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基于小波变换和数学形态学的激光成像雷达图像边缘检测 被引量：46
1
作者 王海虹 曾妮 +1 位作者 陆威 王骐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期903-906,共4页
边缘检测是激光雷达图像处理的重要组成部分,其性能直接影响雷达系统的精度和性能。针对激光雷达图像的特点,提出了一种基于小波变换和数学形态学方法结合算法对激光成像雷达图像进行边缘检测。首先从小波理论出发,从小波多尺度分解入手... 边缘检测是激光雷达图像处理的重要组成部分,其性能直接影响雷达系统的精度和性能。针对激光雷达图像的特点,提出了一种基于小波变换和数学形态学方法结合算法对激光成像雷达图像进行边缘检测。首先从小波理论出发,从小波多尺度分解入手,对图像分解的弱边缘信息适当加强,然后对加强边缘信息的的图像从灰度形态学的角度出发,对图像进行腐蚀或膨胀,进行边缘提取,而后得到其边缘。用Matlab进行仿真实验,结果表明:结合算法边缘算子对激光雷达图像检测效果优于仅用小波或仅用形态学进行边缘提取的效果;在边缘精度、强弱边缘提取和噪声抑制方面,证明所提方法是有效的。 展开更多
关键词 图像处理 激光雷达 边缘检测 数学形态学 小波变换
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国外军用固体激光技术发展现状 被引量：18
2
作者 刘兴新 李燕兰 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期7-10,41,共5页
简述了固体激光器军事应用历程,指出二极管泵浦固体激光器在激光器军事应用中的主导地位;阐述了军用固体激光器技术的多种激光材料、多波长、大功率化、小型/微型化等四个主要发展方向。介绍了国外固体激光器在靶场测量、成像、制导、... 简述了固体激光器军事应用历程,指出二极管泵浦固体激光器在激光器军事应用中的主导地位;阐述了军用固体激光器技术的多种激光材料、多波长、大功率化、小型/微型化等四个主要发展方向。介绍了国外固体激光器在靶场测量、成像、制导、火控、化学战剂监测、风场测量、光电对抗、激光通信等方面的军事应用现状。 展开更多
关键词 固体激光器 二极管泵浦 军用激光技术
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机载扫描激光雷达的研制 被引量：26
3
作者 王建宇 洪光烈 +5 位作者 卜弘毅 徐卫明 肖功海 何志平 林均仰 舒嵘 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2584-2589,共6页
研制了一台机载三维激光雷达系统,它采用Nd:YAG高重频激光器作为光源,检流计和摆镜构成扫描机构,C30659-1060-R8B雪崩激光二极管作为望远镜回波探测,Si的PIN管作为发射光触发脉冲的探测,时间间隔测量卡用来探测距离。探测的距离精度35 ... 研制了一台机载三维激光雷达系统,它采用Nd:YAG高重频激光器作为光源,检流计和摆镜构成扫描机构,C30659-1060-R8B雪崩激光二极管作为望远镜回波探测,Si的PIN管作为发射光触发脉冲的探测,时间间隔测量卡用来探测距离。探测的距离精度35 cm,振镜摆动频率:50 Hz(光学角±10°),20 Hz(光学角±25°);振镜摆动角度:机械摆角±12.5°(实现光学摆角±25°);回波强度8 bit;高重复频率累加可以得到三维的距离和强度信息。 展开更多
关键词 光学制造 激光雷达 成像 检流计扫描镜 时间间隔测量电路
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全波形激光雷达回波信号建模仿真与分析 被引量：27
4
作者 赵明波 何峻 付强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期238-251,共14页
全波形回波信号建模仿真与分析是全波形激光雷达探测技术的一项重要研究内容。针对激光束在目标场景中投影点的获取问题,提出了一种基于激光束空间边界的光线求交快速算法,运算效率高,稳定性好。基于激光雷达信号的时空分布特性,推算出... 全波形回波信号建模仿真与分析是全波形激光雷达探测技术的一项重要研究内容。针对激光束在目标场景中投影点的获取问题,提出了一种基于激光束空间边界的光线求交快速算法,运算效率高,稳定性好。基于激光雷达信号的时空分布特性,推算出目标场景对信号的响应函数,建立二者的作用过程模型。并针对全回波检测技术中的距离选通探测模式,对目标回波信号与距离选通门限的位置关系进行了分类建模和分析。在研究以上三项关键技术的基础上,构建了全波形激光雷达回波信号仿真系统,仿真实现和分析了不同距离选通门限条件下的全波形回波信号特性,并生成了复杂场景下隐蔽目标的全波形激光雷达数据。 展开更多
