用于消除激光雷达点云图像弯曲的算法研究

在激光雷达的光机设计中,由于各项参数需要满足实际项目的指标需求,会导致激光雷达的光源中心与机械旋转中心不重合,进而造成点云图像产生弯曲,严重影响激光雷达的性能。因此,结合三维雷达的实际扫描情况,首先分析了激光雷达点云图像产生弯曲的原因并推导出每一条扫描线的误差计算公式。其次,通过修正参数的方式,将相对坐标系下的像素点转化成世界坐标系下的深度值,从而完成坐标系的转换,最终修正点云图像的弯曲,同时结合五幅点云图像详细分析了修正后算法的可靠性。实验结果证明,在进行算法修正之后,点云图像表现为处处是平面,几乎没有弯曲,所有测试障碍物的外形轮廓没有明显变形,像素点的排列整齐有序,测距误差由原来的10.2 cm减小到2 cm以内。且雷达在监测区域内最近处[坐标为(0,1.8 m)]的横向距离分辨率达到7.5 cm,纵向距离分辨率达到4.8 cm;最远处[坐标为(25 m,4.5 m)]的横向距离分辨率达到20 cm,纵向距离分辨率达到6.1 cm。通过与传统的数据匹配和拼接模型相比,证实了坐标系转换的算法可以从根本上解决坐标中心不重合和振镜旋转引起的两种非线性误差,而且通过下雪和复杂环境下的测试实验进一步证明了算法具有很高的稳定性。

军用长出瞳距狙击步枪瞄准镜远心光路设计

为了适应单兵平台的作战需求,针对目前透射式狙击步枪瞄准镜存在成像质量较差和出瞳距离过短等问题,设计一款高精度成像的狙击步枪瞄准镜。根据系统的设计指标对物镜组和目镜组进行指标分解以及光焦度计算,使用ZEMAX软件设计具有高精度成像质量和长出瞳距离的瞄准镜光路。瞄准镜的物镜组和目镜组均采用远心光路,系统的放大倍率为10×,入瞳直径为50 mm,出瞳直径为5 mm,视场角为2.2°,出瞳距离为87.89 mm,机械筒长为403.76 mm。设计结果表明,物镜组和目镜组的成像质量均达到优良,对接后的整体光路在奈奎斯特频率为16.67 lp/mm处的调制传递函数值大于0.85,满足军用狙击步枪瞄准镜的使用要求。