任 禹，罗一涵，徐少雄，马浩统，谭 毅

非视域定位中光子飞行时间提取方法对比研究

任 禹1,2,3，罗一涵1,2*，徐少雄1,2，马浩统1,2，谭 毅1,2*

1中国科学院光束控制重点实验室，四川 成都 610209；2中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209；3中国科学院大学，北京 100049

非视域定位是一种通过提取光子飞行时间判断视线外物体位置的主动探测技术，是近年的前沿研究热点。为了研究均值滤波、中值滤波以及高斯滤波方法提取光子飞行时间的性能差异，首先用光度学方法优化了光子飞行模型中的能量变化模型，然后对三种滤波方法中的参数进行了优化分析，接着分析了三种提取方法对最大值判定法和概率阈值加权判定法的适应性，最后分别以设备和非视域物体的位置为变量，对三种时间提取算法得到的定位精度和稳定性进行了对比。仿真表明，中值滤波适用于较为狭窄的定位环境，并且有较高的定位精度；高斯滤波定位稳定性较好，并且滤波参数的选择范围更大。

非视域定位；光子飞行时间；滤波算法；适应性分析

1 引 言

隔墙观测因为其广阔的应用场景和应用价值一直是人们感兴趣的话题，比如在行车过程中可以提前判断转弯处是否有行人和车辆对行车路线可能产生影响，或者在搜救被困人员时不需要进入危险环境就可以确认是否存在需要施救的人员。随着光电技术的发展，条纹相机、单光子雪崩二极管、超导纳米线等高时空分辨率的光电设备相继问世，实现了光强的高灵敏度和时间分辨率探测。……