第 43 卷 第 4 期
2016 年 4 月
Vol. 43, No. 4
April, 2016
中 国 激 光
CHINESE JOURNAL OF LASERS
0408001-
消除距离模糊的扩展伪随机码调制激光测距技术
吴兴国
1,2
羊 毅
2
郝培育
2
1
光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471009
2
中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471009
摘要 单光子测距中采用高重复频率激光源可提高回波信噪比，同时会带来距离模糊问题。为消除距离模糊，基于
调制测距和时间相关光子计数理论设计了一种测距技术，分步计算得到脉冲飞行时间所包含的不模糊时间和激光
发射 周 期的倍数，进而得到距 离。该技术具 有运算量小和 测距效率高 等 优点。基于 m 序列得到“1”所占比例可变
的扩展伪随机序列，用来模拟噪声，并作为激光发射调制信号。测距仿真中比较了 3 种扩展伪随机序列的调制测距
能力 ，结果表明 ：“1”所 占比例为 7/8 的 扩展伪随机 序列兼顾了 随 机性和抗噪 声能力，得到了优于 全“1”序列和 m 序
列的调制测距效果。
关键词 测量; 激光测距; 调制测距; 距离模糊; 单光子; 伪随机码
中图分类号 TN958.98 文献标识码 A
doi: 10.3788/CJL201643.0408001
Unambiguous Laser Ranging Technology Based on Extended Pseudo-
Random Modulation
Wu Xingguo
1,2
Yang Yi
2
Hao Peiyu
2
1
Science and Technology on Electro-Optic Control Laboratory, Luoyang, Henan 471009, China
2
Luoyang Institute of Electro-Optical Devices, Aviation Industry Corporation of China, Luoyang, Henan 471009, China
Abstract In single photon ranging, increasing repeating frequency can improve the echo signal-to-noise ratio
and result in ambiguous distance. To avoid ambiguous distance, an arithmetic based on modulation ranging and
time-correlated photon counting theory is proposed, by which the unambiguous time and multiple of laser emitting
periods are calculated, and then the unambiguous distance is obtained. This technology needs less computation
and is more effective. Extended pseudo-random sequences with variable proportion of“1”are derived from m-
sequence, and they act as noise model and modulation signal. In simulation, ranging results with three different
sequences are compared and it shows the pseudo-random sequences with proportion of“1”as 7/8 are random and
noise resistant, of which the ranging result is better than that of all“1”sequence and m-sequence.
Key words measurement; laser ranging; modulation ranging; ambiguous distance; single photon; pseudo-random
code
OCIS codes 280.3400; 120.0280; 030.6600; 040.1345
1 引 言
单光子 测距采 用了新的测距体制 ，在设备 体积和 质量等受限的机载环境下 可实现 远距离 测距，具有很
好的研究价值和应用前景。随着激光器技术的发展，千赫兹激光器被逐渐应用到测距中
[1-5]
。提高发射重复
频率可在一定时间内积 累更多 的回波光子，从而 提高信 噪比，增 强距离检测能力 ；另外，发 射重复频率的提
收稿日期: 2015-11-20; 收到修改稿日期: 2015-12-03
基金项目: 航空科学基金(2014ZC13004)
作者简介: 吴兴国(1988—)，男，硕士研究生，主要从事信息处理与计算机技术方面的研究。
E-mail: singularwoo@foxmail.com
导师简介: 羊 毅(1965—)，女，博士，研究员，硕士生导师，主要从事机载光电技术研究及机载光电系统方面的研究。
E-mail: yyi613@163.com
1
剩余7页未读，继续阅读
资源评论
