为了提高激光反射断层成像目标重构的图像质量, 在目前激光反射断层成像普遍采用反投影算法重构图像的基础上, 将CT成像中常用的迭代重建算法引入到激光反射断层成像的图像重构过程中。分析了反投影算法中的直接反投影、R-L和S-L滤波反投影以及迭代重建算法在图像重构中的性能特性。进行了仿真和外场实验, 结果表明: 在直接反投影基础上添加了滤波器的反投影算法在减小误差和抑噪能力上都明显提高; 另外相比于反投影算法, 代数迭代重建算法表现出更好的重建质量, 且具有更强的抑噪性能。

为了解决复杂结构和形状的目标进行消隐数值计算时计算量大,精度较低的难点,提出基于OpenGL的目标消隐及可见部分显示方法,启用深度缓冲区进行深度测试,利用计算机图形加速卡在硬件层级迅速实现目标消隐并得到面元距离信息,提高了计算效率和精度,并通过一次光照获取目标面元与探测视线夹角的余弦值。考虑激光脉冲的时空分布特点,结合仿真得到的目标反射率分布,采用卷积模型计算目标的激光回波波形,仿真分析了发射激光脉宽、目标表面材料对目标激光反射层析成像质量的影响。

采用双高斯脉冲反卷积滤波技术对太赫兹时域波形进行滤波优化, 提出一种基于太赫兹时域光谱无损检测的太赫兹反射式层析成像技术, 用于分析玻璃纤维蜂窝复合材料的粘接质量.结合玻璃纤维蜂窝复合材料结构的特点, 分别在蜂窝上层胶膜和下层胶膜中设计了不同直径的圆形和梯形脱粘缺陷, 在此基础上, 完成了脱粘缺陷蜂窝结构样品的制作.提出的太赫兹反射式层析成像和B-scan成像方法, 适用于玻璃纤维蜂窝复合材料的脱粘缺陷分析.针对反射式层析成像图像对比度差的问题, 结合脱粘缺陷处的太赫兹时域波形数据特征, 采用缺陷特征时间区域成像优化技术, 提高了脱粘缺陷的检测能力和识别准确率, 实现了玻璃纤维蜂窝材料的上层脱粘厚度50 μm、下层脱粘厚度50 μm缺陷的太赫兹无损检测.

提出了一种基于激光束边界面的快速求交算法。基于激光雷达信号的时空分布特性,推算出了探测目标对信号的响应函数,建立了二者的作用过程模型,构建了基于激光反射断层成像的目标重构仿真系统。利用采样间隔和探测角度对重构图像质量的影响,进行了两组对比仿真实验,在不同条件下运用滤波反投影算法实现了目标二维轮廓的图像重构。