检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

全波形激光雷达回波分解方法

遥感学报 2019年第1期23卷 89-98页

作者：李洪鹏李国元蔡志坚吴冠豪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心北京100048 苏州大学物理光电与能源学部苏州215006

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采... 详细信息

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采用可变阈值的经验模态分解滤波法(EMD-soft)对原始波形进行滤波和噪声水平评估;其次,采用一套应对多种波形组成的初始参数估计方法,获取后续拟合所需的初始参数;最后,采用LM(Levenberg-Marquardt)优化算法对回波进行拟合优化,从而获取全波形回波中包含的独立高斯脉冲及其函数表达式。仿真波形的分解实验表明,分解误差在0.1 ns量级,换算成距离误差为15 mm,通过实验室自制的全波形激光雷达实验系统获取的回波的分解实验表明,分解的距离误差小于0.1 m。对比另外两种高斯分解方法对于相同仿真与实验数据的分解结果可以看出,本方法在分解成功率与精度上都有较大的提高。回波分解后的独立高斯脉冲中,除距离外还含有被测目标的反射率、粗糙度、面型等丰富的信息,回波分解方法作为回波分析的基础,将在遥感、测绘等生产与科研领域中发挥非常重要的作用。

关键词：全波形激光雷达回波分解经验模态分解(EMD) LM(Levenberg-Marquardt)优化算法

自适应噪声阈值估计联合AICC的全波形激光雷达波形分解方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光学学报 2022年第12期42卷 271-279页

作者：程赛周梅姚强强王金虎周春城腾格尔李传荣中国科学院空天信息创新研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室北京100094

传统基于阈值法滤波去噪并结合AIC(Akaike information criterion)的期望最大(EM)分解方法,难以完全有效地消除噪声影响,而在面向小样本目标数据时,AIC的适应性较差。针对该问题,提出了一种改进的EM波形分解方法,采用自适应噪声阈值估... 详细信息

传统基于阈值法滤波去噪并结合AIC(Akaike information criterion)的期望最大(EM)分解方法,难以完全有效地消除噪声影响,而在面向小样本目标数据时,AIC的适应性较差。针对该问题,提出了一种改进的EM波形分解方法,采用自适应噪声阈值估计一次性消除背景噪声与随机噪声;针对存在的小样本、弱回波目标数据,使用AICC(Akaike information criterion,corrected)辅助完成EM波形分解。基于多组实测数据对本文方法进行了波形分解,验证了本文方法的有效性和准确性。

关键词：遥感全波形激光雷达波形分解去噪期望最大分解

采样频率和激光脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

红外与激光工程 2022年第4期51卷 233-241页

作者：周昊毛庆洲李清泉武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 深圳大学自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室广东深圳518060

全波形激光雷达测距精度,又称测距重复精度或测距标准差,受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度... 详细信息

全波形激光雷达测距精度,又称测距重复精度或测距标准差,受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响,并采集不同的采样频率(1.25、2.5、5 GHz)和不同脉宽(1、2、3、···、10 ns)条件下的波形数据,经滤波、插值、波形提取等预处理后,利用线性高斯拟合、加权线性高斯拟合、迭代加权线性高斯拟合、期望最大化算法、和Levenberg Marquardt算法共5种算法计算测距值并统计测距精度。实验结果表明,EM算法获得的测距精度相比其他4种算法受到波形畸变的影响最小;加权线性高斯拟合算法获得的测距精度受采样频率变化的影响最小;相同波形幅值条件下,实际脉宽增加2.47倍,利用EM算法获得的测距精度从0.97 mm下降至1.18 mm,因此增加脉宽会降低测距精度;在光脉宽为4 ns的情况下,5 GHz采样频率数据在EM算法获得的测距精度分别为2.5 GHz、1.25 GHz采样频率数据的测距精度的1.71倍和3.07倍,而当2.5 GHz和1.25 GHz采样频率数据分别插值2倍和4倍至5 GHz后,仅为1.17倍和1.29倍,因此提高采样频率能够提高测距精度,而对低采样频率数据进行插值能够获得接近高采样频率数据的测距精度。

