中科院空天院研制的FMCW激光雷达实现公里级成像

FMCW激光雷达是将微波雷达信号调制和处理理念引入激光雷达，使激光雷达在具备光子级探测灵敏度的同时还不怕任何光干扰（主动、被动）。然而，传统FMCW激光技术多用于自动驾驶领域，工作距离多在300m以内。FMCW激光技术能否实现远距离目标成像是FMCW技术所争议的热点。

中科院空天院激光工程技术研究中心的研究人员成功验证了FMCW远距离成像的能力，由于FMCW激光雷达具备极高的测距精度和角分辨率，同时不受城市建筑物和光源（干扰光、太阳）影响，可以弥补微波雷达和光学相机在城市三维构建中的不足。该激光雷达具备2种工作模式（可通过上位机指令实现快速切换）——城市测绘模式和关重目标精细成像模式，既在对复杂的街巷进行快速测绘的同时，激光雷达还可以针对城市关重目标（楼宇、车辆、遮蔽网后目标）进行高分辨率成像。

图1为中科院空天院研制的FMCW激光雷达对600m处建筑物成像的结果。 

图1. 600m建筑物成像结果

在复杂的城市街巷内，FMCW激光雷达也可以实现良好的成像效果，图2为FMCW激光雷达在北京城市街巷的成像效果。在测绘模式下FMCW激光雷达作用距离可以达到4km；在关重目标精细成像模式下盘古大观的房顶停机坪、房屋窗户、户外电视以及楼宇的外形细节清晰可见，3km作用距离下激光雷达测距精度<0.1m。

 

（a）场景照片

（b）FMCW激光雷达测绘模式效果

 

（c）目标近距离图像

 

（d）FMCW激光雷达关重目标精细成像效果（3km）

 

（e）FMCW激光雷达关重目标精细成像效果（4km）

图2. FMCW激光雷达城市街巷成像效果