雾环境下激光雷达探测成像算法
摘要
传统激光雷达在雾霾等复杂环境中常面临探测距离受限和成像质量降低的问题。单光子雪崩二极管激光雷达凭借其高灵敏度和高分辨率的优势，成为解决上述问题的潜在方案。在此基础上，提出一种基于时间相关单光子计数（TCSPC）技术在雾环境下获取目标深度和强度信息的方法。首先，利用蒙特卡罗方法模拟激光在雾中的传输特性，分析激光在雾散射介质中的行为。其次，利用TCSPC技术获取光子在时域上的分布模型，并采用Levenberg-Marquardt非线性拟合算法对光子回波数据进行拟合，获得目标的距离和强度信息，实现三维重建。最后，对重构图像进行全变分正则化处理，以提高图像质量。实验结果表明，相比于传统的峰值法，其重构出的深度图像均方根误差缩短了1.0231，强度图像结构相似性提高了0.5485。该方法在透雾成像中有效提升了目标恢复的准确度。
引用本文（GB/T 7714）
杨玉峰 Yang Yufeng, 杨凯雷 Yang Kailei. 雾环境下激光雷达探测成像算法[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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