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基于激光雷达回波强度的反光板位置拟合方法

中国机械工程 2021年第2期32卷 204-211页

作者：方德浩许万陈幼平余磊涛朱力湖北工业大学机械工程学院武汉430212 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

针对目前激光雷达定位系统中的拟合算法存在拟合精度较低、数据容错能力较差等问题,设计了一种基于回波强度的反光板位置拟合方法。首先对原始扫描数据进行滤波,并结合回波强度分割法与基于点距离的分割法进行数据分割,对分割后数据结... 详细信息

针对目前激光雷达定位系统中的拟合算法存在拟合精度较低、数据容错能力较差等问题,设计了一种基于回波强度的反光板位置拟合方法。首先对原始扫描数据进行滤波,并结合回波强度分割法与基于点距离的分割法进行数据分割,对分割后数据结合回波强度进行反光板圆心拟合,以得到反光板实际位置。最后使用堆垛式叉车搭载激光雷达R2000进行实验,实验结果表明所提方法具有较高的拟合精度,并有效提高了数据容错能力。

关键词：自动导引车激光雷达回波强度反光板位置拟合

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加入地物倾角分析的LiDAR回波强度校正

遥感学报 2016年第4期20卷 610-619页

作者：伊丕源满旺童鹏邱峻挺赵英俊张景发核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029 厦门理工学院空间信息技术研究所福建厦门361024 中国地震局地壳应力研究所北京100085

LiDAR回波强度数据的校正处理可以提升其在地物分类识别方面的利用价值。本文研究发现倾斜地物(如三角形、拱形房顶等)的自身倾角会改变激光反射角进而影响回波强度,而现有归一化校正模型缺乏对地物倾角的计算分析。随后结合LiDAR数据... 详细信息

LiDAR回波强度数据的校正处理可以提升其在地物分类识别方面的利用价值。本文研究发现倾斜地物(如三角形、拱形房顶等)的自身倾角会改变激光反射角进而影响回波强度,而现有归一化校正模型缺乏对地物倾角的计算分析。随后结合LiDAR数据的采集方式和特点,以及倾斜地物的结构特征,提出了一种加入地物倾角计算的改进型归一化校正算法。首先,对激光点的回波强度值进行基于传输距离值的初步校正;然后,以平面距离值、高程、回波强度值差异为参考,判定激光点是否属于同一倾斜地物,若满足条件,则计算出激光点的趋势角,并依据制定的判定规则确定趋势角的正负;最后,将趋势角计算结果与扫描角数值结合计算出对应的反射角,并重新对回波强度值进行计算校正。实验表明,蓝铁皮材质的三角形、拱形房顶的回波强度值范围和均方差缩小,且采集的8种地物样本的回波强度均值的差异性与激光反射率测量结果基本一致,说明该算法能够有效识别具有一定面积且材质均一的倾斜人工地物并计算修正其自身倾角对回波强度带来的影响,从而进一步提高基于回波强度值的地物可分性。

关键词：机载激光雷达回波强度地物倾角反射角激光反射率归一化校正

西太平洋海底多金属结核空间分布与多波束回波强度的关系

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地质通报 2021年第2期40卷 392-400页

作者：马金凤杨永邓希光何高文杨胜雄于宗泽自然资源部海底矿产资源重点实验室/中国地质调查局广州海洋地质调查局广东广州510075 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458

西太平洋高丰度高覆盖率多金属结核的发现受到各国学者的高度关注,如何高效探测不同覆盖率和丰度的多金属结核分布特征是目前研究的重点。利用EM122多波束回波强度资料对西太平洋海盆结核分布特征进行分析,结果表明,回波强度的高低变化... 详细信息

西太平洋高丰度高覆盖率多金属结核的发现受到各国学者的高度关注,如何高效探测不同覆盖率和丰度的多金属结核分布特征是目前研究的重点。利用EM122多波束回波强度资料对西太平洋海盆结核分布特征进行分析,结果表明,回波强度的高低变化与结核覆盖率关系密切,而当结核覆盖率相当时,回波强度的高低变化反映了结核的粒径大小,其中大型结核(直径D>6 cm)较多时,回波强度值明显增大。利用最大似然分类方法对回波强度资料进行监督分类,得出深海沉积物、低丰度、中等丰度和高丰度结核空间分布,结果显示,深海粘土沉积区与丰度>>30 kg/m2的高丰度结核分布区多回波强度差异高达近20 d B。

