麵對遠距離小目標，常規探測手段往往隻能對其定位，看到的目標隻是一個(ge) 點。而有些特殊需求下，需要掌握其麵特征甚至體(ti) 特征，實現運動目標認知，此時迫切需要發展超分辨成像手段。國防科技大學脈衝(chong) 功率激光技術國家重點實驗室主任胡以華教授團隊，繼2022年實現10千米距離上優(you) 於(yu) 2厘米分辨率的國內(nei) 外報道最高水平的反射層析激光雷達超分辨二維成像的基礎上，近期實現了三維超分辨成像的重大突破。實現10千米距離2.0×2.0×3.5厘米分辨率的三維超分辨成像反射層析激光雷達實現二維成像的原理日趨成熟，國內(nei) 外也開展了相關(guan) 的實驗研究，但是實現三維成像的原理和方法在國內(nei) 外未見報道。團隊創新性地提出了反射層析激光雷達三維成像技術架構，建立了激光探測的多角度多視場交疊取樣、窄脈衝(chong) 激光回波的高速高保真采集及圖像重構融合處理方法，研製出反射層析激光雷達三維成像實驗係統，在合肥紫蓬山地區開展了距離為(wei) 10.38 km的外場實驗，實現目標圖像的三維超分辨重構。實驗中，在山上(31°43′28″N, 116°59′55″E)的百米高實驗塔上分別設置兩(liang) 類目標：1）高度75 cm、寬度30 cm的立體(ti) 組合件，如圖1 (a)所示；2）多塊厚度1.7 cm、斷麵麵積不同的塊狀體(ti) 構成的從(cong) 下到上間距9 cm到2 cm遞減、麵積漸小的60°傾(qing) 斜角梯形立體(ti) 分辨率測試靶，如圖1 (b)所示。成像實驗係統布置在該市華南城(31°46′20″N, 117°5′35″E)樓上，如圖1 (c)所示。在多種實驗環境和實驗參數設置下，成功獲得了如圖2 (b)、圖2 (d)所示的立體(ti) 目標三維超分辨成像結果。(a) 立體(ti) 組合件(b) 立體(ti) 分辨率測試靶經第三方專(zhuan) 家現場實測，在10.38 km距離上，環繞平麵成像分辨率優(you) 於(yu) 2 cm，環繞軸向分辨率優(you) 於(yu) 3.5 cm。根據反射層析激光雷達成像的原理，隻要激光脈衝(chong) 回波信噪比足夠，其三維成像分辨率與(yu) 光學孔徑、作用距離、激光發散角相對無關(guan) ，因此，本實驗為(wei) 實現千千米超遠距離微小目標的三維成像奠定了基礎。該實驗係統光學孔徑為(wei) 260 mm，相同孔徑的光學成像係統衍射極限角約為(wei) 5 μrad，對應10 km處常規光學成像的極限分辨率約為(wei) 5 cm。本成果取得了超過同口徑光學成像衍射極限的遠距離小目標超分辨成像能力，其成像分辨率居激光成像領域國內(nei) 外最優(you) 水平，特別是通過獨創的技術手段和處理算法首次得到立體(ti) 目標結構的十千米距離厘米級超分辨三維成像結果。國防科技大學電子對抗學院胡以華教授科研團隊長期致力於(yu) 運動目標精確激光探測和光電對抗等領域方向理論與(yu) 應用研究，圍繞目標的激光三維成像、反射層析激光雷達成像、大氣擾動激光探測、相幹探測、光子探測以及量子糾纏探測方法，取得了一係列研究成果，為(wei) 空天弱暗目標遠距離探測、高精度定位和多維信息獲取提供新型技術手段。團隊先後出版專(zhuan) 著《激光成像目標偵(zhen) 察》、《目標衍生屬性光電偵(zhen) 察技術》、《Theory and Technology of Laser Imaging based Target Detection》和《激光相幹探測應用理論方法》，公開發表學術論文300餘(yu) 篇，授權發明專(zhuan) 利70餘(yu) 項，獲國家技術發明二等獎2項、國家教學成果二等獎2項、安徽省重大科技成就獎、省部級科技一等獎8項。團隊帶頭人，國防科技大學電子對抗學院胡以華教授，脈衝(chong) 功率激光技術國家重點實驗室主任，光學工程學科首席專(zhuan) 家，中國光學學會(hui) 會(hui) 士，安徽省科學技術協會(hui) 兼職副主席。長期從(cong) 事光電探測與(yu) 對抗領域研究，取得多項係統性創新成果。
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