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改进的激光雷达回波信号去噪方法 被引量:19
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作者 朱玲嬿 常建华 +2 位作者 李红旭 徐帆 刘秉刚 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期1608-1613,共6页
激光雷达回波信号的强度随距离的平方衰减,当探测距离较大时,信号将淹没在较强的噪声之中。因此,如何有效地从强背景噪声中提取出有用信号至关重要。利用经验模态分解将激光雷达回波信号进行分解,根据本征模态函数与回波信号之间的相关... 激光雷达回波信号的强度随距离的平方衰减,当探测距离较大时,信号将淹没在较强的噪声之中。因此,如何有效地从强背景噪声中提取出有用信号至关重要。利用经验模态分解将激光雷达回波信号进行分解,根据本征模态函数与回波信号之间的相关性,结合软阈值与粗糙惩罚技术,有效地提高了激光雷达回波信号去噪的效果。实验结果表明,当加入5 dB高斯白噪声时,该方法的输出信噪比为16.67 dB,均方根误差为1.49×10^(-11)。相比于其他去噪方法,该方法具有较高的信噪比及较低的均方根误差,从而证明了此方法的有效性。 展开更多
关键词 激光雷达回波信号 经验模态分解 软阈值 粗糙惩罚
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基于自适应多尺度形态滤波与EMD的激光雷达回波信号去噪方法 被引量:10
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作者 蒋立辉 符超 +1 位作者 刘雯箐 熊兴隆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1673-1679,共7页
在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时,由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠,导致不能很好地分解出有用信号成分,影响去噪效果。针对这一问题,提出了一种形态滤波与EMD... 在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时,由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠,导致不能很好地分解出有用信号成分,影响去噪效果。针对这一问题,提出了一种形态滤波与EMD相结合的组合算法。首先,使用自适应多尺度形态滤波器作为前置单元,对信号进行初步处理,剔除信号中的间断事件干扰。之后,应用EMD对处理过的信号去噪。采用仿真数据及真实激光雷达回波数据进行了去噪实验。实验结果表明,文中算法相比于直接EMD去噪,在仿真试验中信噪比提高了8.89 d B,均方根误差降低了0.0514;在真实回波数据去噪实验中,6 km以后平均信噪比提高了3.356 4 d B。该组合算法有效地抑制了模态混叠现象,具有良好的去噪效果及应用前景。 展开更多
关键词 模态混叠 经验模式分解 激光雷达回波信号 形态滤波 去噪
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基于激光雷达回波信号的雾天船舶航线快速辨识
3
作者 杨喜旺 黄晋英 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第6期135-139,共5页
激光雷达所处环境噪声较大,船舶航线辨识困难,为解决该问题,提出基于激光雷达回波信号的雾天船舶航线快速辨识方法。采用信号累积增强算法增强雾天激光雷达回波信号,利用改进经验模态分解算法去噪处理增强后的回波信号,结合回波信号通... 激光雷达所处环境噪声较大,船舶航线辨识困难,为解决该问题,提出基于激光雷达回波信号的雾天船舶航线快速辨识方法。采用信号累积增强算法增强雾天激光雷达回波信号,利用改进经验模态分解算法去噪处理增强后的回波信号,结合回波信号通过最小类内方差获取得到船舶航线和水面最佳分割阈值,提取船舶航线特征点。利用最小二乘法拟合法拟合船舶航线特征点,完成雾天船舶航线辨识。实验结果表明,所提方法应用后激光雷达回波信号更平滑,输出信噪比更高,均方根误差更低,船舶航线辨识准确率更理想。 展开更多
