基于線掃描的海洋目標(biāo)成像激光雷達(dá)系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-02 04:12
海洋目標(biāo)是對(duì)海洋環(huán)境中被探測(cè)對(duì)象的統(tǒng)稱(chēng),主要可分為水面上目標(biāo)及水下目標(biāo),隨著近年來(lái)全球性海洋開(kāi)發(fā)不斷深入,海洋目標(biāo)探測(cè)技術(shù)飛速發(fā)展。激光雷達(dá)具有距離分辨率高、目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)的特點(diǎn),可同時(shí)對(duì)水面上目標(biāo)及水面下一定深度的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè),因此成為極具吸引力的海洋目標(biāo)探測(cè)方法。目前已發(fā)展的成像激光雷達(dá)包括點(diǎn)掃描成像、面陣成像、線掃描成像等多種體制。線掃描激光雷達(dá)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成像效率高、能量相對(duì)集中的優(yōu)點(diǎn),成為廣泛應(yīng)用的海洋目標(biāo)成像方法之一。然而,海洋環(huán)境復(fù)雜多變,海風(fēng)、海浪、海流等因素導(dǎo)致海洋目標(biāo)探測(cè)過(guò)程中面臨噪聲強(qiáng)度大、環(huán)境變化頻繁等諸多挑戰(zhàn)。根據(jù)線掃描成像激光雷達(dá)現(xiàn)狀及海洋目標(biāo)成像特點(diǎn),本文分別對(duì)基于三角法及條紋管法的海洋目標(biāo)成像激光雷達(dá)進(jìn)行了深入研究。其中三角法適用于近距離目標(biāo)的高精度成像,擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度高的優(yōu)勢(shì);條紋管成像系統(tǒng)適用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)三維成像,具有探測(cè)能力強(qiáng)、距離分辨能力高的優(yōu)點(diǎn),論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析了點(diǎn)掃描成像、面陣成像及線掃描成像激光雷達(dá)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)進(jìn)展,對(duì)比了各成像方法的優(yōu)勢(shì)與不足。線掃描成像方面,分析了三角法成像及條紋法成像兩種方法的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展及...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 點(diǎn)掃描激光成像技術(shù)及發(fā)展
1.3 面陣激光成像技術(shù)及發(fā)展
1.4 線掃描激光成像技術(shù)及發(fā)展
1.4.1 三角法線掃描成像技術(shù)及發(fā)展
1.4.2 條紋管線掃描成像技術(shù)及發(fā)展
1.5 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 激光傳輸特性研究
2.1 引言
2.2 激光雷達(dá)方程
2.3 激光傳輸光學(xué)特性
2.3.1 激光海洋大氣傳輸光學(xué)特性
2.3.2 激光水下傳輸光學(xué)特性
2.4 激光傳輸特性仿真
2.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置
2.4.2 激光海洋大氣傳輸光學(xué)特性仿真
2.4.3 激光水下傳輸光學(xué)特性仿真
2.5 本章小結(jié)
第3章 三角法線掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)研究
3.1 引言
3.2 三角法線掃描成像原理
3.3 三角法實(shí)時(shí)彩色三維成像方法
3.4 實(shí)時(shí)彩色三維成像系統(tǒng)研究
3.4.1 實(shí)時(shí)彩色三維成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.4.2 彩色三維成像系統(tǒng)研制與集成
3.4.3 水下目標(biāo)彩色三維成像實(shí)驗(yàn)研究
3.5 無(wú)人機(jī)載線掃描三維成像系統(tǒng)研究
3.5.1 無(wú)人機(jī)載線掃描三維成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.2 無(wú)人機(jī)載線掃描成像系統(tǒng)研制與集成
3.5.3 無(wú)人機(jī)載三維成像實(shí)驗(yàn)研究
