The invention provides a physical image simulation system and a method for flashing lidar echo signal. The device used in the method includes a simulation computer, a coarse control delay device, a laser, a coupling fiber, a beam splitter, an energy modulation module, a precision control delay module, a lidar target source generation computer, and an image conversion. Module, image compactor and optical projection module. The invention separates the parts with different simulation precision of the echo signal, that is, the distance between the laser radar and the target is simulated by coarse control delay, and the detailed performance of the target in the range dimension is simulated by fine control delay. Each slice is two-dimensional, representing the echo image of the target at that distance. The number of M *N channels matching pixels in traditional spatial domain is reduced to K channels in time domain. The micro-optical devices can be used in space to meet the requirements of high resolution and high integration, and the structure is more compact.
【技术实现步骤摘要】
闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟系统和方法
本专利技术涉及一种激光雷达回波信号模拟系统,特别是涉及一种闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟系统。
技术介绍
激光雷达已开始广泛应用于地理遥感、地质监测、无人驾驶、无人机、家用电气等国民经济各领域。尤其是闪光式激光雷达没有扫描机构,可以对目标一次抓拍成像,经过图像处理生成“角度—角度—距离”或“坐标X—坐标Y—距离Z”的三维图像。为了能够在实验室内模拟激光雷达发射光波与目标作用后的回波信号,使闪光式激光雷达“看”到一幅三维图像,假设激光雷达有M×N个像素,要完全模拟激光雷达的回波信号则需要M×N个通道,即每个通道需要延时精确控制和能量精确衰减的模拟。随着高速APD阵列探测器的发展,闪光式激光雷达成像像素规模不断增加,导致回波信号模拟的难度也越来越大,所需通道数量与阵列规模成正比,回波信号模拟的成本急剧增加。如果将三维目标沿距离维进行切片,时间切片的间距由精控延时模拟,每个切片的图案由微快门阵列器件模拟,激光雷达到目标的距离由粗控延时模拟,将传统二维空间域所需的与像元数匹配的M×N个通道数量减少为时间域的K个通道(K是正整数,且K<<M×N)即可近似模拟激光雷达的回波信号。为此本专利技术提出一种新型闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟系统。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟系统和方法。根据本专利技术提供的一种闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟方法,包括:将三维目标沿距离维进行切片,时间切片的间距由精控延时模拟,每个切片的图案由微 ...
【技术保护点】
1.一种闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟方法,其特征在于,包括:将三维目标沿距离维进行切片,时间切片的间距由精控延时模拟,每个切片的图案由微快门阵列器件模拟,激光雷达到目标的距离由粗控延时模拟,通过时间域的K个通道,近似模拟激光雷达的回波信号。
【技术特征摘要】
1.一种闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟方法,其特征在于,包括:将三维目标沿距离维进行切片,时间切片的间距由精控延时模拟,每个切片的图案由微快门阵列器件模拟,激光雷达到目标的距离由粗控延时模拟,通过时间域的K个通道,近似模拟激光雷达的回波信号。2.根据权利要求1所述的闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟方法,其特征在于,按照距离维度,将不同模拟精度的部分进行分离,即激光雷达和目标的距离由粗控延时模拟,目标在距离维度的细节表现由精控延时模拟;每一个切片是二维的,表征了目标在该距离下的回波图像;空域上:通过多个微快门阵列器件,满足激光雷达对回波图像模拟的空间分辨率要求;时域上:对与微快门阵列器件相对应的通道在时间维进行切片或精确延时,实现图像序列在时间维的模拟。3.一种闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟系统,其特征在于,包括:仿真计算机(2)、粗控延时器(3)、激光器(5)、耦合光纤(6)、分束器(7)、能量调制模块(8)、精控延时模块(12)、激光雷达目标点源生成计算机(11)、图像转换模块(18)、图像复合器(19)、光学投影模块(20);来自被测激光雷达的时钟同步信号或触发信号(1)通过电缆传输至仿真计算机(2)、能量调制模块(8)、激光雷达目标点云生成计算机(11)、精控延时模块(12)、图像转换模块(18);仿真计算机(2)通过计算机板卡接口或电缆与粗控延时器(3)连接;粗控延时器(3)通过电缆与激光器(5)连接;激光器(5)发出的激光经耦合光纤(6)与分束器(7)连接;分束器(7)将激光信号进行K路分束,并通过光纤与衰减器(9)连接,衰减器(9)输出的激光信号仍经过光纤传输进入精控延时器(13),精控延时器(13)输出激光信号再次进入光纤并经光纤准直器(16)准直输出,每一路经过准直的激光信号由K个微快门阵列(17)调制,经图像复合器(19)进行图像的复合,由光学投影模块(20)进行图像的空间准直输出,与激光雷达光学系统匹配。4.根据权利要求3所述的闪光式激光雷达回波信号物理图像模拟系统,其特征在于,能量控制模块(8)包括衰减器(9)和能量调制驱动器(10);仿真计算机(2)发出的控制信号通过电缆传输到能量驱动器(10),激光雷达目标点源生成计算机(11)的控制信号通过电缆传输到能量驱动器(10);能量调制驱动器(10)通过电缆输出的驱动信号控制每个衰减器(9)的衰减量。5.根据权利要求3所述的闪光式激光雷达回波...
【专利技术属性】
技术研发人员:田义,李奇,李凡,李艳红,冯晓晨,张琰,孟宇麟,罗景文,赵海生,杨扬,张励,
申请(专利权)人:上海机电工程研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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