关键词：全波形激光雷达采样频率距离测量高斯拟合算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

全波形激光雷达数据在点云分类中的应用研究

遥感信息 2013年第5期28卷 21-27页

作者：王金虎李传荣周梅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 中国科学院研究生院北京100049

全波形激光雷达(Full-Waveform LiDAR)对发射脉冲和后向散射脉冲都进行小间隔采样,几乎能记录整个波形。利用小光斑全波形激光雷达数据,基于激光雷达的能量方程并结合平面目标和立体目标与激光脉冲的作用机理,研究了以广义高斯函数为核... 详细信息

全波形激光雷达(Full-Waveform LiDAR)对发射脉冲和后向散射脉冲都进行小间隔采样,几乎能记录整个波形。利用小光斑全波形激光雷达数据,基于激光雷达的能量方程并结合平面目标和立体目标与激光脉冲的作用机理,研究了以广义高斯函数为核函数的组分建模和波形分解方法,提出了一套对不同目标的后向散射回波波形进行波形去噪平滑、组分建模、波形分解和组分特征提取,并结合波形分解提取的组分距离、振幅、回波宽度和后向散射截面4个组分特征应用于实测点云数据分类的流程。实验结果验证了本文方法的可行性和有效性,为后续的点云目标识别提取以及目标量测提供支持。

关键词：全波形激光雷达波形分解组分建模组分特征提取点云分类

采样频率和激光脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

红外与激光工程 2021年

作者：毛庆洲周昊李清泉武汉大学遥感信息工程学院深圳大学自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室

全波形激光雷达测距精度，又称测距重复精度或测距标准差，受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精... 详细信息

全波形激光雷达测距精度，又称测距重复精度或测距标准差，受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响，并采集不同的采样频率(1.25，2.5，5GHz)和不同脉宽(1，2，3，……，10ns)条件下的波形数据，经滤波、插值、波形提取等预处理后，利用线性高斯拟合、加权线性高斯拟合、迭代加权线性高斯拟合、期望最大化算法、和Levenberg Marquardt算法共5种算法计算测距值并统计测距精度。实验结果表明，EM算法获得的测距精度相比其他4种算法受到波形畸变的影响最小；加权线性高斯拟合算法获得的测距精度受采样频率变化的影响最小；相同波形幅值条件下，实际脉宽增加2.47倍，利用EM算法获得的测距精度从0.97mm下降至1.18mm，因此增加脉宽会降低测距精度；在光脉宽为4ns的情况下，5GHz采样频率数据在EM算法获得的测距精度分别为2.5GHz、1.25GHz采样频率数据的测距精度的1.71倍和3.07倍，而当2.5GHz和1.25GHz采样频率数据分别插值2倍和4倍至5GHz后，仅为1.17倍和1.29倍，因此提高采样频率能够提高测距精度，而对低采样频率数据进行插值能够获得接近高采样频率数据的测距精度。

关键词：全波形激光雷达采样频率距离测量高斯拟合算法

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

顾及入射角的全波形激光雷达数据校正方法

遥感技术与应用 2014年第4期29卷 675-680页

作者：刘梦华周梅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

相比于传统激光雷达,全波形激光雷达以非常小的采样间隔记录激光回波的全部信息并以数字化存储,经过处理可以得到能够反映地物固有特性的潜在特征。在全波形激光雷达回波数据处理中,对波形数据的校正是波形分解和地物目标特征提取的关... 详细信息

相比于传统激光雷达,全波形激光雷达以非常小的采样间隔记录激光回波的全部信息并以数字化存储,经过处理可以得到能够反映地物固有特性的潜在特征。在全波形激光雷达回波数据处理中,对波形数据的校正是波形分解和地物目标特征提取的关键步骤。针对激光雷达系统获取数据过程中同类型建筑物目标对不同入射方向激光反射的差异,提出了一种全波形激光雷达数据的后向散射截面校正方法,建立了顾及入射角的波形数据校正模型。采用机载小光斑全波形激光雷达数据对提出的校正方法进行验证,结果表明:该校正方法能够对同类型建筑物目标的波形数据的后向散射截面进行归一化校正,消除不同入射角对该类目标后向散射截面的影响,极大提高后续建筑物目标精细分类和特征提取等应用的精度。

