基于超阈值时间技术的激光关联成像

发布时间：2024-02-21 05:54

　　针对现有基于全波形采样的激光关联成像回波采集数据量大且测距精度和测距分辨率受限于采样率的问题,研究了一种基于超阈值时间(TOT)技术的激光关联成像方法。利用基于TOT技术的时间宽度或峰值反推方法获取回波信号的强度信息,分析了TOT响应阈值选取、激光脉冲宽度、TOT测量误差对激光关联成像重构结果的影响。结果表明:基于TOT技术的回波信号获取方法可以实现激光关联成像;TOT响应阈值选为回波信号峰值的35%、激光脉宽不小于30个采样间隔、TOT测量误差的均方根误差小于1个采样间隔,能够保证较好的重构质量。此外,基于峰值反推获取目标回波信号强度信息的方法比基于TOT的时间宽度表征方法更准确。

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【部分图文】：

图1采样方案示意图。(a)ADC全波形采样;(b)TOT采样

yi=lexp(Τi24σ2)。???(3)3数值仿真与实验

图2仿真目标与不同获取方法下回波信号对比图。(a)仿真所用的原始目标;

仿真中,测量矩阵A采用4096×4096的Hadamard矩阵,即对应64pixel×64pixel的分辨率和4096次采样。仿真所用的目标如图2(a)所示,目标分辨率为64pixel×64pixel,四个字母的灰度等级分别为100%、80%、60%、40%。采用重构结果....

图3不同阈值下的TOT与对应峰值关系

对于TOT技术而言,阈值l的大小会直接影响到回波信号强度信息的准确提取。图3给出了在不同阈值下TOT与信号峰值的关系。由图3可以看出:当TOT阈值选取为信号y最大值的10%时,有效采样区间包括了峰值10%至100%的大部分。但是在这种低阈值下,TOT与对应峰值存在严重的非线性关系....

图4阈值为0.15～0.51时的仿真结果与MSE曲线。(a)～(j)两种方法的重构结果;(k)重构结果的MSE曲线

为了定量分析阈值选取对激光关联成像结果的影响,图4给出了采用方法一和方法二重构的仿真结果和对应的MSE曲线,此时阈值选取范围为0.15至0.51。由图4可以看出:MSE曲线出现了由高到低再到高的过程,即在阈值选择过低或过高时重构质量都有较大下降,这一趋势与峰值和阈值关系是吻合的。....

本文编号：3905134