留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析

王磊 徐智勇 张启衡 王华闯

王磊, 徐智勇, 张启衡, 王华闯. 蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 79-84.
引用本文: 王磊, 徐智勇, 张启衡, 王华闯. 蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 79-84.
WANG Lei, XU Zhi-Yong, ZHANG Qi-Heng, WANG Hua-Chuang. Detection sensitivity analysis of underwater blue-green laser imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 79-84.
Citation: WANG Lei, XU Zhi-Yong, ZHANG Qi-Heng, WANG Hua-Chuang. Detection sensitivity analysis of underwater blue-green laser imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 79-84.

蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析

Detection sensitivity analysis of underwater blue-green laser imaging system

  • 摘要: 为了分析水下激光成像探测系统的探测能力,根据水下蓝绿激光主动成像系统的成像过程,分析了目标与背景的辐射特性、海水后向散射特性、距离选通特性以及激光发射器和接收器的性能,提出了一种基于光束扩展函数(BSF)的探测灵敏度模型。该模型在海水散射系数与衰减系数之比介于0~1的范围内都适用。通过对给定参数的系统进行分析计算,进一步讨论了激光发散角、系统接收口径和图像传感器选通门宽等因素对系统探测能力的影响。结果表明:当选通门宽等于激光脉冲宽度时,系统的探测深度达到最大。模型的建立将为系统设计和系统参量的优化选择提供理论依据。
  • [1] McDonald Jr T E, Yates G J, Cverna F H, et al. Range-gated imaging experiments using gated intensifiers[C]//SPIE, 1999, 3642: 142-148.
    [2]
    [3] Huang Youwei, Jin Weiqi, Ding Kun, et al. Underwater forward scattering imaging model based on beam spatial broadening[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(4): 669-673. (in Chinese)
    [4]
    [5] David Dayton, Steve Browne, John Gonglewski, et al. Long-range laser illuminated imaging: analysis and experimental demonstrations[J]. Opt Eng, 2001, 40(6): 1001-1009.
    [6]
    [7] Duntley S Q. Light in the Sea[J]. Opt Soc Am, 1963, 53: 214-233.
    [8]
    [9]
    [10] Yang Shubin, Peng Fuyuan. Design and experiment of an underwater laser imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(Z2): 75-78. . (in Chinese)
    [11] Bobby L Ulich, Philip Lacovara, Steven E Moran. Recent results in imaging lidar[C]//SPIE, 1997, 3059: 95-108.
    [12]
    [13] Wang Quandong, Chen Weibiao, Lu Yutian, et al. Analysis of relationship between parameter choice of airborne laser bathymetry and maximum penetrability[J]. Acta Optica Sinica, 2003, 23(10): 1255-1260. (in Chinese)
    [14]
    [15] Zhu Xiao, Yang Kecheng, Xu Qiyang, et al. Airborne laser bathymetry phenomenological lidar equation[J]. Chinese Journal of Lasers, 1996, 23(3): 273-278. (in Chinese)
    [16]
    [17] Schippnick P F. Phenomenological model of beam spreading in ocean water[C]//SPIE, 1990, 1302: 13-37.
    [18]
    [19]
    [20] Mertens L E, Replogle Jr F S. Use of point spread and beam spread functions for analysis of imaging systems in water[J]. Opt Soc Am, 1977, 67(8): 1105-1117.
    [21]
    [22] Weilin Hou, Deric J Gray, Alan D Weidemann. Comparison and validation of point spread models for imaging in natural waters[J]. Opt Express, 2008, 16(13): 9958-9965.
    [23] Dariusz Stramski, Emmanuel Boss, Darek Bogucki. The role of seawater constituents in light backscattering in the ocean[J]. Progress In Oceanography, 2004, 61(1): 27-56.
    [24]
    [25] Hongsuk H Kim. Airborne bathymetric charting using pulsed blue-green lasers[J]. Applied Optics, 1977, 16(1): 46-56.
    [26]
    [27]
    [28] Chen Jing, Zhu Xiao, Yang Kecheng, et al. Environmental noise analysis of airborne laser barthymetry[J]. Laser Technology, 1999, 23(6): 360-363. (in Chinese)
    [29] McLean J W, Crawford D R, Hindman C L. Limits of small angle scattering theory[J]. Applied Optics, 1987, 26(11): 2053-2054.
    [30]
