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激光雷达借助全息技术探测被树木遮挡的地面

发布:HPLSElaser    |    2017-07-13 17:21    阅读:413
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门控数字全息技术搭配经过特别设计的激光系统,能够帮助激光雷达观察被树木遮挡的地形元素。

美国海军研究实验室(Naval Research Laboratory)的研究人员开发了能够克服动态天气等环境影响,以检测被遮挡地形三维图像的激光雷达系统。新系统还能用于抢险救灾的探测工作。


经过特别设计的激光系统借助门控数字全息技术使激光雷达可以避免遮挡物的影响进行观察。照片来源:美国海军研究实验室。

海军研究实验室的Paul Lebow称:“激光雷达能够发出足够亮的激光穿透叶片,以此获得足够的反射光线,从而重建三维地形图。”

以前,激光雷达很难测量被树叶遮挡的地形。在这种情况下,大多数原始激光在投射到叶片上时被吸收无法到达地面,而相机只检测来自地面的光。在到达地面之前被叶片阻挡或反射的光强度通常会超过经由地面反射的光,使得相机无法准确接受到来自地面的微弱光信号。

Lebow称:“我们一直在使用一种被称为光相位共轭的方法,该方法能够穿过叶片的空隙投射激光束,以此观察到被遮挡的地形。但是直到最近五年,该技术才真正成熟,所以我们在20年前一直使用非线性光学材料,这是很困难的过程。现在我们能够使用数字全息技术和计算机生成地形全息图,这就是我们现在所做的工作。”

新系统采用的专门设计的激光器,还需要一年半的时间才能开发出来。研究员Abbie Watnik表示,新系统对于光相位共轭方法来说至关重要。

“新系统的关键是传感器上两束激光之间的干涉,我们发出一束激光投射到目标,然后被反射,并且在激光束返回到检测器的瞬间,用另一束激光与之干涉。”

使用脉冲宽度为数纳秒的脉冲激光器和时间分辨率极高的门控测量技术,全息系统能够有选择性地阻挡最早到达的反射光,进而接收到从被树叶遮挡的地面反射回来的光束。

研究人员称,他们在实验室搭建的测量系统已经验证了其可行性。他们使用打孔的卡片模仿树叶,系统能够测量出被卡片遮挡的部分,并重建卡片的拓扑。

Watnik和Lebow以及他们的研究团队希望继续研究该项目,并改进该系统原型,使其能够适应真实的测量环境。

该研究在旧金山举行的光学学会成像与应用光学大会上进行了报告。

来源: https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=62214

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