3.6 本章小結(jié)
第4章 條紋管線掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)研究
4.1 引言
4.2 條紋管線掃描成像原理
4.2.1 條紋管激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.2.2 條紋管探測(cè)器工作原理
4.3 條紋管成像雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制
4.3.1 雷達(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.3.2 激光發(fā)射系統(tǒng)
4.3.3 接收光學(xué)系統(tǒng)
4.3.4 探測(cè)系統(tǒng)
4.3.5 控制系統(tǒng)
4.3.6 掃描系統(tǒng)
4.3.7 雷達(dá)系統(tǒng)集成
4.4 多線程數(shù)據(jù)處理方法
4.5 條紋管陰極選通成像方法
4.6 水上目標(biāo)成像實(shí)驗(yàn)研究
4.6.1 2 km目標(biāo)三維成像
4.6.2 6 km目標(biāo)三維成像
4.6.3 1 0.5km目標(biāo)三維成像
4.6.4 大型船只目標(biāo)三維成像
4.7 水下目標(biāo)成像實(shí)驗(yàn)研究
4.7.1 水下目標(biāo)成像裝置
4.7.2 探測(cè)距離實(shí)驗(yàn)測(cè)試
4.7.3 水下目標(biāo)成像精度分析
4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]小型化高分辨率激光雷達(dá)條紋管探測(cè)器的研制[J]. 遲晨,唐家業(yè),王葵,董光焰,韓文杰. 光電子技術(shù). 2019(02)
[2]基于RANSAC的激光三角法中厚板板形測(cè)量技術(shù)研究[J]. 劉繼丹,趙明,劉曉艷,趙健伯,魏珂. 冶金自動(dòng)化. 2019(03)
[3]相對(duì)濕度和風(fēng)速對(duì)海洋大氣氣溶膠粒子譜的影響[J]. 王菲菲,李學(xué)彬,鄭顯明,張文忠,羅濤,朱文越,成巍,鄧志武. 紅外與激光工程. 2019(S1)
[4]小型條紋管時(shí)空分辨及增益特性研究(英文)[J]. 田麗萍,溫文龍,王興,陳萍,惠丹丹,盧裕,田進(jìn)壽,趙衛(wèi). 光子學(xué)報(bào). 2019(07)
[5]耕作土壤溝形測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王韋韋,李俊,王晴晴,李兆東,武堯堯,陳黎卿. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(07)
[6]海上大氣激光傳輸特性仿真研究[J]. 冷坤,武文遠(yuǎn),龔艷春,楊云濤,章曦. 激光與紅外. 2018(12)
[7]激光在海洋型氣溶膠中傳輸?shù)拿商乜_模擬[J]. 冷坤,章曦,武文遠(yuǎn),龔艷春,楊云濤. 物理與工程. 2018(06)
[8]基于線激光掃描器表面測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 唐遵樂(lè),曹吉文,王鈺. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2018(04)
[9]基于Monte Carlo方法的霧紅外傳輸仿真及分析[J]. 王婷,徐軍,趙選科,孫紅輝,高旸,孫琦云. 光子學(xué)報(bào). 2018(12)
[10]典型地區(qū)大氣湍流高度分布特性與模式研究[J]. 孫剛,翁寧泉,肖黎明,劉慶,李學(xué)彬. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
本文編號(hào):2952625
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 點(diǎn)掃描激光成像技術(shù)及發(fā)展
1.3 面陣激光成像技術(shù)及發(fā)展
1.4 線掃描激光成像技術(shù)及發(fā)展
1.4.1 三角法線掃描成像技術(shù)及發(fā)展
1.4.2 條紋管線掃描成像技術(shù)及發(fā)展
1.5 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 激光傳輸特性研究
2.1 引言
2.2 激光雷達(dá)方程
2.3 激光傳輸光學(xué)特性
2.3.1 激光海洋大氣傳輸光學(xué)特性
2.3.2 激光水下傳輸光學(xué)特性
2.4 激光傳輸特性仿真
2.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置
2.4.2 激光海洋大氣傳輸光學(xué)特性仿真
2.4.3 激光水下傳輸光學(xué)特性仿真
2.5 本章小結(jié)
