成像专题 | 计时矫正单光子激光雷达助力高精度三维成像（Optica OE）
鉴于此，来自山东大学的研究人员搭建了双SPAD（Single Photon Avalanche diode，单光子雪崩光电二极管）激光雷达系统以解决计时鉴别误差对测距和三维成像的影响。除此之外，研究者还在传统互相关算法的基础上，提出了矫正互相关算法和动态互相关算法，两者结合得到信号光子准确的飞行时间，从而获得目标的高精度三维重建。该工作近期发表于老牌光学期刊《Optics Express》上。
图1. 双SPAD激光雷达系统示意图
图2（a）是互相关算法从时间分布直方图中获取信号光子飞行时间的工作原理。黑色波形代表了系统响应波形；红色波形代表了信号光子的时间分布；绿色波形代表了系统相应波形与信号光子互相关的结果。图2（b）和（c）分别展示了矫正互相关和动态互相关算法的工作原理。
图2. 不同算法提取信号光子飞行时间的工作原理
图3. 深度分辨率板三维重建结果
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Cheng Zhang, Yupeng Wang, Yongkai Yin, and Baoqing Sun, “High precision 3D imaging with timing corrected single photon LiDAR,” Opt. Express 31, 24481-24491 (2023).
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