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实时激光三维成像焦平面阵列研究进展

王飞

王飞. 实时激光三维成像焦平面阵列研究进展[J]. 中国光学, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
引用本文: 王飞. 实时激光三维成像焦平面阵列研究进展[J]. 中国光学, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
WANG Fei. Research progress in focal plane array for real-time laser three dimensional imaging[J]. Chinese Optics, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
Citation: WANG Fei. Research progress in focal plane array for real-time laser three dimensional imaging[J]. Chinese Optics, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297

实时激光三维成像焦平面阵列研究进展

doi: 10.3788/CO.20130603.0297
基金项目: 

国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(No.2012AA7031024G)

详细信息
    作者简介:

    王飞(1981-),男,河北容城人,博士,助理研究员,2010年于哈尔滨工业大学获得博士学位,主要从事光电探测与激光三维成像技术的研究。E-mail:felixw@163.com

    通讯作者: 王飞
  • 中图分类号: TN215;TN249

Research progress in focal plane array for real-time laser three dimensional imaging

  • 摘要: 研究了应用于实时激光三维成像的焦平面阵列技术,介绍了目前国际上几种常用的焦平面阵列实现原理与技术特点,并对其优点与不足进行了分析,同时对表征焦平面阵列的主要性能指标以及其对最终成像系统的影响进行了定性分析。根据对现有技术的对比分析,提出基于雪崩光电二极管(APD)阵列和读出电路(ROIC)集成的探测器方案在灵敏度和作用距离等方面具有一定优势,是实现实时三维成像焦平面阵列较为理想的技术。作者认为在未来十几年内,激光三维成像焦平面阵列规模有望超过1 024 pixel1 024 pixel,像元尺寸可降低到15 m。
  • [1] 郭裕兰,万建伟,鲁敏,等. 激光雷达目标三维姿态估计[J]. 光学 精密工程,2012,20(4):843-850. GUO Y L,WAN J W,LU M,et al.. Three Dimensional orientation estimation for ladar target[J].Opt. Precision Eng.,2012,20(4):843-850.(in Chinese) [2] 张健,张雷,曾飞,等. 机载激光3D探测成像系统的发展现状[J]. 中国光学,2011,4(3):213-232 ZHANG J,ZHANG L,ZENG F,et al.. Development status of airborne 3D imaging lidar systems[J]. Chinese Optics,2011,4(3):213-232.(in Chinese) [3] 乔培玉,何昕,魏仲慧,等.高斯滤波器在子弹三维图像特征提取中的应用[J]. 液晶与显示,2012,(5):708-712. QIAO P Y,HE X,WEI ZH H. Application of gaussian filter in extracting bullet feature of 3-D bullet image[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2012,(5):708-712.(in Chinese) [4] 周娜,安志勇,谭清中. 基于激光雷达的形面扫描技术研究[J]. 光学与光电技术,2011,9(5):58-60. ZHOU N,AN ZH Y,TAN Q ZH. Research on profile measurement technology based on the laser radar[J]. Opt. Optoelectronic Technology,2011,9(5):58-60.(in Chinese) [5] 邢建芳,龚华军,张赵行,等. 三维数据场在扫描式体显示器中的可视化[J]. 液晶与显示,2012,(4):529-534. XING J F,GONG H J,ZHANG ZH X,et al.. Visualization of 3D datasets based on swept-volume display[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2012,(4):529-534.(in Chinese) [6] LUAN X M. Experimental investigation of photonic mixer device and development of TOF 3D ranging systems based on PMD technology [D]. Siegen:University of Siegen,2001. [7] RINGBECK T,HAGEBEUKER B. A 3D time of flight camera for object detection [EB/OL].(2007-07-12) [2013-02-22].http://www.ifm.com/obj101D-Paper-PMS.pdf. [8] STONE W C,JUBERTS M,DAGALAKIS N,et al.. Performance analysis of next-generation LADAR for manufacturing, construction, and mobility [EB/OL].(2004-05-06) [2013-02-11].http://fire.nist.gov/bfrlpubs/buildO4/artO32.html. [9] AULL B F,LOOMIS A H, YOUNG D J,et al.. Geiger-mode avalanche photodiodes for three-dimensional imaging[J]. Lincoln Laboratory J.,2002,13(2):335-350. [10] DRIES J C,MARTIN T,HUANG W,et al.. InGaAs/InP avalanche photodiodes arrays for eye safe three-dimensional imaging[J]. SPIE,2003,5074:11-17. [11] YOUNGER R D,MCINTOSH K A,CHLUDZINSKI J W,et al.. Crosstalk analysis of integrated geiger-mode avalanche photodiode focal plane arrays [EB/OL].(2009-04-01) [2013-02-11].http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/52684. [12] FIGER D F,LEE J,HANOLD B J,et al.. A photon-counting detector for exoplanet missions[J].SPIE,2011,8151:81510K [13] NICLASS C,FAVI C,KLUTER T,et al.. A 128 128 single-photon image sensor with column-level 10-bit time-to-digital converter array[J]. IEEE J. Solid-State Circuits,2008,43(12):2977-2989. [14] WILLIAMS G M.Limitations of geiger-mode arrays for flash LADAR applications[J].SPIE,2010,7684:768414. [15] NASA Space Shuttle Mission STS-127[EB/OL].