第3章 三角法線掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)研究
3.1 引言
3.2 三角法線掃描成像原理
3.3 三角法實(shí)時(shí)彩色三維成像方法
3.4 實(shí)時(shí)彩色三維成像系統(tǒng)研究
3.4.1 實(shí)時(shí)彩色三維成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.4.2 彩色三維成像系統(tǒng)研制與集成
3.4.3 水下目標(biāo)彩色三維成像實(shí)驗(yàn)研究
3.5 無(wú)人機(jī)載線掃描三維成像系統(tǒng)研究
3.5.1 無(wú)人機(jī)載線掃描三維成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.2 無(wú)人機(jī)載線掃描成像系統(tǒng)研制與集成
3.5.3 無(wú)人機(jī)載三維成像實(shí)驗(yàn)研究
3.6 本章小結(jié)
第4章 條紋管線掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)研究
4.1 引言
4.2 條紋管線掃描成像原理
4.2.1 條紋管激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.2.2 條紋管探測(cè)器工作原理
4.3 條紋管成像雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制
4.3.1 雷達(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.3.2 激光發(fā)射系統(tǒng)
4.3.3 接收光學(xué)系統(tǒng)
4.3.4 探測(cè)系統(tǒng)
4.3.5 控制系統(tǒng)
4.3.6 掃描系統(tǒng)
4.3.7 雷達(dá)系統(tǒng)集成
4.4 多線程數(shù)據(jù)處理方法
4.5 條紋管陰極選通成像方法
4.6 水上目標(biāo)成像實(shí)驗(yàn)研究
4.6.1 2 km目標(biāo)三維成像
4.6.2 6 km目標(biāo)三維成像
4.6.3 1 0.5km目標(biāo)三維成像
4.6.4 大型船只目標(biāo)三維成像
4.7 水下目標(biāo)成像實(shí)驗(yàn)研究
4.7.1 水下目標(biāo)成像裝置
4.7.2 探測(cè)距離實(shí)驗(yàn)測(cè)試
4.7.3 水下目標(biāo)成像精度分析
4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]小型化高分辨率激光雷達(dá)條紋管探測(cè)器的研制[J]. 遲晨,唐家業(yè),王葵,董光焰,韓文杰. 光電子技術(shù). 2019(02)
[2]基于RANSAC的激光三角法中厚板板形測(cè)量技術(shù)研究[J]. 劉繼丹,趙明,劉曉艷,趙健伯,魏珂. 冶金自動(dòng)化. 2019(03)
[3]相對(duì)濕度和風(fēng)速對(duì)海洋大氣氣溶膠粒子譜的影響[J]. 王菲菲,李學(xué)彬,鄭顯明,張文忠,羅濤,朱文越,成巍,鄧志武. 紅外與激光工程. 2019(S1)
[4]小型條紋管時(shí)空分辨及增益特性研究(英文)[J]. 田麗萍,溫文龍,王興,陳萍,惠丹丹,盧裕,田進(jìn)壽,趙衛(wèi). 光子學(xué)報(bào). 2019(07)
[5]耕作土壤溝形測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王韋韋,李俊,王晴晴,李兆東,武堯堯,陳黎卿. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(07)
[6]海上大氣激光傳輸特性仿真研究[J]. 冷坤,武文遠(yuǎn),龔艷春,楊云濤,章曦. 激光與紅外. 2018(12)
[7]激光在海洋型氣溶膠中傳輸?shù)拿商乜_模擬[J]. 冷坤,章曦,武文遠(yuǎn),龔艷春,楊云濤. 物理與工程. 2018(06)
[8]基于線激光掃描器表面測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 唐遵樂(lè),曹吉文,王鈺. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2018(04)
[9]基于Monte Carlo方法的霧紅外傳輸仿真及分析[J]. 王婷,徐軍,趙選科,孫紅輝,高旸,孫琦云. 光子學(xué)報(bào). 2018(12)
[10]典型地區(qū)大氣湍流高度分布特性與模式研究[J]. 孫剛,翁寧泉,肖黎明,劉慶,李學(xué)彬. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
本文編號(hào):2952625
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