关键词 激光雷达回波信号 船舶航线辨识 回波信号累积增强 经验模态分解 特征提取
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基于激光雷达回波信号的移动机器人低分辨率视觉识别系统
4
作者 李丹 孙静晶 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第5期226-230,共5页
通过对移动机器人低分辨率视觉识别,实现对机器人作业过程中的视觉跟踪引导和实时控制,提出基于激光雷达回波信号的移动机器人低分辨率视觉识别方法。以发射的激光雷达回波信号作为移动机器人的视觉引导信号,提取激光雷达回波信号的测... 通过对移动机器人低分辨率视觉识别,实现对机器人作业过程中的视觉跟踪引导和实时控制,提出基于激光雷达回波信号的移动机器人低分辨率视觉识别方法。以发射的激光雷达回波信号作为移动机器人的视觉引导信号,提取激光雷达回波信号的测距参数,通过雷达回波检测和距离参数估计实现对机器人视觉跟踪过程中的定位检测和过程引导,结合低分辨的视觉增强方法,建立信号滤波和视觉导引信息增强模型,实现视觉识别算法优化设计。设计双目相机采集模块、视觉识别模块、视觉定位模块,在集成可编程逻辑环境下实现对机器人视觉识别系统优化设计。测试表明,设计的系统能有效实现对移动机器人的回波定位检测和视觉引导跟踪识别,视差较小,跟踪精度较高。 展开更多
关键词 激光雷达 回波信号 移动机器人 低分辨率 视觉识别
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1.57μm IPDA激光雷达云回波信号CO_(2)柱浓度测量研究 被引量:3
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作者 高雪洁 刘继桥 +6 位作者 樊纯璨 陈橙 杨巨鑫 李世光 谢缘 竹孝鹏 陈卫标 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期202-214,共13页
路径积分差分吸收(IPDA)激光雷达可装载于飞机或卫星上探测大范围大气CO_(2)浓度,具有全天时和探测精度高的优势。全球云的平均覆盖率可达60%,因此在激光穿透大气射向地面的探测过程中,除了地面和海洋回波信号,还有很多云层回波信号。... 路径积分差分吸收(IPDA)激光雷达可装载于飞机或卫星上探测大范围大气CO_(2)浓度,具有全天时和探测精度高的优势。全球云的平均覆盖率可达60%,因此在激光穿透大气射向地面的探测过程中,除了地面和海洋回波信号,还有很多云层回波信号。结合机载大气探测激光雷达(ACDL)信号采集特点,针对复杂的云层回波信号,提出一种基于中位数绝对偏差的离群值筛选法提取信号,可分离多层云回波信号及云层与地面回波信号同时存在的信号。分析云信号的探测能力,并利用云层回波信号积分值反演云上CO_(2)柱浓度,结果与原位测量仪测量结果变化趋势一致,二者偏差为2.8μL/L。 展开更多
关键词 遥感 差分吸收激光雷达 二氧化碳柱浓度 云回波信号 差分吸收光学厚度 大气遥感
原文传递
基于水体回波信号仿真的激光雷达水深探测模型研究 被引量:3
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作者 张震 马毅 +2 位作者 张靖宇 梁建 张杰 《海洋技术学报》 2015年第6期13-18,共6页
Wa-LiD模型是近年来国外学者发展的激光雷达水体回波信号模型,该模型用物理参数仿真了LiDAR激光从水表面穿透水体到水底再返回传感器所形成的波形,水体光学量的表达是该模型重要组成部分,包括水体三要素的吸收和散射,然而涉及到这部分... Wa-LiD模型是近年来国外学者发展的激光雷达水体回波信号模型,该模型用物理参数仿真了LiDAR激光从水表面穿透水体到水底再返回传感器所形成的波形,水体光学量的表达是该模型重要组成部分,包括水体三要素的吸收和散射,然而涉及到这部分的表达式和参数并未公开。文中借鉴前人在水体吸收、散射光学性质方面的研究成果,构建了物理意义明确的激光雷达水体回波信号仿真模型,提出了基于仿真模型的激光雷达水深探测模型,并分析了模型的水深反演能力。研究结果表明该水深激光雷达探测模型在1~15 m水深段内平均绝对误差15.6 cm、平均相对误差4.58%,在HawkEye系统标称的测深精度范围内;并表现出在大于8 m深水段平均绝对误差普遍大于浅水区域;随水深增大,平均相对误差有递减的趋势。 展开更多
