近日，中科院空天信息創(chuàng)新研究院激光工程技術(shù)研究中心的研究人員成功驗(yàn)證了調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）遠(yuǎn)距離成像的能力。

FMCW激光雷達(dá)是將微波雷達(dá)信號(hào)調(diào)制和處理理念引入激光雷達(dá)，使激光雷達(dá)在具備光子級(jí)探測(cè)靈敏度的同時(shí)，不受任何光干擾（主動(dòng)、被動(dòng)）。然而，傳統(tǒng)FMCW激光技術(shù)多用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，工作距離多在300m以內(nèi)。FMCW激光技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像是爭(zhēng)議的熱點(diǎn)。

由于FMCW激光雷達(dá)具備極高的測(cè)距精度和角分辨率，同時(shí)不受城市建筑物和光源（干擾光、太陽(yáng)）影響，可以彌補(bǔ)微波雷達(dá)和光學(xué)相機(jī)在城市三維構(gòu)建中的不足。該激光雷達(dá)具備2種工作模式：城市測(cè)繪模式和關(guān)重目標(biāo)精細(xì)成像模式，可通過(guò)上位機(jī)指令實(shí)現(xiàn)快速切換。這既可以對(duì)復(fù)雜的街巷進(jìn)行快速測(cè)繪，還可以針對(duì)城市關(guān)重目標(biāo)（樓宇、車輛、遮蔽網(wǎng)后目標(biāo)）進(jìn)行高分辨率成像。

圖1. 中科院空天院研制的FMCW激光雷達(dá)對(duì)600m處建筑物成像結(jié)果

在復(fù)雜的城市街巷內(nèi)，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)良好的成像效果，圖2為FMCW激光雷達(dá)在北京城市街巷的成像效果。在測(cè)繪模式下FMCW激光雷達(dá)作用距離可以達(dá)到4km；在關(guān)重目標(biāo)精細(xì)成像模式下盤古大觀的房頂停機(jī)坪、房屋窗戶、戶外電視以及樓宇的外形細(xì)節(jié)清晰可見，3km作用距離下激光雷達(dá)測(cè)距精度<0.1m。

（a）場(chǎng)景照片

（b）FMCW激光雷達(dá)測(cè)繪模式效果

（c）目標(biāo)近距離圖像

（d）FMCW激光雷達(dá)關(guān)重目標(biāo)精細(xì)成像效果（3km）

（e）FMCW激光雷達(dá)關(guān)重目標(biāo)精細(xì)成像效果（4km）

圖2 . FMCW激光雷達(dá)城市街巷成像效果