非合作目标光子计数激光测距技术研究

为了实现对远距离非合作目标距离的精确测量,将光子计数测距法与脉冲测距法相结合,利用多像素光子计数器(MPPC)进行了远距离非合作目标测距实验研究。在实验室内模拟远距离非合作目标返回的微弱信号,利用MPPC接收。通过分析返回光子信号特性,研究目标反射回随机光子的统计分布特性;利用不同的算法计算测距起始和终止脉冲间隔,分析不同算法对测距精度的影响。实验室利用MPPC,4 GHz采样率示波器和脉宽为5 ns的脉冲激光器进行测距实验,获得7220个脉冲信号,统计结果验证了目标返回信号为泊松分布;利用恒比鉴别法得到了最优测距结果:测距结果与被测距离偏差2.8 cm,加权均值标准差为0.9 cm,而固定幅值法和自相关法得到的测距结果偏差都超过了40 cm。通过分析各算法与恒比鉴别法之间的差异,给出了不同算法产生较大偏差的原因。