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基于光子计数激光雷达的时域去噪
被引量：
13
1
作者
骆乐
吴长强
+3 位作者
林杰
冯振超
何伟基
陈钱
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期1175-1180,共6页
激光雷达传统的成像方法需要经过长时间积分探测生成光子计数统计直方图的方式来减少背景噪声的影响,获得目标场景的深度估计信息。为了快速准确地获取目标场景的3D图像,提出基于光子计数激光雷达的三维距离图像时域去噪算法。该算法不...
激光雷达传统的成像方法需要经过长时间积分探测生成光子计数统计直方图的方式来减少背景噪声的影响,获得目标场景的深度估计信息。为了快速准确地获取目标场景的3D图像,提出基于光子计数激光雷达的三维距离图像时域去噪算法。该算法不需要生成光子计数统计直方图,利用信号和噪声在时间轴上不同的分布特性,结合了泊松过程统计规律。此算法提高了信号的探测概率,能够在低信噪比的环境下将信号和噪声分离,获得目标场景准确的3D图像。实验结果表明在低信噪比的条件下,此算法获得深度图像的RMSE与传统基于最大似然估计成像方法相比成像精度至少提高了3倍。有利于激光雷达三维成像在高背景噪声环境下的使用,拓宽了激光雷达的应用范围。
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关键词
光子计数激光雷达
单光子探测器
三维成像
时域去噪
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职称材料
基于深度学习的压缩光子计数激光雷达
被引量：
3
2
作者
杨程
鄢秋荣(指导)
+3 位作者
祝志太
王逸凡
王明
戴伟辉
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第S02期64-71,共8页
压缩光子计数雷达是光子计数激光雷达技术与单像素成像技术的结合,具有低成本、超高灵敏度等优点,但在进行高分辨率成像时,需要大量的测量和迭代计算进行重建,导致所需成像时间很长。当前的研究热点深度学习压缩重建网络被证明可避免迭...
压缩光子计数雷达是光子计数激光雷达技术与单像素成像技术的结合,具有低成本、超高灵敏度等优点,但在进行高分辨率成像时,需要大量的测量和迭代计算进行重建,导致所需成像时间很长。当前的研究热点深度学习压缩重建网络被证明可避免迭代运算实现快速压缩测量重建,但已有文献报道的深度学习压缩重建网络,采用传统的图像处理数据库的无噪声图片或在图片上加高斯噪声进行训练网络,网络应用于实际的压缩光子计数雷达系统,性能有待进一步验证。自主设计了基于FPGA的同步控制测量模块,搭建出压缩光子计数雷达系统,提出了基于蒙特卡洛模拟压缩光子计数雷达系统的方法来制作训练数据,并设计深度学习压缩重建网络DFC-Net进行采样和重建联合优化。实验结果表明:在10%、15%、20%、25%、30%采样率下,DFC-Net重建性能优于现有的重建网络Dr2-Net和传统的压缩重建算法TVAL3。
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关键词
成像系统
光子计数
激光雷达
压缩感知
深度学习
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职称材料
光子计数三维成像激光雷达的分析与实验
被引量：
5
3
作者
郭颖
侯利冰
舒嵘
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第10期1081-1084,共4页
对于直接探测三维成像激光雷达,采用光子计数探测器可以响应单光子水平的目标回波,从而大大提高探测效率。研究的光子计数三维成像激光雷达采用盖革模式雪崩光电二极管(APD)作为探测器。首先分析了回波光子探测模型,并根据此模型讨论了...
对于直接探测三维成像激光雷达,采用光子计数探测器可以响应单光子水平的目标回波,从而大大提高探测效率。研究的光子计数三维成像激光雷达采用盖革模式雪崩光电二极管(APD)作为探测器。首先分析了回波光子探测模型,并根据此模型讨论了激光雷达探测概率和测距模式。在理论分析的基础上,设计了一套光子计数三维成像激光雷达系统,对一些选定目标进行了测距和三维成像实验,并对实验结果进行了分析。
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关键词
光子计数
盖革模式
三维成像
激光雷达
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职称材料
高灵敏度的光子偏振激光雷达系统
被引量：
3
4
作者
赵远
张子静
+3 位作者
马昆
徐璐
吕华
苏建忠
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2016年第9期1-6,共6页
在空间目标探测中,由于远距离、小目标的特点,回波信号十分微弱,传统的激光雷达不能很好地探测如此微弱的信号。而且现在空间目标探测不仅需要距离信息,还希望获得目标的强度、偏振等更加多维的信息。提出了基于Gm-APD单光子灵敏度探测...