关键词：回波强度多金属结核丰度声学底质分类西太平洋

热带测雨卫星的星载雷达和地基雷达探测云回波强度及结构误差的模拟分析

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气象学报 2002年第5期60卷 568-574页

作者：刘黎平中国气象科学研究院北京100081

为了揭示热带测雨卫星上的测雨雷达热带测雨卫星的星载雷达与X波段多普勒雷达在探测云的反射率因子的大小和结构方面的差异 ,用散射模式和数值模拟的方法讨论了这两种雷达的波长、雷达波入射方向、波瓣宽度等参量对反射率因子的大小和... 详细信息

为了揭示热带测雨卫星上的测雨雷达热带测雨卫星的星载雷达与X波段多普勒雷达在探测云的反射率因子的大小和结构方面的差异 ,用散射模式和数值模拟的方法讨论了这两种雷达的波长、雷达波入射方向、波瓣宽度等参量对反射率因子的大小和结构的影响 ,并利用所得结果讨论了两种雷达实际观测的差异。结果表明 :雷达波长和入射方向的不同引起的两种雷达测量的反射率因子的差异在 2 .0dBz以内 ,TRMMPR可在强回波中心探测到更大的反射率因子 ,并在很大程度上平滑了回波的结构 ,在强回波和弱回波区分别低估和高估 3～ 5dBz,造成了观测的云的面积增大、平均回波强度减小、面积积分降水量增大。这些理论结果还不能完全揭示两种雷达实际观测结果的差异 ,看来星载雷达和地基雷达探测结果的对比问题很复杂 ,其中雷达波的衰减问题是必须考虑的。

关键词：热带测雨卫星星载雷达回波强度云误差地基雷达模拟分析

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基于功率谱的风廓线雷达回波强度定标方法

应用气象学报 2021年第3期32卷 315-331页

作者：李丰阮征王红艳葛润生中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

风廓线雷达已在我国得到大范围的业务布网应用,现有业务产品主要为风场信息。为了充分发挥风廓线雷达的作用,获取更多的天气过程信息,该文提出仅使用风廓线雷达返回信号功率谱进行数据定标(DCNP)的方法。使用雷达系统噪声功率对返回信... 详细信息

风廓线雷达已在我国得到大范围的业务布网应用,现有业务产品主要为风场信息。为了充分发挥风廓线雷达的作用,获取更多的天气过程信息,该文提出仅使用风廓线雷达返回信号功率谱进行数据定标(DCNP)的方法。使用雷达系统噪声功率对返回信号功率谱单位幅度进行标校计算,基于标校后的雷达探测功率谱分布数据计算回波强度功率谱密度分布、回波强度、大气折射率结构常数。利用2017年北京风廓线雷达、2016年南京风廓线雷达和2018年梅州风廓线雷达观测数据,对我国业务运行的3种主要型号风廓线雷达进行算法评估试验。定标方法的计算结果稳定,风廓线雷达不同探测模式之间的一致性较好。使用每个测站定标结果与相邻天气雷达数据进行比较,风廓线雷达回波强度定标结果与天气雷达也有较好的一致性。DCNP方法与基于信噪比(SNR)的强度计算方法进行比较,与SNR方法相比,DCNP方法定标结果更加稳定可靠。

关键词：风廓线雷达功率谱数据定标噪声功率回波强度

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相控阵雷达扫描方式对回波强度测量的影响

应用气象学报 2014年第4期25卷 406-414页

作者：吴翀刘黎平汪旭东范辉刘琦中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 成都信息工程学院成都610225 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 安徽四创电子股份有限公司合肥230088

有源数字阵列雷达的波束设计非常灵活,可变的波束宽度和多波束模式不仅可以满足不同任务的观测需求,还可有效节约扫描时间,但阵列天线参数随波位改变的特性对相控阵天气雷达回波强度的精确定标提出了挑战。2013年4—6月,中国气象科学研... 详细信息

