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基于光子计数激光雷达的自适应门控抑噪及三维重建算法
文献摘要：
光子计数激光雷达技术具有极高的探测灵敏度与时间分辨率,是极端条件下高精度目标信息获取的重要手段.由于该技术通过探测单光子级的回波能量实现对目标信息的三维重建,因此极易受噪声干扰,导致成像质量严重降低.基于高速电子门控的距离选通技术虽然可以有效抑制噪声,但存在参数设计依靠经验、目标检测区间窄等问题.本文提出一种在宽目标检测区间条件下的目标信息提取及三维重建方法,首先通过对三维回波信息的获取机理及其概率模型进行分析,获取目标信息分布范围并通过算法门控提取有效信息;再采用高效的图像重建算法进一步提升三维重建的质量,从而具有比基于纯硬件的去噪方法更强的抑噪能力.实验结果显示,在平均像素光子数仅为3.020,且信号噪声比仅为0.106的极端条件下,本文提出的目标信息提取方法可将信号噪声比提升19.330倍;再配合高效的图像重建算法,距离图像的重建信噪比相比于传统的互相关算法提升了33.520 dB,大幅提升了强噪声环境下高精度目标信息获取的能力.
文献关键词：
单光子成像;光子计数激光雷达;噪声抑制;图像重建
中图分类号：
作者姓名：
陈松懋;苏秀琴;郝伟;张振扬;汪书潮;朱文华;王杰
作者机构：
中国科学院西安光学精密机械研究所, 中国科学院空间精密测量技术重点实验室, 西安 710119;海洋观测与探测联合实验室(西安光机所部分), 青岛海洋科学与技术试点国家实验室, 青岛 266200;山西大学, 极端光学协同创新中心, 太原 030006;中国科学院大学, 北京 100049
文献出处：
引用格式：
[1]陈松懋;苏秀琴;郝伟;张振扬;汪书潮;朱文华;王杰-.基于光子计数激光雷达的自适应门控抑噪及三维重建算法)[J].物理学报,2022(10):200-211
A类：
B类：
光子计数激光雷达,自适应门控,三维重建,激光雷达技术,探测灵敏度,时间分辨率,极端条件,目标信息,信息获取,回波,波能,噪声干扰,成像质量,距离选通,抑制噪声,参数设计,目标检测,信息提取,重建方法,概率模型,信息分布,分布范围,法门,有效信息,图像重建算法,比基,去噪方法,像素,光子数,信号噪声,噪声比,再配,距离图像,互相关算法,dB,强噪声,噪声环境,单光子成像,噪声抑制
AB值：
0.374383
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