在空间目标探测中,由于远距离、小目标的特点,回波信号十分微弱,传统的激光雷达不能很好地探测如此微弱的信号。而且现在空间目标探测不仅需要距离信息,还希望获得目标的强度、偏振等更加多维的信息。提出了基于Gm-APD单光子灵敏度探测器的四路光子偏振探测系统,以GmAPD探测器的泊松概率响应模型为基础,推导了回波微弱信号的强度解算公式,通过四路的强度解算出回波信号的偏振信息,在实验室搭建了四路Gm-APD光子偏振探测系统的原理样机,并介绍了四路Gm-APD光子斯托克斯参量的探测实验。在平均每个脉冲回波能量为7.78×10-19 J的情况下,获得3.95%的线偏振误差和5.84%的椭圆偏振误差的探测结果。
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关键词
Gm—APD
光子计数
偏振
激光雷达
微弱信号
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职称材料
题名
基于光子计数激光雷达的时域去噪
被引量：
13
1
作者
骆乐
吴长强
林杰
冯振超
何伟基
陈钱
机构
南京理工大学电子工程与光电技术学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期1175-1180,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.61271332)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.30920140112012)
+1 种基金
高维信息
智能感知与系统教育部重点实验室创新基金项目(No.JYB201509)
文摘
激光雷达传统的成像方法需要经过长时间积分探测生成光子计数统计直方图的方式来减少背景噪声的影响,获得目标场景的深度估计信息。为了快速准确地获取目标场景的3D图像,提出基于光子计数激光雷达的三维距离图像时域去噪算法。该算法不需要生成光子计数统计直方图,利用信号和噪声在时间轴上不同的分布特性,结合了泊松过程统计规律。此算法提高了信号的探测概率,能够在低信噪比的环境下将信号和噪声分离,获得目标场景准确的3D图像。实验结果表明在低信噪比的条件下,此算法获得深度图像的RMSE与传统基于最大似然估计成像方法相比成像精度至少提高了3倍。有利于激光雷达三维成像在高背景噪声环境下的使用,拓宽了激光雷达的应用范围。
关键词
光子计数激光雷达
单光子探测器
三维成像
时域去噪
Keywords
photon
-
counting
laser
radar
single-
photon
detector
3D
imaging
time
domain
denoising
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
下载PDF
职称材料
题名
基于深度学习的压缩光子计数激光雷达
被引量：
3
2
作者
杨程
鄢秋荣(指导)
祝志太
王逸凡
王明
戴伟辉
机构
南昌大学信息工程学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第S02期64-71,共8页
基金
国家自然科学基金(61565012,61865010)
江西省杰出青年人才资助计划(20171BCB23007)
文摘
压缩光子计数雷达是光子计数激光雷达技术与单像素成像技术的结合,具有低成本、超高灵敏度等优点,但在进行高分辨率成像时,需要大量的测量和迭代计算进行重建,导致所需成像时间很长。当前的研究热点深度学习压缩重建网络被证明可避免迭代运算实现快速压缩测量重建,但已有文献报道的深度学习压缩重建网络,采用传统的图像处理数据库的无噪声图片或在图片上加高斯噪声进行训练网络,网络应用于实际的压缩光子计数雷达系统,性能有待进一步验证。自主设计了基于FPGA的同步控制测量模块,搭建出压缩光子计数雷达系统,提出了基于蒙特卡洛模拟压缩光子计数雷达系统的方法来制作训练数据,并设计深度学习压缩重建网络DFC-Net进行采样和重建联合优化。实验结果表明:在10%、15%、20%、25%、30%采样率下,DFC-Net重建性能优于现有的重建网络Dr2-Net和传统的压缩重建算法TVAL3。
关键词
成像系统
光子计数
激光雷达
压缩感知
深度学习
Keywords
imaging
system
photon
-
counting
laser
radar
compressed
sensing
deep
learning
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
TP18 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
光子计数三维成像激光雷达的分析与实验
被引量：
5
3
作者
郭颖
侯利冰
舒嵘
机构
中国科学院上海技术物理研究所
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第10期1081-1084,共4页
基金
国家"863"计划(No.2007AA12Z105)资助
文摘
对于直接探测三维成像激光雷达,采用光子计数探测器可以响应单光子水平的目标回波,从而大大提高探测效率。研究的光子计数三维成像激光雷达采用盖革模式雪崩光电二极管(APD)作为探测器。首先分析了回波光子探测模型,并根据此模型讨论了激光雷达探测概率和测距模式。在理论分析的基础上,设计了一套光子计数三维成像激光雷达系统,对一些选定目标进行了测距和三维成像实验,并对实验结果进行了分析。
关键词
光子计数
盖革模式
三维成像
激光雷达
Keywords
photon
counting
Geiger
mode
3D
imaging
laser
radar
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
TN958.98
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职称材料
题名
高灵敏度的光子偏振激光雷达系统
被引量：
3
4
作者
赵远
张子静
马昆
徐璐
吕华
苏建忠
机构
哈尔滨工业大学物理系
天津津航技术物理研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2016年第9期1-6,共6页
基金
国家高技术研究发展计划(JZ20150174)
文摘
在空间目标探测中,由于远距离、小目标的特点,回波信号十分微弱,传统的激光雷达不能很好地探测如此微弱的信号。而且现在空间目标探测不仅需要距离信息,还希望获得目标的强度、偏振等更加多维的信息。提出了基于Gm-APD单光子灵敏度探测器的四路光子偏振探测系统,以GmAPD探测器的泊松概率响应模型为基础,推导了回波微弱信号的强度解算公式,通过四路的强度解算出回波信号的偏振信息,在实验室搭建了四路Gm-APD光子偏振探测系统的原理样机,并介绍了四路Gm-APD光子斯托克斯参量的探测实验。在平均每个脉冲回波能量为7.78×10-19 J的情况下,获得3.95%的线偏振误差和5.84%的椭圆偏振误差的探测结果。
关键词
Gm—APD
光子计数
偏振
激光雷达
微弱信号
Keywords
Gm-APD
photon
counting
polarization
laser
radar
weak
signal
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于光子计数激光雷达的时域去噪
骆乐
吴长强
林杰
冯振超
何伟基
陈钱
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
13
下载PDF
职称材料
2
基于深度学习的压缩光子计数激光雷达
杨程
鄢秋荣(指导)
祝志太
王逸凡
王明
戴伟辉
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
3
光子计数三维成像激光雷达的分析与实验
郭颖
侯利冰
舒嵘
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2011
5
下载PDF
职称材料
4
高灵敏度的光子偏振激光雷达系统
赵远
张子静
马昆
徐璐
吕华
苏建忠
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2016
3
下载PDF
职称材料
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