高分辨率激光三维成像雷达技术研究

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1、．Highresolution3Dimaginglidartechnologyresearch。●ByDongLijunADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringXi'anInstituteofOpticsandPrecisionMechanicsofChineseAcademyofSciences06，2012⋯棚-『嬲

2、嬲秉承研究所严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中所引用的内容都己给予了明确的注释和致谢。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：知识产权声明本人完全了解中科院西安光学精密机械研究所有关保护知识产权的规定，即：研究生在所攻读学位期间论文工作的知识产权单位系中科院西安光学精密机械研究所。本人保证离所后，发表基于研究生工作的论文或使用本论文工作成果时必须征得产权单位的同意，同

3、意后发表的学术论文署名单位仍然为中科院西安光学精密机械研究所。产权单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；产权单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名-_——一导师签名：日期：摘要激光三维成像雷达技术是一种新兴的主动光学成像技术，在地形测绘、城市建设、工程施工、环境监测等军事、民用领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。本文围绕着激光三维成像的核心技术高分辨率激光测距技术展开研究，对激光扫描三维成像雷达的接收探测、信号处理和系统控制电路进行了分析设计，并研制

4、出相应的电路进行实验验证和性能测试，在实验室中实现了高分辨率激光扫描三维成像。论文主要工作内容如下：1．对高分辨率激光脉冲飞行时间测量技术进行了分析和技术路线优化选择，设计了基于TDC技术的高分辨率激光脉冲飞行时间测量电路，研制出激光测距电路，时间分辨率达到250ps；2．对高精度时刻鉴别方法进行了研究分析，提出了一种基于脉冲宽度补偿的时刻鉴别方法；3．对振镜扫描系统的激光扫描轨迹进行了分析研究，并设计了激光扫描三维成像雷达控制电路，实现对激光扫描三维成像雷达的激光发射、收发同步扫描、信号处理和数据传输等功能的控制；4．利用研制的探测接收、信号处理和

5、控制电路搭建激光扫描三维成像雷达实验室演示验证系统，对激光三维成像雷达系统的性能参数进行了实验测试和分析。并且设计一种可在硬件上实现的简化的波形匹配方法。关键词：激光三维成像雷达；激光测距：飞行时间测量：时刻鉴别；三维扫描成像。高分辨率三维成像雷达技术研究Abstract3DimagingLIDARtechnologyisanewkindofactiveopticalimagingtechnology，whichisanimportantapplicationvalueandbroadapplicationprospectinsurveyingand

6、mappingterrain，urbanconstruction，engineeringconstruction，environmentalmonitoringandothercicilianandmilitaryarea．ThispaperfocusOnthe3DimagingLIDARcoretechnologyofthehighresolutionlaserrangingtechnology,andanalyzinganddesigningthereceiverdetection，signalprocessingandsystemcontrol

7、circuitofscanning3DimagingLIDAR．Moreover,thecorrespondingcircuitismadetodevelopverificationexperimentandperformancetestwhichshowthehighresolutionscanning3Dimagingresultinthelab。Themaincontentsofpaperareasfollows：1．Thehighresolutionlaserpulseflighttimemeasurementtechnologywasana

8、ylizedandtheoptimizationtechnicalroutewasselected．Thec