文廣;;激光雷達應用技術(shù)研究進展[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;;激光照明水下目標距離選通成像系統(tǒng)的研制[J];強激光與粒子束;2013年07期

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

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

5 王磊;徐智勇;張啟衡;王華闖;萬國良;萬晶晶;;距離選通水下激光成像系統(tǒng)設計及實驗[J];激光與光電子學進展;2012年05期

6 竹孝鵬;劉繼橋;賀巖;李小莉;畢德倉;陳衛(wèi)標;;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中的應用研究[J];紅外與激光工程;2012年01期

8 潘華東;謝斌;劉濟林;;無掃描激光三維成像系統(tǒng)的建模與仿真[J];浙江大學學報(工學版);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)的門控信號對圖像質(zhì)量的影響[J];光學學報;2009年08期

10 靳辰飛;趙遠;張勇;何姜;孫秀冬;;一種無掃描三維成像激光雷達的實驗研究[J];中國激光;2009年06期

相關博士學位論文 前2條

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

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

相關碩士學位論文 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;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;2009年

3 黃金新;USB-ARINC429通訊接口卡軟件設計[D];電子科技大學;2009年

4 仝瑞普;基于Slave FIFO模式USB數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];南京理工大學;2008年

本文編號：2528872