关键词 激光雷达 回波信号 仿真模型 探测模型
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基于神经网络的条纹管激光雷达回波信号分类 被引量:3
7
作者 董志伟 闫勇吉 +3 位作者 姜玉刚 樊荣伟 陈德应 高润苏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期124-130,共7页
对机载条纹管激光雷达的回波信号利用神经网络的方法进行了分类。比较分析了四种不同目标的典型回波信号,提取了回波信号的强度和形态作为分类特征,利用MATLAB构建了一个BP神经网络分类器。在此基础之上,对隐含层神经元的数量、网络的... 对机载条纹管激光雷达的回波信号利用神经网络的方法进行了分类。比较分析了四种不同目标的典型回波信号,提取了回波信号的强度和形态作为分类特征,利用MATLAB构建了一个BP神经网络分类器。在此基础之上,对隐含层神经元的数量、网络的学习算法和训练样本的数量对分类效果的影响进行了对比和选取。分类的结果表明,该分类器的精度能够达到96%,Kappa系数为0.95,这表明这种分类器能够对回波信号准确地分类。 展开更多
关键词 激光雷达数据处理 回波信号分类 神经网络
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非同轴激光雷达重叠因子的自校正系统设计 被引量:1
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作者 闫庆 高丰佳 +2 位作者 徐鑫鑫 高飞 华灯鑫 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期315-324,共10页
受振动,温度,预紧力变化等外部环境因素影响,激光雷达系统的激光发射光轴和望远镜接收光轴会发生变化,导致激光雷达系统的重叠因子发生变化,进而影响激光雷达系统的远场探测精度与探测稳定性。针对非同轴激光雷达提出开展重叠因子自校... 受振动,温度,预紧力变化等外部环境因素影响,激光雷达系统的激光发射光轴和望远镜接收光轴会发生变化,导致激光雷达系统的重叠因子发生变化,进而影响激光雷达系统的远场探测精度与探测稳定性。针对非同轴激光雷达提出开展重叠因子自校正的软硬件系统设计,采用二相电机驱动,具有自锁功能的蜗轮蜗杆发射光轴较正平台设计并搭建了激光发射光轴倾角调节系统,并以激光回波信号强度为校正判据寻找非同轴激光雷达系统收发光轴的最佳匹配位置。自校正过程采用粗扫描和细扫描相结合的方式,以实现校正精度和校正效率的综合考量,其中粗扫描采用环形扫时序,可在961 s内将激光发射光轴锁定在0.4 mrad×0.4 mrad倾角范围内;细扫描采用S形时序,可在441 s内实现激光发射光轴0.02 mrad的倾角调节精度。自校正前后的大气回波距离平方修正信号表明,设计的自校正系统能够实现非同轴激光雷达系统重叠因子的有效校正,并提升系统探测性能,为全天时,无人值守的激光雷达大气探测提供支持。 展开更多
关键词 非同轴激光雷达 重叠因子 自校正 回波信号强度法 粗细结合的扫描时序
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未知环境下激光雷达非平稳数据隔离方法 被引量:1
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作者 邢国军 刘梧林 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2023年第8期74-82,共9页
