摘要：针对二维激光告警系统在极端环境下成像质量差的问题,设计了一种基于卡尔曼算法的自适应控制系统。采用两个InGaAs焦平面阵列探测器分别对来袭激光的角度进行精测和粗测,对卡尔曼算法进行推导优化和仿真验证,同时,基于改进后的卡尔曼算法,通过FPGA实现两个探测器的自适应积分控制,达到系统输出自适应控制的目的。结果显示,精测的卡尔曼预测平均误差为0.56%,粗测的卡尔曼预测平均误差为0.78%,在532 nm的模拟光源照射下,自适应控制系统在极端光强下减少了欠曝和过曝的干扰,在不同光强下光斑大小稳定在55个像素左右。实验表明,自适应控制系统提高了激光告警系统在不同光强下的成像稳定性,对激光告警系统在恶劣环境下工作具有重要意义。

摘要：针对传统二维激光告警系统的光斑中心提取误差大、角度测量精度差和分辨率低的问题,设计了一种基于FPGA和InGaAs焦平面阵列探测器的高精度宽波段激光告警系统,对传统的Otsu(最大类间方差法)阈值分割算法进行了推导和优化,同时,基于改进后的算法,通过FPGA实现了光斑中心坐标提取以及方位角、俯仰角等参数的计算,并将结果传输至上位机实时监测;实验结果显示,相较于传统的阈值分割算法,改进后的Otsu算法使光斑中心提取精度达到了0.06个像素,改进后的激光告警系统角度测量平均误差为0.03°,角度分辨率达到0.05°;实验表明,双目高精度宽波段激光告警系统达到了实际应用的要求,提高了系统测量的角度分辨率和精度,对光电探测和激光告警领域的工作具有一定的意义。

摘要：激光脉宽作为二维激光告警系统中的一个重要参数,便捷准确获得激光的脉宽信息在光电测量技术的研究中变得越来越重要。高速光电探测器的响应时间以及时间数字转换电路(TDC)的分辨率等参数指标直接影响着激光脉宽测量系统的测量精度和灵敏度。针对微小型二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计了高速光电探测电路,并且基于Xilinx Artix-7系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片设计了以进位链为延时单元的皮秒级别分辨率的时间间隔测量系统来实现激光脉冲信号时间间隔的测量,该系统分别测量了脉冲激光器发出的从50 ns到2 000 ns的脉冲宽度,测量精度达到纳秒级别,测量波段800 nm~1 700 nm,时间数字转换电路最小延时单元66 ps。最后,通过与其他激光脉冲宽度测量方案对比体积小、结构简单,且该系统稳定性和脉宽测量精度均能达到了实际应用要求,可应用于微小型二维激光告警系统。