Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hệ thống phát hiện laser tần số mô-đun liên tục dựa trên cảm biến quang bốn phần tư
Tóm tắt
Một hệ thống phát hiện laser tần số mô-đun liên tục (FMCW) dựa trên cảm biến quang bốn phần tư đã được trình bày trong bài báo này. Thuật toán mật độ phổ chéo (CPSD) đã được giới thiệu để loại bỏ tiếng ồn không đồng bộ trong phổ tín hiệu bốn phần tư. Một số phương pháp giảm tiếng ồn truyền thống, bao gồm phương pháp phân tích mô hình thực nghiệm trực tiếp ngưỡng wavelet, phương pháp ngưỡng khoảng EMD, tái tạo từng phần EMD dựa trên tương quan, biến đổi Fourier nhanh và biến đổi wavelet, đã được điều tra để cung cấp sự so sánh với thuật toán CPSD. Cả kết quả mô phỏng và thí nghiệm đều cho thấy hiệu suất vượt trội của hệ thống phát hiện bốn phần tư sử dụng thuật toán CPSD. Tỉ lệ tín hiệu trên tiếng ồn giữa tín hiệu phản xạ từ mục tiêu và nhiễu khói đã tăng rõ rệt lên tới 6,3 dB dưới điều kiện nhiễu khói. Sai số tương đối của hệ thống phát hiện này đã giảm từ 7,36% xuống còn 1,36%, và sai số tuyệt đối của nó nhỏ hơn 0,15 m. Do đó, nghiên cứu này có giá trị trong việc cải thiện khả năng chống nhiễu của hệ thống phát hiện laser FMCW.
Từ khóa
#FMCW #laser detection #four-quadrant photodetector #CPSD algorithm #noise reduction #signal-to-noise ratioTài liệu tham khảo
B.L. Stann, W.C. Ruff et al., Optical Eng. 35, 11 (1996)
B. Journet, G. Bazin, IEEE Trans. Instrum. Meas. 49, 840–843 (2000)
A.G. Stove, IEE Proc.-F Radar Signal Process. 139, 343–350 (1992)
A. Meta, P. Hoogeboom et al., IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing 45, 3519–3532 (2007)
F. Millioz, M. Davies, IEEE Trans. Signal Process. 60, 2800–2813 (2012)
P.R. White, IET Signal Process. 6, 478–483 (2012)
L.M. Manojlovic, Z.P. Barbaric, IEEE Trans. Instrum. Meas. 58, 681–690 (2009)
M. Toyoda, K. Araki et al., Optical Eng. 41, 145–149 (2002)
N. Sampietro, G. Accomando et al., IEEE Trans. Instrum. Meas. 49, 820–822 (2000)
W.G. Ho, R. Gharpurey, IEEE Int. Symp. Circuits Syst. IEEE 19, 2197–2200 (2011)
Z.P. Feng, M. Liang et al., Mech. Syst. Signal Process. 38, 165–205 (2013)
D.L. Donoho, I.M. Johnstone, Biometrika 81, 425–455 (1994)
D.L. Donoho, IEEE Trans. Inf. Theory 41, 613–627 (2002)
R. Yan, R.X. Gao et al., Signal Process. 96, 1–15 (2014)
N.E. Huang, S. Zheng et al., R. Soc. 454, 903–995 (1998)
N.E. Huang, S.R. Long et al., Adv. Appl. Mech. 32, 59–117 (1996)
N.E. Huang, H.H. Shih, J. Phys. Oceanogr. 30, 2001–2012 (2001)
Y.G. Lei, J. Lin et al., Mech. Syst. Signal Process. 35, 108–126 (2013)
Y. Kopsinis, S. Mclaughlin, in 1st IAPR International Workshop on Cognitive Information Processing, CIP, 2008
Y. Kopsinis, S. Mclaughlin, in Proceedings of the 16th European Signal Processing Conference, EUSIPCO, 2008
Y. Kopsinis, S. Mclaughlin, IEEE Trans. Signal Process. 57, 1351–1362 (2009)
E. Wolf, J. Optical Soc. Am. 72, 343–351 (1982)
D.W. Illig, A. Laux, R.W. Lee, W.D. Jemison, L.J. Mullen, in SPIE Proceedings of Ocean Sensing and Monitoring VII, 94590B, ed. by W.W. Hou, R.A. Arnone. FMCW optical ranging technique in turbid waters, vol 9459 (2015)
B.H. Liu, C.T. Song et al., Optical Rev. (2018) https://doi.org/10.1007/s10043-018-0406-7
M. Grabner, V. Kvicera, Optics Exp. 19, 3379–3386 (2011)
A.E.S. Green, R.P. Singhal, J. Air Pollut. Control Assoc. 30, 773–776 (1980)
J.E. Sinko, B.I. Oh, AIP Conf. Proc. 1402, 245–257 (2011)
H.C. Van de Hulst, V. Twersky, Light Scattering by Small Particles (Wiley Press, New York, 1957)
L. Heming, W. Qianqian et al., Semiconductor Lasers Appl. VII (2016) https://doi.org/10.1117/12.2246369