激光信道的随机性较强,对环境影响因素变化较敏感,导致激光雷达回波传输中存在一定的噪声,形成了包含不平稳数据的未知环境。为此,提出一种激光雷达非平稳数据隔离方法,及时隔离未知环境中的相关数据,保证输出传输质量。将干扰下的激光... 激光信道的随机性较强,对环境影响因素变化较敏感,导致激光雷达回波传输中存在一定的噪声,形成了包含不平稳数据的未知环境。为此,提出一种激光雷达非平稳数据隔离方法,及时隔离未知环境中的相关数据,保证输出传输质量。将干扰下的激光雷达回波信号分割为多个不同的子集,降维和去噪处理激光雷达回波数据。以互信息获取和与㶲最相关的变量为脉冲能量,获取回波信号特征变量,以此为依据利用支持向量数据描述(SVDD)方法检测非平稳数据。利用颜色-时序标记对象(CTMO)模型在全部回波数据与非平稳数据之间建立影响关系,利用该关系实现激光雷达非平稳数据隔离。实验结果表明,所提方法可以准确检测激光雷达非平稳扫描点、离群值和局部异常值三种数据,最高计算时间为25 s;颗粒物激光雷达接收机非平稳数据噪声基底与实际频谱变化基本一致,保留了传输数据的细节特征;数据传输过程中的最高时间负载增量为4.8%,可有效隔离非平稳数据。 展开更多
关键词 激光雷达 非平稳数据 数据隔离 未知环境 回波信号 CTMO模型 信号分割
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星载激光雷达光路自动调整技术研究进展 被引量:1
10
作者 张文静 徐赤东 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第1期105-112,共8页
大气探测激光雷达系统接收与发射光轴的空间平行与否直接影响探测数据的有效性,高精度光路自动调整系统是星载激光雷达实现可靠探测的保障条件之一.基于国际上现有的星载大气探测激光雷达,总结光路调整系统的研究现状、基本原理和常用方... 大气探测激光雷达系统接收与发射光轴的空间平行与否直接影响探测数据的有效性,高精度光路自动调整系统是星载激光雷达实现可靠探测的保障条件之一.基于国际上现有的星载大气探测激光雷达,总结光路调整系统的研究现状、基本原理和常用方法,并从硬件结构和软件算法两方面对常用的回波信号强度法和光斑调整法进行了对比.回波信号强度法结构简单,但调整过程受大气和地表环境影响明显;光斑调整法可实现1μrad的高精度调整,但光路复杂、成本相对更高.总体而言,光路自动调整技术涉及多个学科和领域,结合各个学科的优势,设计出结构简单、高精度低成本的光路调整系统,是未来的发展方向. 展开更多
关键词 星载激光雷达 光路调整 回波信号强度法 光斑调整法
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基于压缩感知技术的激光雷达成像方法
11
作者 陈欣 乔梁 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第8期226-230,共5页
为提升目标成像的边缘强度和信息饱和度,获取高质量激光雷达成像结果为目的,提出了种基于压缩感知技术的激光雷达成像方法。利用传输介质获取目标物体被激光束照射后反射的回波信号,对回波信号进行去噪处理,基于光信号获取目标物体光强... 为提升目标成像的边缘强度和信息饱和度,获取高质量激光雷达成像结果为目的,提出了种基于压缩感知技术的激光雷达成像方法。利用传输介质获取目标物体被激光束照射后反射的回波信号,对回波信号进行去噪处理,基于光信号获取目标物体光强信号,根据光强信号与空间光调制器形成的测量矩阵,复原初始目标物体图像,并通过匹配与识别等处理过程得到目标物体。实验结果显示该方法可有效消除回波信号中的噪声,边缘强度最高可达到89%,信息饱和度最高可达到85%,实际应用价值高。 展开更多
关键词 压缩感知 激光雷达成像 回波信号 降噪处理 光强信号 测量矩阵
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双基地激光测风雷达回波信号仿真研究
12
作者 李绍辉 孙学金 +2 位作者 邵连军 易欣 张传亮 《气象科学》 北大核心 2023年第4期523-533,共11页
本文针对传统的体散射模型并未考虑大气不均匀性对信号传输的影响等问题,通过引入垂直非均匀的大气参数改进了模型,并利用其建立了体目标的双基地激光测风雷达方程,仿真了侧向散射回波信号,并与单基地雷达进行了对比分析。研究表明:水... 本文针对传统的体散射模型并未考虑大气不均匀性对信号传输的影响等问题,通过引入垂直非均匀的大气参数改进了模型,并利用其建立了体目标的双基地激光测风雷达方程,仿真了侧向散射回波信号,并与单基地雷达进行了对比分析。研究表明:水平方向上,双基地激光测风雷达的回波信号分布特征与单基地雷达差异较大,其回波信号等值线在近地面为卵形线,随着探测高度的增加,回波信号等值线逐渐变为以主、被动雷达为焦点的椭圆形,并最终趋近于圆形;垂直方向上,双基地激光测风雷达的回波信号随高度衰减剧烈,近地面的回波能量约为10^(-10) J,4 km高度的回波能量约为10^(-15) J,在中低层大气(0~10 km),回波信号中气溶胶散射占比大,在高层大气(10 km以上),分子散射占比大。 展开更多
