Bei kleinen Zielen in weiter Entfernung können herkömmliche Erkennungsmethoden oft nur lokalisiert werden, um zu erkennen, dass es sich bei dem Ziel lediglich um einen Punkt handelt. Und einige spezielle Bedürfnisse, die Notwendigkeit, seine Oberflächeneigenschaften und sogar Körpereigenschaften zu beherrschen, um die Bewegung der Zielerkennung zu erreichen, erfordern dringend die Entwicklung hochauflösender Bildgebungsmittel. Das Team von Professor Hu Yihua, Direktor des State Key Laboratory der National University of Defense Technology Pulsed Power Laser Technology, berichtet nach der Realisierung der 10-km-Entfernung im Jahr 2022 über eine Auflösung von mehr als 2 cm im In- und Ausland, um das höchste Niveau der Reflexionschromatographie LIDAR zu melden Die hochauflösende zweidimensionale Bildgebung basiert auf der jüngsten Realisierung der dreidimensionalen hochauflösenden Bildgebung und ist ein großer Durchbruch.
Realisierung einer dreidimensionalen Super-Resolution-Bildgebung mit einer Auflösung von 2,0 x 2,0 x 3,5 cm in einer Entfernung von 10 km
Das Prinzip der zweidimensionalen Bildgebung durch Reflexionstomographie-Lidar wird immer ausgereifter, und im In- und Ausland wurden entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt, über das Prinzip und die Methode der dreidimensionalen Bildgebung wurde jedoch im In- und Ausland nicht berichtet. Das Team hat die dreidimensionale Bildgebungstechnologiearchitektur des reflektiven Chromatographie-Lidar auf innovative Weise vorangetrieben, die verschachtelte Mehrwinkel- und Mehrfeld-Sichtfeldabtastung der Lasererkennung sowie die Hochgeschwindigkeits- und High-Fidelity-Erfassung von Schmalpuls-Laserechos etabliert und Bildrekonstruktions- und Fusionsverarbeitungsmethoden und entwickelte das dreidimensionale Bildgebungsexperimentssystem des reflektierenden Chromatographie-Lidars und führte die Außenfeldexperimente im Zipeng-Berggebiet von Hefei durch, das sich in einer Entfernung von 10,38 km befand, um die drei- dimensionale hochauflösende Rekonstruktion des Zielbildes. Die Experimente wurden in einer Entfernung von 10,38 km im Berg Zipeng, Hefei, durchgeführt, um eine dreidimensionale hochauflösende Rekonstruktion von Zielbildern zu realisieren.
Im Experiment wurden zwei Arten von Zielen auf einem 100-Meter hohen Versuchsturm auf dem Berg (31 Grad 43′28″N, 116 Grad 59′55″E) aufgestellt: 1) eine Stereoanordnung mit eine Höhe von 75 cm und eine Breite von 30 cm, wie in Abb. 1 (a) dargestellt; 2) ein 60-Grad-Trapezziel mit einem Neigungswinkel von 60 Grad und einem Neigungswinkel von 60 Grad, das aus mehreren Blöcken mit einer Dicke von 1,7 cm und unterschiedlichen Querschnittsflächen zusammengesetzt ist, wobei der Abstand von 9 auf 2 cm abnimmt von unten nach oben und mit einer allmählich abnehmenden Fläche. Neigungswinkel des trapezförmigen Stereoauflösungstestziels, wie in Abb. 1 (b) dargestellt. Das bildgebende Experimentalsystem wurde im Obergeschoss der Stadt Südchina (31 Grad 46′20″N, 117 Grad 5′35″E) in der Stadt angeordnet, wie in Abb. 1 (c) dargestellt. Unter einer Vielzahl von experimentellen Umgebungen und experimentellen Parametereinstellungen wurden erfolgreich dreidimensionale hochauflösende Bildgebungsergebnisse von Stereozielen erzielt, wie in den Abbildungen gezeigt. 2 (b) und 2 (d).
Abb. 1 Experimentelle Implementierungsdiagramme für die dreidimensionale Lidar-Reflexionstomographie
(a) Stereobaugruppe (b) Stereoauflösungstestziel
(c) Reflexionstomographie-Lidar-3D-Bildgebungsexperimentssystem
Gemäß dem Prinzip der reflektiven Chromatographie-LIDAR-Bildgebung ist die 3D-Bildauflösung relativ unabhängig von der optischen Apertur, dem Abstand und dem Laserdivergenzwinkel, solange das Signal-Rausch-Verhältnis des Laserimpulsechos ausreichend ist, so dieses Experiment legt den Grundstein für die Realisierung der 3D-Bildgebung winziger Ziele auf extrem große Entfernungen von Tausenden von Metern. Daher legt dieses Experiment den Grundstein für die Verwirklichung der dreidimensionalen Abbildung von winzigen Zielen über große Entfernungen im Kilometerbereich. Die optische Apertur des experimentellen Systems beträgt 260 mm, und der Beugungsgrenzwinkel des optischen Abbildungssystems mit derselben Apertur beträgt etwa 5 μrad, was der Grenzauflösung der herkömmlichen optischen Abbildung bei 10 km von etwa 5 cm entspricht Die vorliegenden Ergebnisse haben die Fähigkeit zur hochauflösenden Abbildung kleiner Ziele in großer Entfernung erreicht, die die Beugungsgrenze der optischen Abbildung derselben Apertur überschreitet, und die Abbildungsauflösung liegt auf dem optimalen Niveau des Laserabbildungsbereichs im In- und Ausland. Insbesondere die stereoskopische Abbildung kleiner Objekte wird erstmals mit den ursprünglichen technischen Mitteln und Verarbeitungsalgorithmen erreicht. Die Bildauflösung ist die beste im Bereich der Laserbildgebung im In- und Ausland, insbesondere das erste Mal, dass mit den ursprünglichen technischen Mitteln hochauflösende 3D-Bildergebnisse im Zentimeterbereich einer dreidimensionalen Zielstruktur in einer Entfernung von 10 km erzielt werden konnten und Verarbeitungsalgorithmus.
Abbildung 2 Zielobjekt und Bildergebnisse
(a) Stereoskopische Montage
(b) Rekonstruiertes Bild der dreidimensionalen Anordnung
(c) Testziel für Stereoauflösung
(d) Rekonstruiertes Bild des Testziels mit Stereoauflösung
