单光子激光测距的漂移误差理论模型及补偿方法

• 作者: 周辉 张智宇 李松 田昕 马跃 黄科
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 激光测距 单光子 漂移误差 误差补偿
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 150-161
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20172228

摘要

单光子激光测距系统采用高灵敏度的单光子探测器作为接收器件,更易实现高密度、高覆盖率的目标采样,是未来激光测距系统的发展方向.漂移误差作为限制单光子激光测距精度提高的瓶颈问题,其主要由平均回波信号光子数的变化引起.以激光雷达方程、单光子探测器的概率与统计理论为基础,建立了漂移误差的理论模型,给出了漂移误差与平均信号光子数、均方根脉宽等系统参数之间的理论关系式.同时,结合单光子探测概率模型给出了一种漂移误差的修正方法,并搭建实验系统对漂移误差模型和修正方法进行了验证.在回波信号均方根脉宽为3.2 ns、平均回波信号光子数为0.03到4.3个情况下,未经修正的漂移误差最大达到46 cm,经修正后的均方根误差为1.16 cm,平均绝对误差为0.99 cm,达到1 cm量级,漂移误差对测距精度的影响基本可以忽略.该方法可以解决漂移误差制约单光子激光测距精度提高的瓶颈问题.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李松	武汉大学电子信息学院	193	736	14.0	21.0
2	周辉	武汉大学电子信息学院	49	357	11.0	16.0
3	田昕	武汉大学电子信息学院	6	23	3.0	4.0
4	马跃	武汉大学电子信息学院	19	76	6.0	8.0
5	张智宇	武汉大学电子信息学院	11	14	2.0	3.0
6	黄科	武汉大学电子信息学院	5	11	2.0	3.0