有源数字阵列雷达的波束设计非常灵活,可变的波束宽度和多波束模式不仅可以满足不同任务的观测需求,还可有效节约扫描时间,但阵列天线参数随波位改变的特性对相控阵天气雷达回波强度的精确定标提出了挑战。2013年4—6月,中国气象科学研究院与安徽四创电子股份有限公司联合研发的X波段一维有源相控阵天气雷达(X-PAR)进行了装配后的首次测试观测。对比该雷达与相同位置的C波段双线偏振雷达(C-POL)观测资料发现,X-PAR不同宽度的扫描波束均能取得较合理的观测资料。但由于各模式的雷达方程及其标定方法不尽相同,并受到阵列天线照射体积、展宽波束和发射增益的影响,造成X-PAR回波强度存在一定的测量偏差。结合天线参数分析和实际数据统计将测量偏差订正至±1 dB内,为雷达的进一步调试和改进提供了依据。

关键词：相控阵天气雷达回波强度定量测量

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基于回波强度和采样点距离的点云滤波研究

测绘科学 2009年第6期34卷 196-197页

作者：路兴昌张学霞吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 北京林业大学水土保持学院

本文根据三维激光扫描的特点,设计提出一种从点云数据中分离出目标对象的特征提取方法。首先根据激光回波信号特征和采样点距离特征进行阈值确定,然后通过将回波信号强度和距离信号位于各自阈值范围之外的对象滤除,从而得到滤波后的目... 详细信息

本文根据三维激光扫描的特点,设计提出一种从点云数据中分离出目标对象的特征提取方法。首先根据激光回波信号特征和采样点距离特征进行阈值确定,然后通过将回波信号强度和距离信号位于各自阈值范围之外的对象滤除,从而得到滤波后的目标物体点云数据集。应用上述方法对室外建筑物数据进行试验,得到较好的效果,表明该方法适用于部分目标对象的初步分离。

关键词：激光扫描回波强度距离信息点云滤波

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激光雷达回波强度数据辐射特性分析

中国科学院大学学报（中英文） 2019年第3期36卷 392-400页

作者：杜松李晓辉刘照言陈育伟王震唐伶俐贺文静中国科学院光电研究院定量遥感信息技术重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049 芬兰地球空间研究所马萨拉fi02430

激光雷达回波强度数据记录表征地物目标辐射特性的信息。利用该数据进行地物目标提取以及遥感定量化应用,逐渐成为激光雷达技术领域的研究热点。从激光雷达辐射传输机理出发,构建具有明确物理意义的激光雷达回波强度数据辐射传输机理方... 详细信息

激光雷达回波强度数据记录表征地物目标辐射特性的信息。利用该数据进行地物目标提取以及遥感定量化应用,逐渐成为激光雷达技术领域的研究热点。从激光雷达辐射传输机理出发,构建具有明确物理意义的激光雷达回波强度数据辐射传输机理方程;基于该方程,系统地探讨和分析激光雷达回波强度数据的辐射特征和关键影响因素;利用搭建的激光雷达实验平台对激光雷达辐射特性进行验证和讨论。本研究为开展激光雷达辐射定标、地物分类和各种定量化应用提供必要的理论依据和技术支持。

关键词：激光雷达回波强度辐射特性

典型地物机载激光雷达测量系统回波强度特征实验分析

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科学技术与工程 2016年第16期16卷 216-221页

作者：伊丕源童鹏赵英俊核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029

机载激光雷达测量系统Li DAR回波强度信息的利用正成为研究热点,许多学者利用归一化校正方法进行回波强度处理并以此为参考辅助地物分类,这种校正方法主要考虑了激光传输距离、入射角的影响;且假定地面平坦、为朗伯体,但自然界中绝大多... 详细信息

机载激光雷达测量系统Li DAR回波强度信息的利用正成为研究热点,许多学者利用归一化校正方法进行回波强度处理并以此为参考辅助地物分类,这种校正方法主要考虑了激光传输距离、入射角的影响;且假定地面平坦、为朗伯体,但自然界中绝大多数地物都是各项散射异性的非朗伯体;且目前的研究中有关地物激光反射特性的定量分析较少。选取12种城市典型地物,通过反射率、反射比因子测量,并与回波强度值进行对比,分析了不同地物的回波强度特征及影响因素。实验证明,形态结构简单且平坦的地物,其回波强度均值之间的差异性与激光反射率、反射比因子的测量结果具有较好的一致性,基于回波强度的可分性较强;而倾斜地物(如房顶)、树木等形态复杂的地物,其产生的回波强度值范围较大,对地物分类的参考价值较小。实际应用中,可首先利用其他参数(如高程、回波次序)对Li DAR数据进行分类,然后针对回波强度之间差异较大的地物应用回波强度辅助分类,会取得较好效果。

关键词：反射率回波强度分类