在低SNR条件下通过回声处理方法和激光脉冲调制来提高SiPM LiDAR的距离性能

科学领域:

• 光子学和光学工程的工程.
• 激光雷达技术 (LiDAR) 是一种技术.
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 光倍增器 (SiPM) 为LiDAR提供优势,但与弱信号和环境光斗争,降低低SNR的距离性能.
• 现有的LiDAR系统在低SNR和高环境光等不利条件下保持精度面临挑战.
• 准确的距离对于自动驾驶和环境监测等应用至关重要.

研究的目的:

• 为基于SiPM的LiDAR系统开发和验证一种新的回声处理方法,以在低SNR条件下提高距离性能.
• 研究激光脉冲宽度调制和多脉冲辐射对SiPM LiDAR范围精度的影响.
• 在具有高环境光和弱回声的具有挑战性的环境中证明拟议方法的有效性.

主要方法:

• 开发了一种新的回声处理技术,利用SiPM响应的统计特性.
• 实验是在强烈的阳光 (>50 klx) 下使用自主开发的LiDAR系统进行的.
• 使用激光脉冲宽度调制和多脉冲激光发射策略来优化信号检测.

主要成果:

• 新的回声处理方法在低SNR场景中显著改善了范围性能.
• 在特定范围内增加激光脉冲宽度对距离精度产生了积极影响.
• 与单脉冲相比,多脉冲激光发射在距离性能方面表现出了更为显著的改进.
• 一个122米的目标成功地以6.53厘米的精度使用三脉冲激光 (3.2W的峰值功率) 和五个积累.

结论:

• 拟议的统计回声处理方法有效地提高了SiPM LiDAR在低SNR和高环境光条件下的范围性能.
• 优化激光脉冲宽度和采用多脉冲发射对于最大限度地发挥SiPM LiDAR能力至关重要.
• 这一进步使得在具有挑战性的环境条件下能够进行更可靠,更精确的激光雷达测量,从而扩大了其应用潜力.