空天院研制的调频连续波激光雷达实现公里级成像

近日，中科院空天信息创新研究院激光工程技术研究中心的研究人员成功验证了调频连续波（FMCW）远距离成像的能力。

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，不受任何光干扰（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争议的热点。

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：城市测绘模式和关重目标精细成像模式，可通过上位机指令实现快速切换。这既可以对复杂的街巷进行快速测绘，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. 中科院空天院研制的FMCW激光雷达对600m处建筑物成像结果

在复杂的城市街巷内，FMCW激光雷达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