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单光子激光测距的漂移误差理论模型及补偿方法 下载：63 浏览：459

黄科 李松 马跃 田昕 周辉 张智宇 《现代物理学报》 2019年8期

摘要:
单光子激光测距系统采用高灵敏度的单光子探测器作为接收器件，更易实现高密度、高覆盖率的目标采样，是未来激光测距系统的发展方向.漂移误差作为限制单光子激光测距精度提高的瓶颈问题，其主要由平均回波信号光子数的变化引起.以激光雷达方程、单光子探测器的概率与统计理论为基础，建立了漂移误差的理论模型，给出了漂移误差与平均信号光子数、均方根脉宽等系统参数之间的理论关系式.同时，结合单光子探测概率模型给出了一种漂移误差的修正方法，并搭建实验系统对漂移误差模型和修正方法进行了验证.在回波信号均方根脉宽为3.2 ns、平均回波信号光子数为0.03到4.3个情况下，未经修正的漂移误差最大达到46 cm，经修正后的均方根误差为1.16 cm，平均绝对误差为0.99 cm，达到1 cm量级，漂移误差对测距精度的影响基本可以忽略.该方法可以解决漂移误差制约单光子激光测距精度提高的瓶颈问题.
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