全波形机载激光雷达信号处理技术的研究

发布时间：2023-03-05 18:32

　　激光雷达高灵敏度、高精度的特点使得其在军事、航天和民用等领域得到广泛的应用。数字化回波技术的发展更是为激光雷达加入了新的活力,相比于传统的探测方式,数字化回波技术通过对地物目标信息的提取和处理,获得地物目标的细节特征,从而有助于对目标进行细致的了解和分类。本论文以回波信号为研究对象,针对回波信号数字化处理过程中所需解决的关键问题开展理论和实验研究。文章首先综述了激光雷达在各行业的应用以及国内外的研究现状,并对国内外目前常用的数据后处理技术进行了相应的分析和比较。然后在介绍机载激光雷达的对地定位原理以及测距原理的基础上,通过雷达方程推导出影响测距精度的关键因素,并对回波数字化技术进行了相应的分析和优化,最终提出了一套适用的机载激光雷达回波处理算法。噪声的处理是数字化回波技术的一个关键环节,传统的去噪方法中,频域低通滤波在去除高频信号的同时,不可避免的造成了信号的细节波形失真,而经验模态分解虽然自适应的得到了基本模态分量,但是简单的去除了高频分量也会造成失真,还需额外的操作保留细节特征,增加了算法的复杂度。为了在抑制噪声的同时又能最大程度的保留波形特征,本文选择采用小波去噪的方法,通过信噪...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 激光雷达系统研究现状
        1.2.2 波形后处理研究现状
    1.3 论文内容安排
第二章 全波形机载激光雷达
    2.1 机载激光雷达测量系统组成
        2.1.1 激光测距仪工作原理
        2.1.2 机载激光雷达测量对地定位原理
    2.2 回波数字化处理技术
    2.3 激光雷达方程
第三章 激光雷达回波信号去噪处理
    3.1 常用滤波方法介绍
        3.1.1 频域低通滤波
        3.1.2 经验模态分解
    3.2 小波变换理论
    3.3 小波阈值去噪参数选择
        3.3.1 阈值选择标准
        3.3.2 阈值处理选择
        3.3.3 阈值处理随噪声水平的变化
        3.3.4 小波基函数的选择
    3.4 本章小结
第四章 机载激光雷达波形分解
    4.1 机载激光雷达回波数据处理方法
    4.2 机载激光雷达发射脉冲数学模型
    4.3 特征参数估计
    4.4 数据处理与验证
    4.5 本章小结
第五章 特征参数优化
    5.1 群体智能优化算法简介
    5.2 人群搜索算法
        5.2.1 种群初始化
        5.2.2 搜索步长的确定
        5.2.3 搜索方向的确定
        5.2.4 群体更新
        5.2.5 算法的实现
    5.3 全局收敛LM优化
        5.3.1 无约束优化
        5.3.2 LM优化算法理论
        5.3.3 LM优化在非线性最小二乘中的应用
        5.3.4 参数更新
        5.3.5 全局收敛LM优化步骤
    5.4 数据验证
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与期望
    6.1 论文总结
    6.2 未来工作期望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3756711