本文關(guān)鍵詞：時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)信號(hào)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光雷達(dá)系統(tǒng)屬于主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng),通過(guò)多種不同的工作方式達(dá)到繪制目標(biāo)三維形態(tài)的目的。相對(duì)微波雷達(dá)系統(tǒng),激光雷達(dá)系統(tǒng)具有更高的角分辨率、更小的發(fā)散角等優(yōu)勢(shì),已被廣泛應(yīng)用于民用和軍事等各領(lǐng)域。時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)是一種隨機(jī)信號(hào)離散采樣的技術(shù),統(tǒng)計(jì)大量的這種隨機(jī)信息分析特征。時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)是一種新型的離散采樣技術(shù),具有光子計(jì)數(shù)的能力,并具有十分高的時(shí)間分辨率�；跁r(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)原理的激光雷達(dá)系統(tǒng),在脈沖式激光測(cè)距的原理上,引入時(shí)間相關(guān)的概念,一方面降低了對(duì)激光強(qiáng)度的要求,提高了有效測(cè)量的范圍,另一方面提高了測(cè)距精度。本論文參考近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和樣機(jī),通過(guò)建立合理可靠的探測(cè)模型；然后利用可靠的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行信號(hào)處理,達(dá)到距離的高精度的提取。由于探測(cè)器的輸出信號(hào)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性,提出了一種貝葉斯推論下的馬爾可夫信號(hào)方法,通過(guò)馬爾可夫技術(shù)在當(dāng)前對(duì)目標(biāo)信號(hào)的采樣前提下,完成有關(guān)回波峰值位置、峰值幅度等參量的提取,通過(guò)重建信號(hào),完成距離特征的提取。依據(jù)貝葉斯理論,無(wú)法獲知這些參量各自服從的先驗(yàn)分布,采用一些后驗(yàn)預(yù)設(shè)分布及一些閾值分布,可以有效提高對(duì)參量存在空間的探測(cè)速度。對(duì)這種多參量的組合問(wèn)題,采用Metropolis算法循環(huán)逐個(gè)快速更新這些參量。這些參量構(gòu)成一個(gè)全局近似解,利用貝葉斯推論對(duì)所有全局近似解進(jìn)行評(píng)估,挑選出最為合適的全局近似解作為問(wèn)題的全局最優(yōu)解。實(shí)驗(yàn)表明,這種以后驗(yàn)信息推斷先驗(yàn)信息的方法,具有高度的準(zhǔn)確性和良好的魯棒性。此外,由于目標(biāo)具有多樣性,從而導(dǎo)致信號(hào)具有多樣性。本文提出了一種模擬回火馬爾可夫蒙特卡羅全波形分析方法(Simulated Tempering Markov Chain Monte Carlo, STMCMC),用于求解全波形數(shù)據(jù)中的波峰數(shù)及峰值位置等參量。該方法采用Metropolis更新策略求解波峰數(shù)量和噪聲兩個(gè)參量,達(dá)到快速求解的目的；而峰值位置和波峰幅值則采用改進(jìn)的模擬回火策略求解,通過(guò)添加的主動(dòng)干預(yù)回火的步驟,實(shí)現(xiàn)對(duì)參量更新過(guò)程的有效探到,以滿足對(duì)速度或者運(yùn)算收斂性的要求。模擬回火馬爾可夫蒙特卡羅全波形分析方法以馬爾可夫算法為基礎(chǔ),仍保持馬氏鏈的收斂性,從而保證本方法具有良好的魯棒性,實(shí)現(xiàn)對(duì)全波形數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理。
【關(guān)鍵詞】：激光雷達(dá) 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù) 貝葉斯推論 馬爾可夫 蒙特卡羅
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN958.98
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-10
• 1.1 研究背景與選題意義7
• 1.1.1 激光雷達(dá)7
• 1.1.2 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)7
• 1.2 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 本論文的研究重點(diǎn)8-9
• 1.4 論文的組織和結(jié)構(gòu)9-10
• 2 激光雷達(dá)系統(tǒng)及其關(guān)鍵器件特性分析10-20
• 2.1 激光雷達(dá)工作原理10-11
• 2.1.1 相位式激光雷達(dá)10-11
• 2.1.2 脈沖式激光雷達(dá)11
• 2.2 激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)11-13
• 2.2.1 振鏡掃描12-13
• 2.2.2 脈沖式激光雷達(dá)13
• 2.3 光電探測(cè)器13-17
• 2.3.1 雪崩光電二極管14-15
• 2.3.2 光電倍增管15-17
• 2.4 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)系統(tǒng)17-20
• 3 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)系統(tǒng)原理20-28
• 3.1 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)的組成20-23
• 3.1.1 距離選通系統(tǒng)21-22
• 3.1.2 重復(fù)突發(fā)照明系統(tǒng)22-23
• 3.2 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)探測(cè)模型23-26
• 3.3 小結(jié)26-28
• 4 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)信號(hào)分析28-38
• 4.1 峰值判別法28-29
• 4.2 均值法29
• 4.3 中心均值法29
• 4.4 馬爾可夫蒙特卡羅方法29-37
• 4.4.1 貝葉斯推論31-32
• 4.4.2 馬爾可夫方法32-33
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)及分析33-37
• 4.5 小結(jié)37-38
• 5 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)全波形分析38-54
• 5.1 基于Levenberg-Marquardt算法的非線性最小二乘法波形擬合方法39-40
• 5.2 基于Expection-Maximization算法的最大似然估計(jì)方法40-41
• 5.3 基于貝葉斯推論的可逆跳躍馬爾可夫蒙特卡羅方法41-42
• 5.4 模擬回火馬爾可夫蒙特卡羅方法42-52
• 5.4.1 數(shù)據(jù)模型和貝葉斯推論42-43
• 5.4.2 模擬回火馬爾可夫蒙特卡羅技術(shù)43-46
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)和分析46-52
• 5.5 小結(jié)52-54
• 6. 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 總結(jié)54
• 6.2 展望54-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及其它成果56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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  本文關(guān)鍵詞：時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)信號(hào)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：331341