低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究(英文)
本文选题:脉冲激光雷达目标回波波形 + 姿态不敏感 ; 参考:《红外与激光工程》2017年03期
【摘要】:针对纳秒量级脉宽机载多脉冲激光照射目标的回波波形,提出几何分割比这一目标姿态不敏感特征,给出了特征提取算法,可用于与激光目标运动状态结合开展目标检测与跟踪。首先,基于激光目标波形数学模型分析目标波形与目标特征的关系,指出激光目标的几何分割比特征具备姿态不敏感特性。接着,结合目标特征提取对目标波形和噪声不失真分离的要求,提出在小波域利用对称小波基进行改进Donoho阈值降噪处理,在时域利用小波重构信号阈值获取目标波形序列,再由一阶二阶差分计算检测目标波形峰值点,进而提取激光目标散射中心及几何分割比等特征。最后,通过仿真实验验证算法在低信噪比下提取激光目标特征信息的有效性。在与机载多脉冲激光目标模拟器联试实验中,利用文中算法提取激光目标特征结合目标的运动状态信息,开展多帧相关匹配检测,多脉冲激光目标检测的可靠性明显提高。
[Abstract]:Aiming at the echo waveform of the target irradiated by nanosecond pulse width airborne multi-pulse laser, the geometric segmentation ratio is proposed, which is not sensitive to the target attitude, and the feature extraction algorithm is presented. It can be used to detect and track the target in combination with the moving state of laser target. Firstly, based on the mathematical model of laser target waveform, the relationship between target waveform and target feature is analyzed, and it is pointed out that the geometric segmentation ratio feature of laser target is not sensitive to attitude. Then, according to the requirements of target feature extraction for the separation of target waveform and noise, an improved Donoho threshold denoising process is proposed in wavelet domain using symmetric wavelet basis, and wavelet reconstruction signal threshold is used to obtain target waveform sequence in time domain. The first order second order difference is used to detect the peak point of the target waveform, and then the scattering center and the geometric segmentation ratio of the laser target are extracted. Finally, the effectiveness of the algorithm in extracting laser target feature information at low signal-to-noise ratio is verified by simulation experiments. In the experiment with airborne multi-pulse laser target simulator, the algorithm is used to extract the feature of laser target combined with the moving state information of the target, and the multi-frame correlation matching detection is carried out. The reliability of multi-pulse laser target detection is improved obviously.
【作者单位】: 北京工业大学信息学部;郑州航空工业管理学院电子通信工程学院;中航工业集团公司洛阳电光设备研究所;
【基金】:国家自然科学基金重点项目(61331021) 航空科学基金重点项目(2014ZC13004) 河南省高校青年骨干教师资助计划(2013GGJS-140) 河南省高校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN014)
【分类号】:TN958.98
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,本文编号:1967837
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