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面阵激光雷达仪的几何成像模型分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7-1是面阵激光雷达投射到地面的激光点图,激光雷达发射器向地面发射一束激光,投射在地面的发散角为θ,形成一个直径为Ds的圆形光斑,有人机系统的高度为H,这三者之间的关系可以表示为:如果一个5×5APD 阵列探测器应用于激光雷达,在一个正方面对角线长度为Ds的区域内的激光将会反射到接收透镜,并且聚焦到APD 阵列。图7-1中的红点代表激光在这个光斑区域将会反射回到APD 阵列探测器接收系统。

面阵激光雷达仪的几何成像模型分析

图7-1(a)是面阵激光雷达投射到地面的激光点图,激光雷达发射器向地面发射一束激光,投射在地面的发散角为θ,形成一个直径为Ds的圆形光斑,有人机系统的高度为H,这三者之间的关系可以表示为:

如果一个5×5APD 阵列探测器应用于激光雷达,在一个正方面对角线长度为Ds的区域内的激光将会反射到接收透镜,并且聚焦到APD 阵列。图7-1(a)中的红点代表激光在这个光斑区域将会反射回到APD 阵列探测器接收系统。地面上红点之间的间距以及面阵激光雷达的分辨率Dg可以表示为:

(www.xing528.com)

由式(7-2)可以知道,机载面阵激光雷达的分辨率是由有人机系统的飞行高度和激光发射透镜的发散角来决定的,它可以通过改正飞行高度或发散角来改变其分辨率。

图7-1(b)是面阵激光雷达光路反射图,激光通过地面反射回来,聚焦到激光接收透镜,最近投射到APD 阵列探测器上。在这个过程中,图7-1(a)中激光反射回来的红点对应到图7-1(b)中的红点。由于地表面的高程不是相同的,所以每个激光点反射回来的时间也不是相同的,并且这些不同的时间由APD 阵列探测器记录下来,因此我们可以由不同的时间间隔以及激光的传播速度计算出每个激光点到有人机系统的距离。

图7-1 面阵激光雷达投射点和光路反射图

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