    [31] Hongsuk H Kim. Airborne bathymetric charting using pulsed blue-green lasers[J]. Applied Optics, 1977, 16(1): 46-56.
  • [1] 许宁晏, 陈露, 黄静, 邹宇通, 袁群, 高志山.  自由曲面成像光学系统的初始结构设计方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210852-1-20210852-12. doi: 10.3788/IRLA20210852
    [2] 程永强, 王宏强, 曹凯程, 刘康, 罗成高.  微波关联成像研究进展及展望(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210790-1-20210790-21. doi: 10.3788/IRLA20210790
    [3] 赵太飞, 王世奇, 刘昆, 李星善.  紫外激光探测灰霾的后向散射回波特性 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190414-1-20190414-8. doi: 10.3788/IRLA20190414
    [4] 张子邦, 陆天傲, 彭军政, 钟金钢.  傅里叶单像素成像技术与应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603002-0603002(19). doi: 10.3788/IRLA201948.0603002
    [5] 母一宁, 郝国印, 刘春阳, 刘德兴, 曹喆.  波导栅型微孔阵列的自触发瞬时选通成像研究(特邀) . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 402002-0402002(4). doi: 10.3788/IRLA201948.0402002
    [6] 孙振亚, 刘栋斌, 方伟, 张达.  高密度模块化TDI CCD成像系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 618001-0618001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0618001
    [7] 王建宇, 李春来, 王跃明, 吕刚, 袁立银, 金健, 陈小文, 谢峰.  热红外高光谱成像仪的灵敏度模型与系统研制 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 102001-0102001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0102001
    [8] 陈波, 杨靖, 李新阳, 杨旭, 李小阳.  相干光照明主动成像波前畸变的数字式快速校正 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 732001-0732001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0732001
    [9] 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲.  互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617003-0617003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
    [10] 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲.  激光主动成像结合距离选通技术的零时信号测量方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 306004-0306004(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0306004
    [11] 胡玲, 王霞, 延波, 李帅帅.  水下距离选通成像系统调制传递函数模型分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3262-3269.
    [12] 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲.  主被动复合激光距离选通探测系统最大作用距离的推算 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 86-92.
    [13] 郑亮亮.  多通道TDI CCD成像系统的非均匀性校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 145-150.
    [14] 李亚鹏, 何斌, 付天骄.  行间转移型面阵CCD成像系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2602-2606.
    [15] 王霞, 张明阳, 陈振跃, 拜晓锋, 金伟其.  主动偏振成像的系统结构概述 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2244-2251.
    [16] 曹忆南, 王新伟, 周燕.  距离选通激光成像空间定位模糊C均值聚类分割法 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2682-2686,2696.
    [17] 葛卫龙, 华良洪, 张晓晖.  距离选通水下激光成像系统信噪比分析与计算 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2022-2026.
    [18] 陈超, 杨鸿儒, 吴磊, 俞兵, 袁良, 杨斌, 黎高平.  距离选通成像系统关键性能的实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3423-3427.
    [19] 葛卫龙, 华良洪, 张晓晖.  距离选通水下成像中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2677-2681.
    [20] 李东, 杨华军, 郑秋贞, 邓志辉.  距离选通技术在三维成像激光雷达中的应用研究 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 85-88.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  324
  • HTML全文浏览量:  43
  • PDF下载量:  111
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 刊出日期:  2012-01-25

蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析

摘要: 为了分析水下激光成像探测系统的探测能力,根据水下蓝绿激光主动成像系统的成像过程,分析了目标与背景的辐射特性、海水后向散射特性、距离选通特性以及激光发射器和接收器的性能,提出了一种基于光束扩展函数(BSF)的探测灵敏度模型。该模型在海水散射系数与衰减系数之比介于0~1的范围内都适用。通过对给定参数的系统进行分析计算,进一步讨论了激光发散角、系统接收口径和图像传感器选通门宽等因素对系统探测能力的影响。结果表明:当选通门宽等于激光脉冲宽度时,系统的探测深度达到最大。模型的建立将为系统设计和系统参量的优化选择提供理论依据。

English Abstract

参考文献 (31)

目录

    /

    返回文章
    返回