线阵扫描型地面激光雷达成像特性研究

摘要

为了实现目标区域的高效、实时成像，需要扫描速度更快的激光雷达系统。本文介绍了中国科学院上海技术物理所正在研制的线阵扫描型激光雷达三维快速成像仪器，它采用24元雪崩光电二极管阵列探测经过光学透镜系统整形的线状光斑信号，可以在一次脉冲周期内同时获取目标表面的24个点的三维坐标，特别适合应用于对激光雷达成像时间有严格限制的特殊环境。本文从激光雷达的信号发射、信号接收以及数据处理等三个方面详细分析了线阵扫描型地面激光雷达成像的特点，同时与单点扫描型激光雷达仪器相比，讨论了线阵扫描型激光雷达的主要优势和缺点。分析表明，与传统单点扫描型激光雷达相比，在损失很少的一部分激光能量的条件下，该仪器可以极大提高扫描成像速度，其扫描成像效率与线阵探测器上雪崩光电二极管的个数成正比。