提高激光雷达测距精度的最佳信号门限比

王春勇; 谢俊; 卞保民; 李振华

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ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

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提高激光雷达测距精度的最佳信号门限比

王春勇 , 谢俊 , 卞保民 , 李振华

文章导航 > 激光技术 > 2007 > 31(4): 408-411

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提高激光雷达测距精度的最佳信号门限比

1.
南京理工大学, 信息物理与工程系, 南京, 210094

作者简介: 王春勇(1967- ),男,工程师,博士,主要从事激光雷达与光电检测技术研究..

通讯作者: 李振华, zhenhual@imai.lnjus.tedu.cn

中图分类号: P225.2;TN958.98

Optimum signal threshold ratio for improving the ranging accuracy of lidar

1.
Department of Information Physics & Engineering, Nanjing University of Science & Technologyy, Nanjing 210094, China

Corresponding author: LI Zhen-hua, zhenhual@imai.lnjus.tedu.cn

CLC number: P225.2;TN958.98

摘要: 为了提高脉冲激光雷达的测距精度,研究了光束在空域为高斯光束、时域为钟型脉冲的激光雷达在恒电压幅度鉴别模式下,回波信号幅度变化和宽度变化对测距精度的影响。证明在一定范围内,由回波幅度变化所造成的测距误差与由回波脉宽变化引起的测距误差,随鉴别电平的取值不同,呈现出相反的变化趋势,即最佳信号门限比的存在,并导出了相应的计算公式。通过改变接收信号强度,对不同信噪比、不同信号门限比条件下大量测距实验结果进行了分析,验证了最佳信号门限比的存在。在一定的实验条件下,最佳信号门限比的取值在1.8附近,实验结果与理论计算吻合良好。这一研究结果为不同应用条件下,激光雷达鉴别电平的合理选取提供了依据。
- 激光技术 /
- 激光雷达 /
- 最佳信号门限比 /
- 测量精度
Abstract: In order to improve the ranging accuracy of a lidar,the effect of amplitude and width of the echo signal on the ranging accuracy of a lidar with bell-type laser pulses in temporal domain and Gaussian pulses in spatial domain,was studied under the condition of constant-voltage-amplitude discrimination.For different discrimination level,the range error induced by the variation of amplitude and width of echo signal exhibited reverse variant tendency.As a result,the concept of optimum signal threshold ratio was proposed to improve the ranging accuracy of the lidar and its computational formula was also presented in this paper.Further more,the existence of the optimum signal threshold ratio was verified through experiments under different signal threshold ratio and the experiments showed that the optimum signal threshold ratio of our lidar was about 1.8.The study results provide the basis for the reasomable selection of the lidar to identify the level under different application conditions.

[1]	ZHU Q H,ZHANG X M,JING F et al.Study of the layout stability of multi-pass amplification system[J].High Power Laser and Particle Beams,1999,11(6):653～656(in Chinese).
[2]	ZACHARIAS R A,BEER N R,BLISS E S et al.Alignment and wavefront control system of national ignition facility[J].Opt Engng,2004,43(12):2873～2884.
[3]	HUANG J,YUAN X D,WANG Ch Ch et al.Measurement of laser angle drift by means of measure microscope[J].Laser Technology,2005,29(3):328～331(in Chinese).
[4]	WANG Ch Y,LIU X F,YUAN Y H et al.The diagnosis on spot and drift of CW-COIL laser beam[J].High Power Laser and Particle Beams,1997,9(1):23～28(in Chinese).
[5]	YU D L,SANG F T,JIN Y Q et al.Study of the drift and deformation for COIL output beam spot[J].High Power Laser and Particle Beams,2001,13(2):151～154(in Chinese).
[6]	LIU Y,JIN Y Q,SANG F T et al.Measure and research of mirrors disalignment for COIL resonator[J].High Power Laser and Particle Beams,2003,15(3):221～224(in Chinese).
[7]	LU F N,LIU D Zh,XU R F et al.Performance of image processing in beams automatic alignment system[J].Optical Technique,2005,31(3):335～337(in Chinese).
[8]	CHEN Zh,CHANG Sh L,HU Y M et al.An imaging processing method for measuring the array position of diffraction spot of high-power laser beam[J].Opto-electronic Engineering,1998,25(1):6～12(in Chinese).

