本技术聚焦于光电探测和激光三维成像技术,详细描述了一种用于激光距离选通三维成像的距离误差修正方法。该方法旨在提高成像精度,确保测量结果的可靠性。
背景技术
3D imaging LIDAR系统可获取兴趣目标的距离和三维图像,因此被广泛的应用于空间目标探测、陆地景观测绘、水下目标探测、汽车无人驾驶等领域。对于三维成像激光雷达为实现在确保LIDAR某些关键性能指标不下降的同时尽可能的降低低成本,许多研究者提出了许多不同的LIDAR方案来替代原有的高成本探测器。在诸多体制的3D imagingLIDAR系统中,使用高速光开关和低带宽、低成本的CCD、CMOS探测器是一种常见的实现高分辨率和较高距离精度的解决方案。
对于常见的使用面阵成像器件的距离选通主动三维成像激光雷达来说,一般使用自带高速快门和高增益的ICCD相机作为成像器件。然而ICCD相机的成像过程存在多次电光转换,量子效率较低和像素耦合导致的横向分辨率低以及价格高昂等缺点。因此,使用EMCCD和SCMOS作为成像器件,与一般距离选通激光雷达系统中常见的使用ICCD相比较,SCMOS最大的优势是在非极微弱光的情况下具有更好的信噪比、更好的横向分辨率、更长的使用寿命和更强的抗机械冲击能力。但是,相较于ICCD相机的快门而言,SCMOS相机本身不具有高速快门,只能获取灰度信息,所以需要使用电光晶体和偏振片组成的光开关来进行切片从而使图像的灰度值能够对应一定的距离信息。电光晶体能够被用做光开关是因为其本身的锥光干涉效应,但是电光晶体产生的锥光干涉圆环分布具有不均匀性,导致SCMOS相机所成的图像的灰度值与理想开关对应的灰度值有偏差。
因此,亟需一种方法能够满足在各种复杂环境下对无人机等目标的三维成像和姿态测量的需要,确保实验系统的空间分辨率和作用距离以及距离精度,同时降低成本。
实现思路