[2013-02-22].http://www.nasa.gov/pdf/358018main-sts127-presskit.pdf. [16] de BORNIOL E,CASTELEIN P,GUELLEC F,et al.. A 320x256 HgCdTe avalanche photodiode focal plane array for passive and active 2D and 3D imaging[J]. SPIE,2011,8012:801232. [17] BORNIOL E,ROTHMAN J,GUELLEC F,et al.. Active Three-dimensional and thermal imaging with a 30μm pitch 320×256 HgCdTe avalanche photodiode focal plane array[J]. Opt. Eng.,2012,51(6):06305. [18] YOUMANS D G. Linear-mode avalanche photo-diode detectors with a quasi deterministic gain component:statistical model studies[J]. SPIE,2011,8037:803716 [19] JACK M,WEHNER J,EDWARDS J,et al.. HgCdTe APD-based linear-mode photon counting components and LADAR receivers[J]. SPIE,2011,8033:80330M. [20] BECK J D,SCRITCHFIELD R,MITRA P,et al.. Linear mode photon counting with the noiseless gain HgCdTe e-APD[J]. SPIE,2011,8033:80330N. [21] BALCERAK R,HORN S. Progress in the development of Vertically Integrated Sensor Arrays[J]. SPIE, 2005,5783:384-391. [22] MCMANAMON P F. Review of ladar:A historic, yet emerging, sensor technology with rich phenomenology[J]. Opt. Eng.,2012,51(6):060901. [23] GATT P,JOHNSON S,NICHOLS T. Geiger-mode avalanche photodiode ladar receiver performance characteristics and detection statistics[J]. Appl. Opt.,2009,48(17):3261-3276. [24] GATT P,JOHNSON S,NICHOLS T. Dead-time effects on Geiger-mode APD performance[J]. SPIE,2007,6550:65500I
  • [1] 吕潇磊, 赵继广, 杜小平, 宋一铄, 张朋, 张建伟.  新型电光材料调制性能研究进展 . 中国光学, 2021, 14(1): 1-14. doi: 10.37188/CO.2020-0039
    [2] 张赛文, 林丹樱, 于斌, 冷潇泠, 张光富, 田野, 谭伟石.  基于压缩感知的三维单分子定位显微成像方法研究 . 中国光学, 2020, 13(5): 1065-1074. doi: 10.37188/CO.2020-0003
    [3] 马国庆, 刘丽, 于正林, 曹国华.  大型复杂曲面三维形貌测量及应用研究进展 . 中国光学, 2019, 12(2): 214-228. doi: 10.3788/CO.20191202.0214
    [4] 王与烨, 陈霖宇, 徐德刚, 石嘉, 冯华, 姚建铨.  太赫兹波三维成像技术研究进展 . 中国光学, 2019, 12(1): 1-18. doi: 10.3788/CO.20191201.0001
    [5] 张旭, 邵双运, 祝祥, 宋志军.  光学三维扫描仪光强传递函数的测量和校正 . 中国光学, 2018, 11(1): 123-130. doi: 10.3788/CO.20181101.0123
    [6] 卜禹铭, 杜小平, 曾朝阳, 赵继广, 宋一铄.  无扫描激光三维成像雷达研究进展及趋势分析 . 中国光学, 2018, 11(5): 711-727. doi: 10.3788/CO.20181105.0711
    [7] 谭智勇, 万文坚, 黎华, 曹俊诚.  基于太赫兹量子级联激光器的实时成像研究进展 . 中国光学, 2017, 10(1): 68-76. doi: 10.3788/CO.20171001.0068
    [8] 王雅男, 王挺峰, 田玉珍, 孙涛.  基于改进的局部表面凸性算法三维点云分割 . 中国光学, 2017, 10(3): 348-354. doi: 10.3788/CO.20171003.0348
    [9] 吕源治, 孙强, 毕国玲.  三维激光扫描系统中曲面空洞的识别与修复 . 中国光学, 2016, 9(1): 114-121. doi: 10.3788/CO.20160901.0114
    [10] 曾震湘, 郑华东, 卢小仟, 高洪跃, 于瀛洁.  空间光调制器曲面拼接实现全息三维显示视角拓展 . 中国光学, 2015, 8(2): 227-233. doi: 10.3788/CO.20150802.0227
    [11] 张雷, 焦小雪, 周立秋, 赵星.  集成成像同名像点三维形貌获取方法 . 中国光学, 2015, 8(1): 45-50. doi: 10.3788/CO.20150801.0045
    [12] 王飞, 汤伟, 王挺峰, 郭劲.  8×8APD阵列激光三维成像接收机研制 . 中国光学, 2015, 8(3): 422-427. doi: 10.3788/CO.20150803.0422
    [13] 王飞, 戢运峰, 冯刚, 徐作冬, 邵碧波.  红外焦平面阵列非线性校正曲线测量方法 . 中国光学, 2014, 7(1): 144-149. doi: 10.3788/CO.20140701.0144
    [14] 王锐.  激光红外主被动复合导引系统 . 中国光学, 2013, 6(4): 536-543. doi: 10.3788/CO.20130604.0536
    [15] 赵星, 王芳, 杨勇, 方志良, 袁小聪.  集成成像三维显示系统显示性能的研究进展 . 中国光学, 2012, 5(3): 209-221. doi: 10.3788/CO.20120503.0209
    [16] 谢宏斌, 杨勇, 赵星, 方志良, 袁小聪.  狭缝光栅、柱面透镜光栅及其新构型在三维显示中的应用 . 中国光学, 2011, 4(6): 562-570.
    [17] 魏孜洵, 付秀华, 石澎, 梅禹珊.  三维腹腔镜端面宽带增透膜的研制 . 中国光学, 2011, 4(2): 196-200.
    [18] 雷存栋, 吕银环, 王汝笠.  用于三维傅氏轮廓术的一种自适应 基频带通滤波器 . 中国光学, 2010, 3(3): 245-251.
    [19] ZHOU Zhe-hai, TAN Qiao-feng, JIN Guo-fan.  利用高偏振级次轴对称偏振光束实现三维光学捕获 . 中国光学, 2010, 3(1): 52-56.
    [20] 孔令胜, 南敬实, 荀显超, .  平面三维显示技术的研究现状 . 中国光学, 2009, 2(2): 112-118.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-02-22
  • 修回日期:  2013-04-25
  • 刊出日期:  2013-06-10

