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摘要车载激光雷达在现代社会各领域得到了越来越多的应用。由于其探测范围广、精度高、移动灵活等特点，在智能汽车、地理测绘、大气环境监测等方面发挥了巨大的贡献。为了满足车载的要求，设计出小型化的激光雷达，提高其工作效率，如何构建发射端光学照明系统是研究的热点。本文在充分资料调研的基础上，介绍了激光雷达的几种照明方式，比较得出阵列照明技术的优点。并选择采用达曼光栅作为阵列照明器，构建阵列照明光学系统。利用达曼光栅设计原理，通过最速下降法优化计算得到1×5一文阵列达曼光栅结构参数，并对数据进行了不均匀度和衍射效率的分析计算。本文详细介绍了基于达曼光栅的车载激光雷达发射端照明系统。使用达曼光栅的照明系统可以有效提高激光能量利用率，同时可以有效消除成像时系统点扩散函数的影响，满足更高的精度要求。25321
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关键词 达曼光栅 阵列照明 激光雷达 优化算法
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Application of Dammann gratings in imaging laser radar
Abstract
The vehicle laser radar is one of the imaging laser radar, and in modern society it has been used more and more applied. Because of its wide range of detection, high accuracy, and mobile flexible, it plays a great contribution in intelligent vehicles, geographic mapping, and atmospheric environment monitoring. In order to meet the requirements of the vehicle, the laser radar is designed, and the working efficiency is improved. How to construct the optical illumination system is the hotspot of the research.This paper introduces several kinds of laser radar, and compares the advantages of array illumination technology. And choose the Dammann gratings as the array light, and construct the array illumination system.
Using the principle of Dammann grating design, the structure parameters of 1 ×5 one-dimensional arrays Dammann grating are obtained by the steepest descent method. The paper introduces the laser radar emitter lighting system based on Dammann grating in detail.
Keywords Dammann grating array illumination laser radar optimization algorithm
目 次
1引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 车载激光雷达的应用 2
1.4 本文主要研究内容 3
2 达曼光栅 5
2.1阵列照明方式的理论研究及分析 5
2.2达曼光栅的发展 6
2.3 达曼光栅设计原理7
3 达曼光栅优化算法 11
3.1达曼光栅优化算法原理 11
3.2最速下降法原理 12
3.3达曼光栅优化算法结果 14
4 车载激光雷达 15
4.1车载激光雷达的发展 15
4.2车载激光雷达成像原理 15
结论 17
致谢 18
参考文献19
1 引言
1.1 课题背景
激光是20世纪人类重大发明之一，对现代社会生产生活起到了巨大和深刻的影响。1960年，美国科学家梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器[1]。短短几十年时间里里，激光受到了极大的重视，激光技术迅速发展，陆续诞生了各种不同类型不同特性的激光器。激光凭借其方向性好，相干性好和亮度高等其他光源无法媲美的优点，渗入到各行各业的实践应用之中。得益于激光技术的发展和对其应用的拓展，激光雷达也紧接着诞生，使得现代探测技术产生了革命性的变革。激光雷达是一种利用激光进行探测及测距的电子设备。以激光为载波，其功能包括搜索发现目标；测量目标距离、速度、位置等参数；测量目标物体大小、二文或三文结构、反射率等特征。近几十年来激光雷达技术发展迅速，其相干性好、抗干扰能力强、准直性好等优点有目共睹，广泛地应用于海陆空甚至外太空等各类目标的遥感探测中。