[1]	刘长久 , 杨华军 , 赖燔 . 空间交会激光雷达信息测量技术. 激光技术, 2006, 30(6): 608-610,613.
[2]	吕潮峰 , 杜正春 . 基于激光雷达测量技术的集装箱卡车定位系统. 激光技术, 2007, 31(6): 596-599.
[3]	汪少林 , 曹开法 , 胡顺星 , 魏合理 . 对激光雷达几何因子的分析与测量. 激光技术, 2008, 32(2): 147-150.
[4]	董吉辉 , 胡企铨 . 空间碎片的激光雷达探测. 激光技术, 2007, 31(2): 185-187,191.
[5]	曹开法 , 汪少林 , 方欣 , 谢军 , 赵培涛 , 胡顺星 , 胡欢陵 . 激光偏振技术压缩激光雷达信号动态范围. 激光技术, 2009, 33(1): 60-62.
[6]	张育真 , 汪岳峰 , 董伟 , 刘杰 , 殷智勇 . 多普勒激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟. 激光技术, 2009, 33(4): 344-346,350. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.003
[7]	亢甲杰 , 张福民 , 曲兴华 . 激光雷达坐标测量系统的测角误差分析. 激光技术, 2016, 40(6): 834-839. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.013
[8]	李颖颖 , 孙东松 , 王珍珠 , 沈法华 , 周小林 , 董晶晶 . 云的多次散射对激光雷达测量结果影响的研究. 激光技术, 2008, 32(6): 611-613,638.
[9]	梁琨 , 马泳 , 程飞 , 王宏远 . 基于布里渊激光雷达测量大气声速误差分析. 激光技术, 2009, 33(1): 94-96.
[10]	陈涌 , 王玉兰 , 周鼎富 , 刘航 . 基于小波多分辨率分析的激光雷达弱信号处理. 激光技术, 2005, 29(3): 278-280,283.
[11]	王玉诏 . 一种用于激光雷达信号的自适应分段平滑算法. 激光技术, 2014, 38(5): 599-602. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.005
[12]	陈文革 , 黄铁侠 , 卢益民 . 机载海洋激光雷达发展综述. 激光技术, 1998, 22(3): 147-152.
[13]	马泳 , 冀航 , 梁琨 , 林宏 . 载波调制激光雷达技术在海洋探测中的应用. 激光技术, 2008, 32(4): 346-349.
[14]	陶小红 , 胡以华 , 雷武虎 , 蔡晓春 . 经验模式分解用于激光雷达大气回波处理. 激光技术, 2008, 32(6): 590-592,595.
[15]	张小红 , 杨敏 , 郭亮 . 合成孔径激光雷达研究进展. 激光技术, 2011, 35(2): 255-259. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.031
[16]	唐磊 , 吴海滨 , 孙东松 , 舒志峰 . 瑞利多普勒激光雷达F-P标准具的设计与校准分析. 激光技术, 2014, 38(2): 283-288. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.029
[17]	王杰 , 陈亚峰 , 刘秋武 , 杨杰 , 黄见 , 胡顺星 . 测污激光雷达探测气溶胶消光特性和Ångström指数. 激光技术, 2018, 42(6): 727-732. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.001
[18]	吴俊杰 , 王耀辉 , 徐足音 , 任佳莉 , 张博义 . 基于多普勒激光雷达的机场边界层高度研究. 激光技术, 2023, 47(6): 778-785. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.008
[19]	梁晓峰 , 杨泽后 , 王顺艳 , 陈涌 , 陈春利 , 李晓锋 , 李晶 , 周鼎富 . 基于差分吸收激光雷达有毒有害气体遥测进展. 激光技术, 2021, 45(1): 53-60. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.010
[20]	阳琴 , 陈孝林 , 曾诚 , 徐诗月 , 杨俊敏 , 张志坚 , 杨峰 , 高剑波 . 基于DPMZM的微波光子倍频激光雷达仿真分析. 激光技术, 2023, 47(6): 729-735. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.001

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提高激光雷达测距精度的最佳信号门限比

通讯作者: 李振华, zhenhual@imai.lnjus.tedu.cn

作者简介: 王春勇(1967- ),男,工程师,博士,主要从事激光雷达与光电检测技术研究.

1. 南京理工大学, 信息物理与工程系, 南京, 210094

收稿日期: 2006-04-05
录用日期: 2006-08-30
网络出版日期: 2007-08-25

关键词:

摘要: 为了提高脉冲激光雷达的测距精度,研究了光束在空域为高斯光束、时域为钟型脉冲的激光雷达在恒电压幅度鉴别模式下,回波信号幅度变化和宽度变化对测距精度的影响。证明在一定范围内,由回波幅度变化所造成的测距误差与由回波脉宽变化引起的测距误差,随鉴别电平的取值不同,呈现出相反的变化趋势,即最佳信号门限比的存在,并导出了相应的计算公式。通过改变接收信号强度,对不同信噪比、不同信号门限比条件下大量测距实验结果进行了分析,验证了最佳信号门限比的存在。在一定的实验条件下,最佳信号门限比的取值在1.8附近,实验结果与理论计算吻合良好。这一研究结果为不同应用条件下,激光雷达鉴别电平的合理选取提供了依据。