实时激光三维成像焦平面阵列研究进展

doi: 10.3788/CO.20130603.0297
    基金项目:

    国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(No.2012AA7031024G)

    作者简介:

    王飞(1981-),男,河北容城人,博士,助理研究员,2010年于哈尔滨工业大学获得博士学位,主要从事光电探测与激光三维成像技术的研究。E-mail:felixw@163.com

    通讯作者: 王飞
  • 中图分类号: TN215;TN249

摘要: 研究了应用于实时激光三维成像的焦平面阵列技术,介绍了目前国际上几种常用的焦平面阵列实现原理与技术特点,并对其优点与不足进行了分析,同时对表征焦平面阵列的主要性能指标以及其对最终成像系统的影响进行了定性分析。根据对现有技术的对比分析,提出基于雪崩光电二极管(APD)阵列和读出电路(ROIC)集成的探测器方案在灵敏度和作用距离等方面具有一定优势,是实现实时三维成像焦平面阵列较为理想的技术。作者认为在未来十几年内,激光三维成像焦平面阵列规模有望超过1 024 pixel1 024 pixel,像元尺寸可降低到15 m。

English Abstract

王飞. 实时激光三维成像焦平面阵列研究进展[J]. 中国光学, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
引用本文: 王飞. 实时激光三维成像焦平面阵列研究进展[J]. 中国光学, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
WANG Fei. Research progress in focal plane array for real-time laser three dimensional imaging[J]. Chinese Optics, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
Citation: WANG Fei. Research progress in focal plane array for real-time laser three dimensional imaging[J]. Chinese Optics, 2013, 6(3): 297-305. doi: 10.3788/CO.20130603.0297
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