关键词 激光技术 激光雷达 全波形 建模仿真 光线求交 距离选通
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激光雷达目标三维姿态估计 被引量：27
5
作者 郭裕兰 万建伟 +1 位作者 鲁敏 谭志国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期843-850,共8页
针对现有激光雷达目标姿态估计算法对遮挡较为敏感的问题,提出了一种新的三维姿态估计算法。分析了现有算法的内在本质和地面装甲目标固有的表面结构特性,提出了投影点云密度熵(PDE)特征,研究了PDE特征与目标姿态的内在关系,给出了对目... 针对现有激光雷达目标姿态估计算法对遮挡较为敏感的问题,提出了一种新的三维姿态估计算法。分析了现有算法的内在本质和地面装甲目标固有的表面结构特性,提出了投影点云密度熵(PDE)特征,研究了PDE特征与目标姿态的内在关系,给出了对目标点云迭代地进行旋转投影并寻找PDE最小值以实现三维姿态估计的方法。采用25类地面装甲目标的激光雷达点云数据进行仿真实验,分析了自遮挡、遮挡以及噪声下的估计性能,讨论了参数选择对估算结果的影响。实验结果表明,本文方法在自遮挡下的估计误差小于3°,在遮挡率达到80%时的估计误差小于10°。实验显示,本文方法对遮挡和噪声具有很强的稳健性,且收敛迅速,能很好地实现激光雷达目标三维姿态估计。 展开更多
关键词 三维姿态估计 激光雷达 目标识别 遮挡 投影点云
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一种机载合成孔径成像激光雷达聚束模式成像算法 被引量：23
6
作者 郭亮 邢孟道 +1 位作者 梁毅 唐禹 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1183-1190,共8页
合成孔径成像激光雷达是一种新的主动式有源的成像系统,可以获得比合成孔径雷达更高的分辨率,和更接近光学图片的效果。首先,在理想条件下分析了调频连续波的信号模型,推导出在连续波系统聚束模式下一种适用于机载合成孔径成像激光雷达... 合成孔径成像激光雷达是一种新的主动式有源的成像系统,可以获得比合成孔径雷达更高的分辨率,和更接近光学图片的效果。首先,在理想条件下分析了调频连续波的信号模型,推导出在连续波系统聚束模式下一种适用于机载合成孔径成像激光雷达系统的频率变标算法。然后,使用傅里叶变换法对符合von Karman谱的随机相位屏模拟大气湍流,并分析了Fried参量和合成孔径长度之间的关系。最后,仿真说明真空中采用方位预处理可以消除图像重影,并且补偿多普勒频移项可以消除8.6～9.3dB的能量损失和使图像散焦的现象。而在有大气影响时,合成孔径长度的选择小于Fried参量时,图像方位向可以良好聚焦。 展开更多
关键词 激光雷达 合成孔径 调频连续波 聚束式 方位解模糊 成像算法 随机相位屏 Fried参量
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基于激光成像雷达距离图像的目标提取与分类技术 被引量：20
7
作者 黄涛 胡以华 +3 位作者 赵钢 赵楠翔 瞿福琪 吴永华 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期179-183,共5页
激光雷达主动成像有别于各类被动成像的一个显著优势就是可以直接生成目标的距离图像,与常规光学图像相比距离图像具有一些不同的统计特性,当距离图像中存在多目标时统计直方图具有明显的多峰结构特征.通过对距离图像统计直方图峰值的... 激光雷达主动成像有别于各类被动成像的一个显著优势就是可以直接生成目标的距离图像,与常规光学图像相比距离图像具有一些不同的统计特性,当距离图像中存在多目标时统计直方图具有明显的多峰结构特征.通过对距离图像统计直方图峰值的提取实现了对距离图像的目标提取,利用最小外接矩形拟合及目标距离数据获取了目标的实际尺寸、矩形拟合度等信息,并由此实现了对目标的分类.运用该方法处理实际的距离图像,达到了预期的目标. 展开更多
关键词 激光雷达 距离图像 直方图 峰值检测 最小外接矩形 目标分类
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机载直视合成孔径激光成像雷达外场及飞行实验 被引量：18
8
作者 卢智勇 周煜 +6 位作者 孙建峰 栾竹 王利娟 许倩 李光远 张国 刘立人 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期259-265,共7页
