近日，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）微波成像全国重点实验室微波光子团队与北京交通大学、同济大学、中车大连团队在大连旅顺开展单光子雷达列车车载轨道危情感知动态试验。
本次试验依托国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目“高铁列车车载危情主动感知监测仪”开展，该项目前期已经完成2km轨道环境下的静态试验。本次试验在中车大连的试验轨道开展，重点验证单光子雷达列车车载动态成像可行性。
试验中的列车轨道危情感知单光子雷达，采用主-被动双模单光子成像系统架构，利用共轴光学成像轨道跟踪以辅助光轴稳定，解决列车行驶过程中晃动可能引起的单光子成像视场偏离问题，适应列车车载动平台下远距离、高分辨率单光子成像。
试验中，单光子雷达安装于列车前端，列车以最高40km/h速度在轨道上行驶，对1km外（最远距离受试验轨道长度约束）的预定选通区间持续监测。试验人工布设字母靶标、轨道旁的人员等作为模拟的入侵物。在列车行进中，单光子雷达保持光轴稳定，对进入监测区间的“入侵物”进行实时三维成像，获得目标二维形态和距离，验证轨道跟踪辅助光轴稳定技术方案的可行性。此外，试验在不同太阳高度和多种天气条件下实施，涵盖晴朗白天、阴雨天、夜间等场景，验证了单光子雷达全天时、近全天候的监测能力。
本次试验顺利完成验证了远距离、高分辨率单光子雷达在运行中的列车上实时、动态、全天时、近全天候的三维成像能力，空间分辨率优于1.5cm@1km，为未来的实际应用与实际装备提供技术和实验支撑。
列车车载单光子雷达
夜间1km成像效果，E靶标线宽3cm，证明空间分辨率优于1.5cm@1km
列车车载动态成像。图中左下1km外目标区域模拟障碍物放置，右上为单光子雷达车上视角，中间为单光子雷达实时成像三维图
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