关键词：全波形激光雷达波形数据后向散射截面数据校正

一种面向森林区域的全波形激光雷达数据全链路仿真方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

航天返回与遥感 2020年第1期41卷 113-123页

作者：杨舒琪岳春宇杨居奎北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094 中国空间技术研究院

星载全波形激光雷达森林回波仿真,普遍使用的“混合几何光学辐射传输模型”,在建立目标场景时输入参数多而复杂,难以获取,且多依赖经验公式。针对上述问题,文章利用机载激光雷达点云数据,提取目标区域森林植被特征参数及地面高程参数,... 详细信息

星载全波形激光雷达森林回波仿真,普遍使用的“混合几何光学辐射传输模型”,在建立目标场景时输入参数多而复杂,难以获取,且多依赖经验公式。针对上述问题,文章利用机载激光雷达点云数据,提取目标区域森林植被特征参数及地面高程参数,实现目标场景输入参数去经验式获取,并追踪传感器发射脉冲、脉冲光束与地面物体交互作用、接收回波全过程,建立包括传感器模型、目标植被模型、回波模型在内的激光雷达全链路仿真模型,为跨区域快速建模提供依据。对实验区域采集的机载激光雷达点云数据进行仿真得到模拟全波形激光雷达森林回波波形,并将模拟波形与机载激光雷达点云数据直接生成的拟大光斑波形进行比较;再将模拟波形与对应区域的GLAS波形进行对比分析,二者相关系数高于0.80,验证了模型的有效性。

关键词：全波形激光雷达机载激光雷达点云数据全链路仿真模型混合几何光学辐射传输模型地球科学激光测高系统航天遥感

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

全波形激光雷达波形数据无损压缩方法研究

科技风 2020年第33期 72-73页

作者：陈瑞强淮阴工学院电子信息工程学院江苏淮安223025

全波形激光雷达对目标回波信号进行完整记录和分析,具有测距精度高和目标特征提取丰富的优点。全波形激光雷达记录的回波波形数据量通常较大,对数据传输的带宽和存储器的容量提出了更高要求。回波波形数据有损压缩方法可有效降低数据量... 详细信息

全波形激光雷达对目标回波信号进行完整记录和分析,具有测距精度高和目标特征提取丰富的优点。全波形激光雷达记录的回波波形数据量通常较大,对数据传输的带宽和存储器的容量提出了更高要求。回波波形数据有损压缩方法可有效降低数据量,但同时会丢目标完整波形,不利于后期数据处理。本文提出了一种利用阈值法的全波形激光雷达波形无损压缩方法,实现了回波波形的无损压缩与解压缩编码。

关键词：全波形激光雷达无损压缩压缩编码解压缩编码

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

全波形激光雷达系统设计方法研究

科技风 2020年第31期 18-19页

作者：陈瑞强淮阴工学院电子信息工程学院江苏淮安223025

全波形激光雷达对目标回波信号进行完整记录和分析,具有测距精度高和目标特征提取丰富的优点。但现有商业全波形激光雷达价格较高,而且内部硬件和软件高度保密,很难满足科研工作更深入更灵活的需求。本文提出了一种全波形激光雷达系统... 详细信息

全波形激光雷达对目标回波信号进行完整记录和分析,具有测距精度高和目标特征提取丰富的优点。但现有商业全波形激光雷达价格较高,而且内部硬件和软件高度保密,很难满足科研工作更深入更灵活的需求。本文提出了一种全波形激光雷达系统设计方案,利用实验室常用的数字示波器和信号发生器,搭建出一套结构紧凑且经济可行的全波形激光雷达实验装置。

关键词：全波形激光雷达共光轴光学系统多功能示波器