报道了一个正弦相位调制的大视场机载直视合成孔径激光成像雷达。在室外3.8km进行了视场扫描并获得了高分辨率合成孔径成像。同时给出了该机载直视合成孔径激光成像雷达的3km飞行试验结果,获得了高质量大视场图像,其成像视场提高了一个... 报道了一个正弦相位调制的大视场机载直视合成孔径激光成像雷达。在室外3.8km进行了视场扫描并获得了高分辨率合成孔径成像。同时给出了该机载直视合成孔径激光成像雷达的3km飞行试验结果,获得了高质量大视场图像,其成像视场提高了一个量级,达到了4.8mrad。 展开更多
关键词 遥感 激光雷达 机载直视合成孔径激光成像雷达 大视场 正弦相位调制
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激光成像雷达技术及发展趋势 被引量：14
9
作者 韩绍坤 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期494-496,共3页
简要介绍了激光成像雷达的技术特点和现状,基于成像器件基础上阐述了用于成像雷达的几种激光成像探测技术。简单论述了激光成像雷达未来的发展趋势。
关键词 激光 激光雷达 成像雷达
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采用投影轮廓特征的激光雷达快速目标识别 被引量：18
10
作者 郭裕兰 鲁敏 +1 位作者 谭志国 万建伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期194-199,共6页
激光雷达可以获得目标的三维形状信息,已成为目标识别领域新的研究热点。针对传统匹配识别算法计算量大的问题,提出了一种快速的激光雷达目标识别方法。采用由粗到精的策略,提出了一种新的点云正交投影轮廓特征(PCF)实现模型的快速预选... 激光雷达可以获得目标的三维形状信息,已成为目标识别领域新的研究热点。针对传统匹配识别算法计算量大的问题,提出了一种快速的激光雷达目标识别方法。采用由粗到精的策略,提出了一种新的点云正交投影轮廓特征(PCF)实现模型的快速预选,在此基础上利用迭代最近点(ICP)算法将目标与模型点云精确匹配,并综合利用特征匹配和点云匹配信息构建相似性度量实现目标识别。采用25类地面装甲目标在96个不同视角下的点云数据进行实验,结果表明该算法的运算效率远优于逐一匹配法,且对目标姿态估计误差和目标遮挡具有很强的稳健性,具有较好的综合性能和应用推广价值。 展开更多
关键词 激光光学 激光雷达 目标识别 投影轮廓特征 迭代最近点
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机载合成孔径激光雷达关键技术和实现方案分析 被引量：17
11
作者 李道京 张清娟 +2 位作者 刘波 杨宏 潘洁 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2013年第2期143-151,共9页
该文介绍了机载合成孔径激光雷达的研究现状,分析了国内研究工作的主要问题和系统关键技术,并结合原理样机实例,提出了合成孔径微波SAR电子学技术和光学技术相结合的系统实现方案,同时分析了未来实用系统指标和技术途径,论述了机载合成... 该文介绍了机载合成孔径激光雷达的研究现状,分析了国内研究工作的主要问题和系统关键技术,并结合原理样机实例,提出了合成孔径微波SAR电子学技术和光学技术相结合的系统实现方案,同时分析了未来实用系统指标和技术途径,论述了机载合成孔径激光雷达的应用方向。 展开更多
关键词 激光雷达 合成孔径 成像处理 相干探测 相位校正
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一种脉冲激光雷达与摄像机标定方法的研究 被引量：15
12
作者 焦宏伟 秦石乔 +1 位作者 胡春生 王省书 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期215-219,共5页
激光雷达和CCD摄像机各自都具有快速获取物体空间信息的能力,广泛应用在真实场景的三维建模中。激光雷达与CCD摄像机数据融合面临的首要问题是二者之间坐标系的标定,针对脉冲激光雷达和CCD的特点设计了一种三维标定靶,提出了一种改进的... 激光雷达和CCD摄像机各自都具有快速获取物体空间信息的能力,广泛应用在真实场景的三维建模中。激光雷达与CCD摄像机数据融合面临的首要问题是二者之间坐标系的标定,针对脉冲激光雷达和CCD的特点设计了一种三维标定靶,提出了一种改进的外部标定算法,利用主成分分析法拟合平面,提高了标定精度。将激光雷达和CCD标定算法运用在物体三维建模中,研究了基于外部标定算法的三维重建和纹理映射,取得了较好效果。 展开更多
