Light detection and ranging (LIDAR) is commonly used to measure distance between a target and a system and is well suited for various applications. To successfully complete various missions, both high spatial resolution and range precision are needed, and the system also often needs to obtain high resolution 3D images in a relatively short period of time. In this thesis, a high range precision 3D imaging LIDAR system using a Pockels cell and a quadrant photodiode (QPD) was developed and demonstrated. Furthermore, we developed and demonstrated a novel flash LIDAR which can produce high spatial resolution 3D images with high range precision. The proposed flash LIDAR system is implemented by a polarization modulating Pockels cell and a micro-polarizer CCD camera. In the proposed system, higher range precision is obtained as compared with a conventional system with the same number of measurements. A high bandwidth APD and a high resolution TDC are not required for high range precision since this system only measures the energy of the laser pulse. Moreover, the large number of pixels in the CCD camera can provide high resolution 3D images.
라이다는 물체와 시스템 사이의 거리를 측정하는데 사용되고 많은 적용분야에 이용된다. 많은 적용분야에 사용되기 위해서는 공간 높은 공간 분해능과 거리 정밀도가 필요하며 짧은 시간 내에 고 해상도 3차원 영상을 측정해야만 한다. 본 논문에서는 포켈스 셀과 사분면 광다이오드를 사용하여 고 거리정밀도를 갖는 3차원 영상 라이다 시스템을 개발하였다. 또한 고 해상도 및 거리정밀도를 갖는 3차원 영상을 촬영할 수 있는 획기적인 플래시 라이다 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 포켈스 셀과 CCD 카메라를 사용하며 일반적인 시스템 보다 높은 거리 정밀도를 갖는다. 레이저 펄스의 에너지만을 측정하기 때문에 고성능의 검출기와 신호처리기기를 필요로 하지 않는다. 게다가 CCD 카메라의 많은 픽셀 수로 고 해상도 3차원 영상을 측정할 수 있다.
