留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能

徐璐 张宇 张勇 杨旭 杨成华 王强 赵远

徐璐, 张宇, 张勇, 杨旭, 杨成华, 王强, 赵远. 衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906003-0906003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906003
引用本文: 徐璐, 张宇, 张勇, 杨旭, 杨成华, 王强, 赵远. 衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906003-0906003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906003
Xu Lu, Zhang Yu, Zhang Yong, Yang Xu, Yang Chenghua, Wang Qiang, Zhao Yuan. Improvement of the detection performances of multiple pulses Gm-APD lidar by using an attenuator[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 906003-0906003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906003
Citation: Xu Lu, Zhang Yu, Zhang Yong, Yang Xu, Yang Chenghua, Wang Qiang, Zhao Yuan. Improvement of the detection performances of multiple pulses Gm-APD lidar by using an attenuator[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 906003-0906003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906003

衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能

doi: 10.3788/IRLA201645.0906003
基金项目: 

国家自然科学基金(61450002);国家青年基金(61108072)

详细信息
    作者简介:

    徐璐(1988-),男,博士生,主要从事光子计数激光雷达方面的研究。Email:xlhit@126.com

  • 中图分类号: TN958.98

Improvement of the detection performances of multiple pulses Gm-APD lidar by using an attenuator

  • 摘要: 从Gm-APD的泊松统计的雪崩探测模型出发,在长死时间情况下,提出了一种提高Gm-APD激光雷达探测性能的方法。利用衰减片控制信号和噪声的强度,实现了多脉冲探测Gm-APD激光雷达的探测概率、虚警概率和测距误差的提高。研究结果表明:随着衰减片透过率的变化,探测概率存在最大值,测距误差存在最小值,将衰减片透过率控制在0.33~0.20之间,探测距离为1.5 km时,探测概率能提高1倍,测距误差可以从m量级提高到cm量级。
  • [1] Marino R M, Davis W R. Jigsaw:a foliage-penetrating 3D imaging laser radar system[J]. Linc Lab J, 2005, 15(1):23-36.
    [2] Heinrichs R M, Aull B F, Marino R M, et al. Three-dimensional laser radar with APD arrays[C]//SPIE, 2001, 4377:106-117.
    [3] Oh M S, Kong H J, Kim T H, et al. Time-of-flight analysis of three-dimensional imaging laser radar using a geiger-mode avalanche photodiode[J]. Jpn J Phys, 2010, 49:026601.
    [4] Marino R M, Davis W R, Rich G C, et al. High-resolution 3D imaging laser radar flight test experiments[C]//SPIE, 2005, 5791:138-151.
    [5] Marino R M, Richardson J, Garnier R, et al. Photon-counting lidar for aerosol detection and 3-D imaging[C]//SPIE, 2009, 7323:73230H.
    [6] Redman B, Ruff W, Mark Giza. Photon counting chirped AM ladar:concept, simulation, and initial experimental results[C]//SPIE, 2006, 6214:62140P.
    [7] Johnson S, Gatt P, Nichols T. Analysis of Geiger-mode APD laser radars[C]//SPIE, 2003, 5086:359-368.
    [8] Fouche D G. Detection and false-alarm probabilities for laser radars that use Geiger-mode detectors[J]. Appl Opt, 2003, 42(27):5388-5398.
    [9] Henriksson M. Detection probabilities for photon-counting avalanche photodiodes applied to a laser radar system[J]. Appl Opt, 2005, 44(24):5140-5147.
    [10] Oh M S, Kong H J, Kim T H, et al. Autofocus technique for three-dimensional imaging, direct-detection laser radar using Geiger-mode avalanche photodiode focal-plane array[J]. Opt Lett, 2010, 35(24):4214-4216.
