钟东洲 曾能 杨华 徐喆

(五邑大学智能制造学部, 江门 529020)

基于外部光注入的光泵浦自旋垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface-emitting laser, VCSEL)的两个混沌偏振分量, 提出了对两个复杂形状目标中的多区域精确测距方案.这里, 两个混沌偏振探测波具有飞秒量级快速动态并且被双极性sinc 波形调制, 使它们具有时空不相关特性.利用这些特性, 通过计算多束延时反馈混沌偏振探测波形和与之相对应的参考波形的相关性, 实现了对两个复杂形状目标多区域位置矢量精确测量.研究结果表明, 对多区域小目标的测距具有非常低的相对误差(低于0.94%).当光电探测器的带宽足够大时, 其测距的分辨率达到0.4 mm, 并具有很强的抗噪声能力.本文的研究结果在复杂形状目标的精确测距方面具有潜在应用.

1 引 言

随着人工智能的飞速发展, 激光雷达在自动驾驶、无人机、机器视觉和目标跟踪测量等领域发挥着重要作用[1−5].通过感知周围环境, 激光雷达有望实现以下功能: 目标精确测距、高质量三维(3D)成像、目标跟踪和识别、自动定位和地图绘制.目前, 大多数激光雷达测距方案[6−8]都使用脉冲激光器和连续波激光器作为光源, 以获得更好的信噪比和测量范围.然而, 基于脉冲激光器和连续波激光器的雷达测距具有分辨率低、拦截概率高、抗干扰能力弱、成本高等缺点.具有光反馈或光注入的半导体激光器产生的光混沌信号, 经天线发射后容易形成混沌激光雷达(chaotic lidar, CLR).与使用脉冲激……