关键词 体散射模型 大气参数 散射/消光系数 双基地雷达方程 回波信号
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激光雷达云数据视场交迭异常监测系统
13
作者 王鸿飞 程学军 王建平 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第4期1128-1133,共6页
激光雷达扫描得到的点云数据以欧氏距离和交并比作为阈值对异常情况监测。但是,视场交迭异常对这两个二维参数的阈值突破不敏感,因此设计激光雷达云数据视场交迭异常监测系统。运用监测模块分析激光雷达点云数据,获取数据视场交迭系数... 激光雷达扫描得到的点云数据以欧氏距离和交并比作为阈值对异常情况监测。但是,视场交迭异常对这两个二维参数的阈值突破不敏感,因此设计激光雷达云数据视场交迭异常监测系统。运用监测模块分析激光雷达点云数据,获取数据视场交迭系数。利用回声信号采集模块对数据进行高速计数累积和缓存。增加激光雷达云数据视场交迭区域可见光谱的范围,将拷贝的数据传送给数据监控模块。设置激光雷达点云数据监控节点,按照顺序取值划分异常阈值,利用其能够迅速精准捕捉视场交迭异常,实现异常监测。实验结果表明,所设计系统监测精准度高,虚警率与漏警率低,在激光雷达云数据处理领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 激光雷达 点云数据 数据异常 监测系统 视场交迭 回波信号
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海洋激光雷达软件控制系统研究
14
作者 范米 程小劲 +1 位作者 曹建东 贺岩 《计算机技术与发展》 2020年第12期165-169,共5页
基于蓝绿激光的海洋激光雷达探测技术具有较高的探测效率和探测点密度,在浅海水域具有独特应用优势。应用需求的复杂化和多样化使得海洋激光雷达系统需要集成多种不同类型的设备,因此通过软件控制保证多种设备间的协同合作显得尤为重要... 基于蓝绿激光的海洋激光雷达探测技术具有较高的探测效率和探测点密度,在浅海水域具有独特应用优势。应用需求的复杂化和多样化使得海洋激光雷达系统需要集成多种不同类型的设备,因此通过软件控制保证多种设备间的协同合作显得尤为重要,软件系统逐渐成为海洋激光雷达系统的核心技术。该文以海洋激光雷达系统为研究对象,针对项目需求和系统的硬件组成,设计了一套海洋激光雷达系统控制软件,控制软件设计分成四个部分——通信协议设计、功能模块设计、多线程设计和界面设计。最终采用UDP(user datagram protocol)网络通信协议的控制软件系统实现了对海洋激光雷达各设备的控制,并完成了采样参数的设定、处理、波形显示以及水体回波信号滤除等任务。 展开更多
关键词 海洋激光雷达 软件控制系统 UDP 多线程 回波信号滤除
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三维成像激光雷达高带宽数据采集与存储系统 被引量:18
15
作者 吕卫 王粟瑶 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第10期251-260,共10页
设计了三维成像激光雷达高带宽数据采集与存储系统。为保证系统存储的实时性,通过PCIE 3.0(peripheral component interface express 3.0)将数据传输到计算机,将回波数据存储到固态硬盘(SSD)大容量盘阵中。针对系统中多片模数转换器(AD... 设计了三维成像激光雷达高带宽数据采集与存储系统。为保证系统存储的实时性,通过PCIE 3.0(peripheral component interface express 3.0)将数据传输到计算机,将回波数据存储到固态硬盘(SSD)大容量盘阵中。针对系统中多片模数转换器(ADCs)采样数据不同步问题,提出了高速信号同步触发电路及现场可编程逻辑门阵列(FPGA)固有路径延迟校准算法。为了精确测量激光雷达内光路触发脉冲与系统时钟之间的延时量,设计了基于多级输入输出延迟(IODELAY)单元的时间数字计数器(TDC)算法,时间分辨率高达52ps。结果表明,系统最大存储带宽为5.12GByte/s,存储容量为24TByte,在数据采集和存储上表现出很强的实时性和同步性,有较高的实用价值。 展开更多