    [11] Kong H J, Kim T H, Jo S E, et al. Smart three-dimensional imaging ladar using two Geiger-mode avalanche photodiodes[J]. Opt Express, 2011, 19(20):19323-19329.
    [12] Wang Fei, Zhao Yuan, Zhang Yu, et al. Theoretical analysis of influence of laser signal strength on range precision in single photon ranging[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(10):2771-2775. (in Chinese)王飞, 赵远, 张宇, 等. 激光脉冲强度对于盖革模式单光子探测测距精度影响的理论研究[J]. 光学学报, 2010, 30(10):2771-2775.
    [13] Yang Fang, Zhang Xin, He Yan, et al. Laser ranging system based on high speed pseudorandom modulation and photon counting techniques[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(12):3234-3238. (in Chinese)杨芳, 张鑫, 贺岩, 等. 基于高速伪随机码调制和光子计数激光测距技术[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(12):3234-3238.
    [14] Zhang Guoqing, Liu Lina, Zhu Changjun. Detection and false-alarm probabilities based on multi-pixel photon counter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7):1819-1824. (in Chinese)张国青, 刘丽娜, 朱长军. 采用多像素光子计数器的探测概率与虚警率[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7):1819-1824.
    [15] He Weiji, Sima Boyu, Miao Zhuang, et al. Correction of reversal errors in photon counting 3D imaging lidar[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(10):2488-2494. (in Chinese)何伟基, 司马博羽, 苗壮, 等. 光子计数三维成像激光雷达反转误差的校正[J]. 光学精密工程, 2013, 21(10):2488-2494.
    [16] Bu Shaofang, Ni Qiliang, He Lingping, et al. Microchannel plate photon counting detector in UV range[J]. Chinese Optics, 2012, 5(3):302-309. (in Chinese)卜绍芳, 尼启良, 何玲平, 等. 极紫外波段微通道板光子计数探测器[J]. 中国光学, 2012, 5(3):302-309.
    [17] Xu Lu, Zhang Yu, Zhang Yong, et al. Research on the detection performance of Geiger-mode APD laser radar with accumulated detecion[J]. Chinese J of Lasers, 2012, 39(4):0414003. (in Chinese)徐璐, 张宇, 张勇, 等. 盖革模式雪崩光电二极管激光雷达累积探测性能的研究[J]. 中国激光, 2012, 39(4):0414003.
    [18] Wu L, Zhao Y, Zhang Y, et al. Multipulse gate-delayed range gating imaging lidar[J]. Opt Lett, 2011, 36(8):1365-1367.
  • [1] 夏团结, 周卫文, 印剑飞, 刘文好, 何宇飞.  高速目标探测下脉冲激光扫描设计技术 . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20220916-1-20220916-9. doi: 10.3788/IRLA20220916
    [2] 罗雄, 史悦, 范琪, 尹微, 彭涛, 赵培娥, 王柯, 周鼎富.  基于相干激光雷达气象多要素探测 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230138-1-20230138-10. doi: 10.3788/IRLA20230138
    [3] 王晓彬, 赵泓楷, 周雨迪, 张芳, 徐沛拓, 刘群, 刘崇, 刘东.  偏振海洋激光雷达探测黄海水母特性 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20211038-1-20211038-7. doi: 10.3788/IRLA20211038
    [4] 管雯璐, 谭逢富, 侯再红, 秦来安, 何枫, 张巳龙, 吴毅.  探测器阵列靶散射取样衰减单元设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210150-1-20210150-8. doi: 10.3788/IRLA20210150
    [5] 汪自军, 张扬, 刘东, 王晓波, 袁金如, 潘超, 赵一鸣, 韩晓爽, 周雨迪, 刘群, 王成.  新型多波束陆-海激光雷达探测卫星技术发展研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20211041-1-20211041-11. doi: 10.3788/IRLA20211041
