Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

3D-laser för mätningar av dynamiska förlopp.

3D-laser för mätningar av dynamiska förlopp. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Christina Grönwall, Håkan Larsson, Ove Steinvall
Ort: Linköping
Sidor: 19
Utgivningsår: 2010
Publiceringsdatum: 2010-11-16
Rapportnummer: (FOI-R--3041--SE)
Nyckelord 3D-avbildande sensorer, sensorsystem, laserradar, detektorer
Keywords 3D imaging sensor, sensor system, laser radar, detector
Sammanfattning De senaste åren har det kommit flera 3D-avbildande lasersystem på marknaden som kan användas för mätningar av dynamiska förlopp. Det är en naturlig utveckling av den forskning och utveckling som pågått under 10-15 år. Dessa sensorer kan i videotakt mäta avstånd och intensitet och slutprodukten är en 3D-avbildning av scenen. Själva mättekniken varierar, beroende på vilken detektorteknik man valt. Tack vare snabbare elektronik kan man idag skanna antingen i sidled eller i avstånd så snabbt att man kan mäta på mål under rörelse. Dessutom kan man få en 3D-avbildning med en flodbely-sande laser och en matrisdetektor. Där är utmaningen att kunna göra matriser med många pixelelement som har hög tids-/avståndsupplösning och hög känslighet (kunna räkna enstaka fotoner). Jämfört med en typisk termisk IR-detektor krävs här detektorer med 100 gånger högre känslighet och 10.000 gånger snabbare svarstider i elektroniken. På den kommersiella marknaden finns det idag flera olika sensorteknologier för dyna-misk 3D-laser. Det stora språnget till mätningar av dynamiska förlopp kunde tas när detektorerna började kunna samla in och lagra data tillräckligt fort (µs-ms). Detekto-rerna används i sensorer på olika sätt. I den här rapporten beskrivs de sensortyper som används mest för militära tillämpningar och/eller är intressanta för dessa. I denna rapport beskriver vi först vår definition av olika sorters dynamiska mätningar. De olika sensortyperna beskrivs kortfattat. Vi koncentrerar oss på 3D-avbildande sen-sorer med lasrar i SWIR-området (1-3 µm). De flesta sensorer är anpassade för 1,5 µm för att erhålla ögonsäkerhet. Vi diskuterar även utvecklingsläget och vilka möjligheter mätningar med dessa 3D-avbildande sensorsystem ger i militära tillämpningar och säkerhetstillämpningar.
Abstract There are several laser radar systems on the market that can be used for data collection of dynamic scenarios. This is a result of the research and development that have been conducted the last 10-15 years. These sensors can, some in video rate, collect intensity and range data and from that data a 3D image of the scene can be generated. The type of measurement technique in the sensors vary, it depends on the selected detector tech-nique. Due to the development in electronic circuits it is today possible to scan spa-tially or in range at speeds that makes it possible to track moving targets. Another way to retrieve 3D data from a scene is to use a laser with an aperture that covers the entire scene and an array detector where each element contains range measurement capabil-ity. The challenge for these sensors is to create arrays with a large number of elements that have high time/range resolution and high sensibility (down to single photons). Compared to a typical thermal IR camera, these detectors have 100 times higher sensi-bility and 10.000 times faster response times. It was the development of detectors that can collect and store huge data amounts fast enough (µs-ms) that made 3D-imaging in video rate possible. The detectors are used in various ways in sensors. In this report we describe the sensor types that either is used or interesting to use in military applica-tions. In the report, we first define different types of data collection for dynamic scenarios. The sensor types are describes shortly. The report only discuss laser sensors in the SWIR range (1-3 µm), where most operate in 1.5 µm to achieve eye safety. We discuss the current development status and what possibilities these sensors can open in military and safety applications.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182