关键词 遥感 三维成像激光雷达 回波信号 高速数据采集 数据存储
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基于改进EWT的浅水激光雷达回波信号降噪 被引量:8
16
作者 魏婷婷 杨家志 +2 位作者 周国清 周祥 农学勤 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期152-163,共12页
浅水激光雷达回波信号中混有高斯白噪声及系统自由振动时产生的固有频率成分,因此较难从较低信噪比.的回波信号中获取目标的距离与特征,需要进行降噪处理。根据全波形回波及固有频率的频域特点,提出了一种改进的经验小波变换方法,并将... 浅水激光雷达回波信号中混有高斯白噪声及系统自由振动时产生的固有频率成分,因此较难从较低信噪比.的回波信号中获取目标的距离与特征,需要进行降噪处理。根据全波形回波及固有频率的频域特点,提出了一种改进的经验小波变换方法,并将其用于浅水激光雷达信号的降噪。首先对实验室自制的测深激光雷达系统测到的回波信号进行分解,得到降噪后的回波、噪声及固有频率成分,然后针对降噪后的回波信号,进行非线性阻尼最小二乘算法拟合优化,最终得到全波形回波的分解信号并测得水深。利用MATLAB建立信号模型,对比常用降噪算法处理的降噪效果,结果显示,改进的算法在计算时间、信噪比和均方误差等方面有明显优势;对比0.5~3.0m水深范围内不同降噪算法的实测回波处理效果,经所提方法降噪后,回波信号的测深误差小于0.1m。 展开更多
关键词 遥感与传感器 浅水激光雷达 全波形回波信号降噪 经验小波变换 固有频率
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非均匀转动空间目标天基逆合成孔径激光雷达成像 被引量:4
17
作者 阮航 张强 +1 位作者 杨雨昂 徐灿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期213-221,共9页
由于没有大气的影响,天基逆合成孔径激光雷达(ISAL)可在远距离上获取空间目标的高分辨率图像,因此具有重要的应用前景。建立了空间目标天基ISAL成像的方位向回波信号模型,在目标非均匀转动二阶近似下,即匀加速转动时,ISAL方位向回波信... 由于没有大气的影响,天基逆合成孔径激光雷达(ISAL)可在远距离上获取空间目标的高分辨率图像,因此具有重要的应用前景。建立了空间目标天基ISAL成像的方位向回波信号模型,在目标非均匀转动二阶近似下,即匀加速转动时,ISAL方位向回波信号可近似为调频斜率和起始频率各异的多分量线性调频(MLFM)信号,采用传统的FFT方法难以实现方位图像聚焦。提出了一种基于Radon-Wigner变换的方位快速成像算法,利用Radon-Wigner变换并结合逐次消去法,在每个距离单元对回波中的MLFM信号由强至弱逐个进行估计,将估计获取的峰值点直接提取并线性叠加,即得到该距离单元的方位像。通过对所有距离单元进行上述处理,即可获得二维ISAL图像。由于该方法在估计出MLFM信号后无需再进行瞬时多普勒成像处理,因此减少了处理流程,算法效率大幅提高。仿真试验表明,相比传统的距离瞬时多普勒成像算法,该算法平均处理时间从222.66 s降低至23.51 s,在低信噪比情况下图像中目标轮廓更显著,更易于检测识别。 展开更多
关键词 天基逆合成孔径激光雷达 空间目标 方位回波信号 RADON-WIGNER变换
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基于激光雷达回波信号的雾天车道线快速检测
18
作者 陈琼 李小玲 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第11期120-128,共9页