关键词 激光技术 激光雷达 CCD摄像机 坐标标定 主成分分析法 纹理映射
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一种新的激光雷达目标姿态估计算法 被引量：14
13
作者 郭裕兰 鲁敏 +2 位作者 谭志国 万建伟 左超 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期242-248,共7页
在激光雷达目标识别中,通常需要估计目标姿态,进而将点云和模型匹配以完成识别。对目标姿态与投影点云分布的关系进行了分析,提取了投影点云密度熵(PDE)特征对点云分布进行度量。依据目标姿态与PDE之间的关系,提出了一种新的目标姿态估... 在激光雷达目标识别中,通常需要估计目标姿态,进而将点云和模型匹配以完成识别。对目标姿态与投影点云分布的关系进行了分析,提取了投影点云密度熵(PDE)特征对点云分布进行度量。依据目标姿态与PDE之间的关系,提出了一种新的目标姿态估计方法,将点云绕坐标轴旋转,并计算旋转后点云的PDE,以PDE最小值所对应的旋转角作为目标姿态角。仿真了5类地面装甲目标在不同视点下的激光雷达点云,对比分析了PDE方法和矩形拟合法及主成分分析(PCA)方法在自遮挡下和遮挡下的目标姿态估计性能,讨论了参数选择对算法性能的影响,给出了PDE方法的快速实现方式。实验结果表明,PDE方法在自遮挡和遮挡情况下的姿态角估计性能及算法稳健性明显优于矩形拟合法和PCA方法,特别适合严重遮挡下的目标姿态估计。 展开更多
关键词 信号处理 激光雷达 目标识别 姿态估计
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提高激光雷达测距能力的方法 被引量：9
14
作者 李番 吴淦华 +1 位作者 韩春生 谢亚峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S3期112-114,共3页
目前战争的发展需要激光雷达有更高的测距能力,国外针对这些已经展开了研究并有工程应用。以此为背景进行了提高激光雷达测距能力的试验研究。分析了影响测距能力因素,针对目前现状,研制了一个多脉冲体制的激光雷达系统,并得到了较好的... 目前战争的发展需要激光雷达有更高的测距能力,国外针对这些已经展开了研究并有工程应用。以此为背景进行了提高激光雷达测距能力的试验研究。分析了影响测距能力因素,针对目前现状,研制了一个多脉冲体制的激光雷达系统,并得到了较好的试验结果。针对试验结果,提出了进一步研究的目标并对其发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 激光雷达 信噪比 脉冲积累 恒虚警 非相参积累
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12.9m高分辨率合成孔径激光雷达成像 被引量：14
15
作者 吴谨 赵志龙 +3 位作者 吴曙东 段洪成 唐永新 黄文武 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期273-278,共6页
报道了一个条带模式合成孔径激光雷达(SAL)实验室高分辨率成像结果。以0.5 mm×0.5 mm的等效收发口径,在一个12.9 m距离上,实现了高分辨率SAL成像,获得了照片级的高质量图像。图像的方位合成孔径分辨率超过真实口径衍射极限分辨率的... 报道了一个条带模式合成孔径激光雷达(SAL)实验室高分辨率成像结果。以0.5 mm×0.5 mm的等效收发口径,在一个12.9 m距离上,实现了高分辨率SAL成像,获得了照片级的高质量图像。图像的方位合成孔径分辨率超过真实口径衍射极限分辨率的100倍。详细给出了合作目标和漫反射目标的距离压缩像、方位聚焦像和相位梯度自聚焦(PGA)处理像。实验数据展现了清晰的SAL图像形成过程,显示出了各处理步骤的典型聚焦效果。实验结果演示了PGA在SAL图像处理中的稳健聚焦能力,多次迭代能较大幅度地提高成像质量。 展开更多
关键词 遥感 激光雷达 合成孔径 成像 相位梯度自聚焦
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合成孔径成像激光雷达成像算法研究 被引量：13
16
作者 郭亮 邢孟道 +1 位作者 梁毅 唐禹 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期448-452,共5页