    [6] 徐璐, 刘霞霞, 杨旭, 张一嘉, 吴龙.  宽脉冲光子计数偏振激光雷达探测浅水层研究(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200452-1-20200452-10. doi: 10.3788/IRLA20200452
    [7] 张晨阳, 王春辉, 战蓝, 齐明, 蒋硕.  星载微脉冲光子计数激光雷达的探测性能仿真分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20200502-1-20200502-9. doi: 10.3788/IRLA20200502
    [8] 魏天问, 夏海云.  基于相干多普勒激光雷达的风雨同时探测 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200406-20200406. doi: 10.3788/IRLA20200406
    [9] 张扬, 黄卫东, 董长哲, 袁金如, 贺岩, 万渊, 汪自军, 陈利平, 竹孝鹏, 臧华国, 卜令兵, 刘继桥.  海洋激光雷达探测卫星技术发展研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20201045-1-20201045-12. doi: 10.3788/IRLA20201045
    [10] 陈鹏, 赵继广, 宋一铄, 王燊.  气溶胶环境下FMCW与脉冲激光探测性能对比 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190399-1-20190399-10. doi: 10.3788/IRLA20190399
    [11] 张合, 李红霞, 丁立波, 查冰婷.  同步扫描周视脉冲激光引信多探测点最佳起爆建模及仿真 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0403001-0403001-7. doi: 10.3788.IRLA202049.0403001
    [12] 马乐, 陆威, 姜鹏, 刘迪, 王鹏辉, 孙剑峰.  基于匹配滤波的Gm-APD激光雷达三维重构算法研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0205006-0205006. doi: 10.3788/IRLA202049.0205006
    [13] 冯力天, 赵培娥, 史晓丁, 靳国华, 杨泽后, 周鼎富, 侯天晋.  光源线宽对相干激光测风雷达探测性能的影响分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406005-0406005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0406005
    [14] 沈振民, 赵彤, 王云才, 郑永超, 尚卫东, 王冰洁, 李静霞.  混沌脉冲激光雷达水下目标探测 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406004-0406004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0406004
    [15] 刘迪, 孙剑峰, 姜鹏, 高尚, 周鑫, 王鹏辉, 王骐.  GM-APD激光雷达距离像邻域KDE重构 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 630001-0630001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0630001
    [16] 左维康, 朱亚丹, 邱敏, 刘继桥, 陈卫标.  APD探测器的性能对激光雷达反演CO2浓度误差影响研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 406002-0406002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406002
    [17] 黄富瑜, 沈学举, 何永强, 周冰.  超大视场成像系统对空间目标的探测能力分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3134-3140.
    [18] 徐璐, 张勇, 张宇, 杨旭, 杨成华, 王强, 赵远.  四Gm-APD探测器提高激光雷达探测性能的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2583-2587.
    [19] 杨雨川, 谭碧涛, 龙超, 陈力子, 张己化, 陈军燕.  主动探测回波激光脉冲时域特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3228-3233.
    [20] 郑睿童, 吴冠豪.  基于线阵APD探测器的脉冲式一维非扫描激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 96-100.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  335
  • HTML全文浏览量:  37
  • PDF下载量:  178
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-21
  • 修回日期:  2016-02-13
  • 刊出日期:  2016-09-25

衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能

doi: 10.3788/IRLA201645.0906003
    作者简介:

    徐璐(1988-),男,博士生,主要从事光子计数激光雷达方面的研究。Email:xlhit@126.com

基金项目:

国家自然科学基金(61450002);国家青年基金(61108072)

  • 中图分类号: TN958.98

摘要: 从Gm-APD的泊松统计的雪崩探测模型出发,在长死时间情况下,提出了一种提高Gm-APD激光雷达探测性能的方法。利用衰减片控制信号和噪声的强度,实现了多脉冲探测Gm-APD激光雷达的探测概率、虚警概率和测距误差的提高。研究结果表明:随着衰减片透过率的变化,探测概率存在最大值,测距误差存在最小值,将衰减片透过率控制在0.33~0.20之间,探测距离为1.5 km时,探测概率能提高1倍,测距误差可以从m量级提高到cm量级。

English Abstract

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回