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光学学报 2018年第11期38卷 353-360页

作者：杨彪胡以华李敏乐郭力仁唐进迎陈曦国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

提出了一种基于激光束边界面的快速求交算法。基于激光雷达信号的时空分布特性,推算出了探测目标对信号的响应函数,建立了二者的作用过程模型,构建了基于激光反射断层成像的目标重构仿真系统。利用采样间隔和探测角度对重构图像质量的影... 详细信息

提出了一种基于激光束边界面的快速求交算法。基于激光雷达信号的时空分布特性,推算出了探测目标对信号的响应函数,建立了二者的作用过程模型,构建了基于激光反射断层成像的目标重构仿真系统。利用采样间隔和探测角度对重构图像质量的影响,进行了两组对比仿真实验,在不同条件下运用滤波反投影算法实现了目标二维轮廓的图像重构。

关键词：遥感激光雷达反射断层成像建模仿真光线求交响应方程反投影重构

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代数迭代法在激光反射断层成像目标重构中的应用

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红外与激光工程 2019年第7期48卷 279-285页

作者：杨彪胡以华国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

为了提高激光反射断层成像目标重构的图像质量,在目前激光反射断层成像普遍采用反投影算法重构图像的基础上,将CT成像中常用的迭代重建算法引入到激光反射断层成像的图像重构过程中。分析了反投影算法中的直接反投影、R-L和S-L滤波反投... 详细信息

为了提高激光反射断层成像目标重构的图像质量,在目前激光反射断层成像普遍采用反投影算法重构图像的基础上,将CT成像中常用的迭代重建算法引入到激光反射断层成像的图像重构过程中。分析了反投影算法中的直接反投影、R-L和S-L滤波反投影以及迭代重建算法在图像重构中的性能特性。进行了仿真和外场实验,结果表明:在直接反投影基础上添加了滤波器的反投影算法在减小误差和抑噪能力上都明显提高;另外相比于反投影算法,代数迭代重建算法表现出更好的重建质量,且具有更强的抑噪性能。

关键词：激光雷达反射断层成像图像重构算法代数迭代性能分析

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基于激光反射断层成像的目标探测研究

基于激光反射断层成像的目标探测研究

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作者：林放国防科技大学

学位级别：硕士

激光反射断层成像是一种获取远距离高分辨率图像的激光成像手段。其优势表现在:相对于普通的光学成像,激光反射断层成像探测距离远且不依赖于光源的相干性;相对于传统微波雷达成像,激光反射断层成像具有分辨率高的优势,纳秒量级的激光... 详细信息

激光反射断层成像是一种获取远距离高分辨率图像的激光成像手段。其优势表现在:相对于普通的光学成像,激光反射断层成像探测距离远且不依赖于光源的相干性;相对于传统微波雷达成像,激光反射断层成像具有分辨率高的优势,纳秒量级的激光脉宽的成像分辨率可达厘米量级;相对于激光合成孔径成像等相干成像系统,激光反射断层成像的直接探测系统简单易于实用。因此综合以上优势,激光反射断层成像是一种兼顾成像距离、分辨率和应用难度的新型成像方式。激光反射断层成像特别适合于星载环境进行空间目标的探测,太空中存在诸多小暗目标如卫星、空间碎片等,利用激光反射断层成像可以精确且较少受限地对其进行探测,由于激光反射断层投影回波包含了丰富的目标结构、反射率等信息,因此可以通过回波提取出各类特征,如反射率异常,质心位置,旋转中心位置等,对于空间目标的分类、识别、定轨、跟踪都有重要意义。本论文研究了计算机断层成像的基本原理,分析了其与激光反射断层成像的联系与异同,研究了主要的重建和数据处理算法。建立了激光反射断层成像目标探测回波模型,并据此提出多帧迭代解卷积算法以解决重建模糊问题。建立了空间碎片的质心模型,提出了基于激光反射断层成像的碎片目标质心解算方法和流程。编写程序对所提出模型和算法进行了仿真模拟。搭建了激光反射断层成像目标探测实验平台。制作了各类模型作为成像目标,利用目标探测实验平台进行了目标回波解卷积实验、目标反射率分布实验和碎片目标质心解算实验。实验获得了各类目标重建廓像,证明了实验平台的实用性,验证了所提多帧迭代解卷积算法和其它算法的有效性,在50m距离上实现质心的厘米量级误差定位。论文的创新点主要有以下几点:1.分析了目标反射率和结构对激光脉冲的调制机理,结合激光反射层析成像原理,建立了激光反射断层成像目标探测回波的发射脉冲和目标反射率分布函数卷积的模型,为后期重建算法奠定基础。2.利用激光反射断层成像的卷积核相似性,提出多帧迭代解卷积算法,实验证明该算法能有效压缩脉冲,提高重建图像的分辨率。3.提出基于激光反射断层成像的碎片目标质心解算方法,实验证明该算法能精确定位碎片的质心,且有限角度的投影回波即能获得较高的定位准确度。

关键词：激光成像反射断层成像目标探测解卷积空间碎片质心解算星载成像

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基于距离分辨的激光雷达技术研究进展

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红外与激光工程 2019年第8期48卷 48-61页

作者：陈剑彪孙华燕赵融生孔舒亚赵延仲单聪淼航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学电子与光学工程系北京101416 北京空间信息中继传输技术研究中心北京102300 中国人民解放军66135部队北京100041

激光雷达是对空间目标进行远距离高精度探测、跟踪监视的重要技术手段之一,基于距离分辨的激光雷达探测系统相比于传统的成像系统,具有整体结构简单、受大气干扰小等特点。国内外研究机构对该技术领域开展了大量研究,主要介绍了高分辨... 详细信息

激光雷达是对空间目标进行远距离高精度探测、跟踪监视的重要技术手段之一,基于距离分辨的激光雷达探测系统相比于传统的成像系统,具有整体结构简单、受大气干扰小等特点。国内外研究机构对该技术领域开展了大量研究,主要介绍了高分辨率回波探测及反射断层成像激光雷达的发展现状,总结和比较了国内外在理论算法、仿真分析、实验测试及实际应用等方面的进展,分析了二者的技术特点,展望了其发展前景。

关键词：激光雷达距离分辨高分辨率回波反射断层成像图像重建

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