激光成像系统高精度目标距离和强度信息提取.pdf

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1、第43卷第8期红外与激光工程2014年8月VO1．43NO．8InfraredandLaserEngineeringAug．2014激光成像系统高精度目标距离和强度信息提取徐正平，沈宏海，许永森，孙超，黄厚田，姚园(中国科学院航空光学成像与测量重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要：为提高脉冲激光3D成像系统中提取目标距离和强度信息的精度，对时刻鉴别和峰值保持电路进行了深入研究。在简要分析激光测距体制及探测器选择的基础上，给出了激光3D成像系统结构框图：激光器输出信号经半反半透棱镜，反射光线触发参考APD作为计时起始信号，以

2、提高计时基准。给出了恒定闽值鉴别与恒比定时鉴别相结合的时刻鉴别电路，在提高时刻鉴别精度的同时可有效消除噪声对电路的影响。峰值保持选取基于OPA861的跨导型峰值保持电路。在实验室搭建了回波信号模拟系统，并在此基础上对电路性能进行测试。最后，给出了实验结果。结果显示：时刻鉴别电路精度优于lns；当输入窄脉冲峰值信号低于800mV时，峰值保持电路保持精度优于2．63％。整个结果满足后续实验要求。关键词：激光成像系统；时刻鉴别；峰值保持；距离；强度中图分类号：TP79文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)08—2668—05Target-distanc

3、eandintensityinformationdetectingwithhighprecisioninlaserimagingsystemXuZhengping，ShenHonghai，XuYongsen，SunChao，HuangHoutian，YaoYuan(KeyLaboratoryofAirborneOpticalImagingandMeasurement，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysicsChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)Ab

4、stract：Inordertoenhancetheprecisionoftargetdistanceandintensityinformationinpulselaser3Dimagingsystem，thetime—discriminatingcircuitandpeakholdingcircuitwerestudiedindetail．Basedonanalyzingthelaserdistance—detectingmethodandtheselectionofdetector，theprinciplediagramofpulselaser3Dimagi

5、ngsystemwasgiven．Inthissystem，pulsefromlaserwassenttotransflectiveprism，andthereflectedlighttriggeredreferenceAPD．OutputsignalfromthereferenceAPDwasselectedasstartingsignalfortimingtoenhancetimingbasic．Constantthresholddiscriminatorandconstantfractiondiscriminatorwerecombinedtoformth

6、etimingdiscriminator．Inthismethod，highprecisionoftimingdiscriminatorcouldbeachievedwhileeliminatingtheeffectofnoisetothecircuit．ThetransconductancecircuitbasedonOPA861wasselectedtoholdthepeaksigna1．TheAPDsignalsimulatingsystemwasconstructedinlaboratory，andperformanceofthosecircuitswe

7、retested．At1ast，testingresultwasgiven．Resultshowsthattheprecisionoftimediscriminatingcircuitisbetterthan1asandtheprecisionofpeakholdingcircuitisbetterthan2．63％whenthepeakvalueofnarrowpulsesignalislessthan800mV．The收稿日期：2013—12—10：修订日期：2014一O1—11基金项目：中国科学院航空光学成像与测量重点实验室开放基金(Y2HCISR12B)

8、；国家林业公益性项目(2