直接测距型无扫描激光主动成像验证系统

为提高成像效率,研究了基于雪崩光电二极管(APD)阵列和分束照明的直接测距型无扫描激光主动成像系统.系统采用脉冲激光器作为光源,通过测量激光脉冲飞行时间来获取目标距离信息;基于达曼光栅进行分束照明以提高能量利用率.另外,光学系统采用收发共孔径结构,保证了目标处激光脚点和APD阵列各像元的几何对准.与参考APD所采用固定阈值时刻鉴别法不同,系统采用固定阈值与恒比定时相结合的时刻鉴别法处理回波APD阵列的输出信号以适应外光路参数的变化.各通道采用专用计时芯片TDC-GP22测量启停脉冲之间的时间间隔,实现了45 ps的计时分辨率.最后,将19m和31m处放置的两个角反射器作为合作目标进行了成像实验,并给出了所获取的距离图像.结果表明:两个目标的平均距离分别为19.28 m和31.54 m,测距误差分别为0.28m和0.54m,显示提出的设计方案切实可行.