在描述了调频连续波信号模型以及其外差接收体制特点的基础上,针对传统合成孔径雷达的"一步一停"模型中忽略的平台连续运动引入的多普勒频移项,采用线性调频连续波信号的合成孔径成像激光雷达瞬时距离较传统合成孔径雷达的改... 在描述了调频连续波信号模型以及其外差接收体制特点的基础上,针对传统合成孔径雷达的"一步一停"模型中忽略的平台连续运动引入的多普勒频移项,采用线性调频连续波信号的合成孔径成像激光雷达瞬时距离较传统合成孔径雷达的改变.推导出在该模型下一种适用于机载合成孔径成像激光雷达系统的频率变标算法,一并考虑了在连续波信号模型中多普勒频移项对成像的影响.仿真证明了该算法能有效补偿平台连续运动带来的影响. 展开更多
关键词 激光雷达 合成孔径 频率变标算法 调频连续波
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单光子测距系统仿真及精度分析 被引量：13
17
作者 刘骋昊 陈云飞 +2 位作者 何伟基 顾国华 陈钱 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期382-387,共6页
单光子探测器和时间相关单光子计数技术(TCSPC)被广泛运用于脉冲式激光测距及三维成像系统中。分析影响探测精度的因素有助于提高测距系统的性能。为此,建立了基于TCSPC单光子测距系统的理论模型,讨论分析了影响测距系统测量精度的因素... 单光子探测器和时间相关单光子计数技术(TCSPC)被广泛运用于脉冲式激光测距及三维成像系统中。分析影响探测精度的因素有助于提高测距系统的性能。为此,建立了基于TCSPC单光子测距系统的理论模型,讨论分析了影响测距系统测量精度的因素,主要包括激光脉冲强度和回波信号统计波形的脉宽,其中后者由激光脉宽和探测器的时间抖动决定。并且利用蒙特卡洛法对测距系统的探测过程进行仿真,得到了上述因素对测量精度的具体影响情况。最后搭建了单光子测距的实验室实验系统,经过实验在10 m处的测量精度达到4 mm,对相同参数下的仿真结果进行了验证。 展开更多
关键词 测距精确度 激光雷达 时间相关单光子计数 蒙特卡洛仿真
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天基合成孔径激光雷达系统分析 被引量：13
18
作者 李道京 杜剑波 +2 位作者 马萌 胡烜 乔明 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期262-269,共8页
介绍了国内外合成孔径激光雷达的研究现状,讨论了其技术体制、工作模式和光学系统特点。给出了一个用于空间目标观测的天基合成孔径激光雷达系统方案,并对其主要的性能指标和关键技术进行了分析。研究表明:天基合成孔径激光雷达可以在... 介绍了国内外合成孔径激光雷达的研究现状,讨论了其技术体制、工作模式和光学系统特点。给出了一个用于空间目标观测的天基合成孔径激光雷达系统方案,并对其主要的性能指标和关键技术进行了分析。研究表明:天基合成孔径激光雷达可以在大前斜视角条件下,以高数据率对目标实现远距离高分辨率成像。 展开更多
关键词 激光雷达 合成孔径成像 相干探测 空间目标
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基于APD阵列三维成像激光雷达信噪比分析 被引量：11
19
作者 任熙明 李丽 鄢冬斌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期132-135,共4页
基于雪崩光电二极管APD阵列的三维成像激光雷达采用激光单脉冲直接获取三维图像。为了仿真评估系统的性能,主要分析了APD阵列增益对系统信噪比和探测概率的影响,APD阵列的阈值电压对系统探测概率的影响。仿真结果表明,当选取合适的APD... 基于雪崩光电二极管APD阵列的三维成像激光雷达采用激光单脉冲直接获取三维图像。为了仿真评估系统的性能,主要分析了APD阵列增益对系统信噪比和探测概率的影响,APD阵列的阈值电压对系统探测概率的影响。仿真结果表明,当选取合适的APD阵列增益时,系统的信噪比和探测概率可以达到最大值;APD阵列阈值电压的增大会降低系统的探测概率,并且对系统的探测概率影响很大。 展开更多
关键词 激光雷达 APD阵列 信噪比 探测概率
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用于汽车实时障碍检测的光学传感系统 被引量：7
20
作者 戚兵 何克忠 戚非 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期17-20,共4页
介绍了几种用于汽车障碍物探测的光学系统。对于三维照相机系统、三维扫描激光雷达成像系统、一维扫描激光雷达系统及非扫描激光雷达成像系统的优缺点进行了分析比较。目前，最具实用价值的是一维扫描激光雷达系统。
关键词 激光雷达 三维成像系统 汽车 障碍检测
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