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基于光纤光学的光子计数激光雷达技术研究的任务书
一、选题背景
近年来，随着激光雷达技术的不断发展和更新换代，自动驾驶、智能交通、测绘地理信息、环境探测等领域对高精度、高速度、高精度的激光雷达系统需求不断提高，同时受到新型新冠肺炎疫情影响，近距离测量及环境感知的需求也不断增加，传统的针孔探测器计数技术及其相关传感器已经难以满足要求。因此，光子计数激光雷达技术应运而生。
光子计数激光雷达技术基于光子的计数理论和光学信号传输学理论，利用高速的光电探测器统计激光发射器输出的脉冲激光波形中的光子数目，从而实现高精度、高速度的雷达探测和距离测量。与传统传感器相比，光子计数激光雷达技术具有高精度、高性能、可靠性强、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于自动驾驶、测绘地理信息、机器人技术、环境探测等领域。
近年来，国内外的科研机构和企业机构对光子计数激光雷达技术的研究不断深入，研究成果也日益丰富。针对国内外的研究现状和发展趋势，有必要开展光纤光学的光子计数激光雷达技术研究，为国内相关领域理论研究和应用开发提供技术支撑。
二、研究内容
1.光子计数激光雷达系统原理及性能分析；
2.光纤传输系统设计、分析和优化；
3.光电探测器性能分析和优化；
4.高速数字信号处理算法设计与优化；
5.基于光子计数激光雷达的距离测量及地形地图重建研究；
6.光子计数激光雷达在自动驾驶、测绘和环境探测等领域中的应用研究。
三、研究任务
1.详细了解光子计数激光雷达技术原理及近期国内外研究进展情况；
2.针对光纤传输系统、光电探测器、数字信号处理算法等关键技术进行优化和分析研究；
3.设计、搭建并测试光子计数激光雷达系统实验平台，完成数据采集、处理及分析；
4.开展基于光子计数激光雷达的距离测量及地形地图重建等相关研究工作，验证技术性能和应用效果；
5.针对自动驾驶、测绘和环境探测等领域的实际应用情景，进行光子计数激光雷达技术在相关领域中的应用研究，收集更多实例和数据进行系统性分析。
四、研究方法
本研究将采取以下研究方法:
1.文献调研和案例分析：收集、整理国内外文献或案例，对光子计数激光雷达技术原理及性能、关键技术进行调研分析；
2.实验研究：设计、搭建并测试光子计数激光雷达系统实验平台，进行数据采集、处理及分析，验证技术性能和应用效果；
3.数字信号处理算法设计与优化：对数据进行处理和分析，研究采用新的数字信号处理算法，提高系统性能和探测精度；
4.应用研究：针对自动驾驶、测绘和环境探测等领域实际应用情景，进行光子计数激光雷达技术在相关领域中的应用研究，收集更多实例和数据进行系统性分析。
五、研究成果与预期
1.光子计数激光雷达技术原理及性能分析研究报告；
2.改进优化的光纤传输系统研究报告；
3.光电探测器性能分析和优化研究报告；
4.高速数字信号处理算法设计与优化研究报告；
5.基于光子计数激光雷达的距离测量及地形地图重建研究报告；
6.光子计数激光雷达在自动驾驶、测绘和环境探测等领域中的应用研究报告。
以上研究成果将为光子计数激光雷达技术在相关领域中的应用提供技术支持和理论依据。