当前主要通过深度神经网络模型提取路面车道线,并设计能见度检测网络,根据车道线可见长度检测路面车道线。但是,在雾天,基于深度分割神经网络设计编码解码结构非相关因素过多,无法通过其提取车道线特征图,无法准确检测图像坐标系下可见... 当前主要通过深度神经网络模型提取路面车道线,并设计能见度检测网络,根据车道线可见长度检测路面车道线。但是,在雾天,基于深度分割神经网络设计编码解码结构非相关因素过多,无法通过其提取车道线特征图,无法准确检测图像坐标系下可见车道线的高度。针对雾天驾驶时的视觉障碍问题,以激光雷达技术为支撑,提出雾天车道线快速检测方法。根据激光雷达回波信号中每个回波脉冲宽度级的扫描点数,采用最小类内方差算法,阈值分割路面与车道线扫描点,由3σ准则分离出车道线的种子点后,基于高斯核函数加权搜索的生长准则,经区域生长得到完整的车道线种子点集。基于密度的空间聚类算法二次聚类获取的车道线种子点集,得到车道线的识别结果。以识别结果为基础,建立抛物线模型,结合随机采样一致性算法和最小二乘法,依据拟合分值迭代取得最优模型,通过拟合完成车道线检测。实验结果表明:该方法屏蔽雾天干扰引起的非相关因素,清晰检测出雾天环境中的多种车道线。在雾天环境车道线检测中,交并比高于0.95,F1值高于96%,可以满足准确性和实时性需求,为雾天驾驶提供有效的解决方案。 展开更多
关键词 雾天环境 激光雷达 回波信号脉冲宽度 基于密度的空间聚类算法 抛物线 车道线检测
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1 550 nm相干激光测风雷达微弱回波信号处理 被引量:4
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作者 李宝林 杨冬 +4 位作者 王露 张毅 申向伟 曾祥豹 王音心 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期333-338,共6页
针对激光测风雷达回波信号极其微弱,直接快速傅里叶变换(FFT)后无法得到回波信号频域幅值的问题,该文提出了嵌入现场可编程门阵列(FPGA)的数字中频信号处理方法,有效地提取了回波信号频域幅值。激光测风雷达的回波信号是相干激光脉冲信... 针对激光测风雷达回波信号极其微弱,直接快速傅里叶变换(FFT)后无法得到回波信号频域幅值的问题,该文提出了嵌入现场可编程门阵列(FPGA)的数字中频信号处理方法,有效地提取了回波信号频域幅值。激光测风雷达的回波信号是相干激光脉冲信号经过空气中气溶胶后向散射的信号,由于空气中气溶胶浓度小以及激光发射功率限制,回波信号微弱,首先将模拟回波信号经过中频放大器进行信号放大,再进入模数转换器(ADC)采样,然后采用补零FFT和FFT频谱累积等数字中频信号处理方法,提高微弱回波信号的信噪比,从而有效识别了回波信号中含有风速信息的频域幅值。结果表明,经过试验可得2 km内稳定的风速,精度可达0.1 m/s。 展开更多
关键词 激光测风雷达 相干 回波 输入功率 多普勒频移 频谱累计
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一种便携式米散射激光雷达系统的研制 被引量:2
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作者 李东旭 孙高飞 +2 位作者 衣文索 蒋雨辰 刘宗麟 《光通信技术》 2023年第2期12-16,共5页
针对传统米散射激光雷达结构复杂和设计成本高的缺陷,提出一种用来探测大气气溶胶的便携式米散射激光雷达系统。首先设计了收发同轴的光学系统结构,然后对光电探测器进行了独立设计,最后基于系统结构搭建了可移动式米散射激光雷达实验平... 针对传统米散射激光雷达结构复杂和设计成本高的缺陷,提出一种用来探测大气气溶胶的便携式米散射激光雷达系统。首先设计了收发同轴的光学系统结构,然后对光电探测器进行了独立设计,最后基于系统结构搭建了可移动式米散射激光雷达实验平台,对大气气溶胶进行了初步探测。实验结果表明:采用设计的电源滤波器滤波后,开关电源原始纹波电压幅度从0.1 V降低到了0.01 V内,噪声幅值控制在0.1 V左右;系统在白天、夜晚的斜程探测距离分别为4.5、6 km,可以对特定区域的气溶胶进行实时监测。 展开更多
关键词 大气气溶胶 激光雷达 系统设计 回波信噪比
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