激光雷達雖然發(fā)展的時間較短,卻以其相比于傳統(tǒng)的測量技術的獨特優(yōu)勢,已經迅速被應用到遠程測量、地形探測、無人駕駛避障等方面。條紋原理機載激光雷達作為激光雷達的典型代表,正以其高效性與實用性的特點占領了激光雷達的主流市場,無論是在軍用還是民用方面都發(fā)揮著重要作用。條紋原理激光雷達也成為各家研究單位研究的熱門方向。目前,在硬件方面,條紋原理激光雷達已經實現(xiàn)了飛速的發(fā)展;在軟件方面,卻遠遠跟不上硬件發(fā)展的步伐。尤其是對原始回波信號的前期處理部分,運算量大,難度較高,目前已經成為制約激光雷達整體發(fā)展的一個重要因素�；谶@樣的研究背景,本文對條紋原理激光雷達的原始回波信號的提取技術展開研究,主要分為對條紋原理激光雷達原始回波信號的去噪處理與信息提取兩個方面。本文首先闡述了條紋原理激光雷達的工作原理,對激光雷達原始回波信號的噪聲的統(tǒng)計特性進行分析,發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計結果較符合玻爾茲曼分布。然后針對信號的統(tǒng)計特性對其設計出邊緣檢測原理去噪算法和分形理論信息提取算法,對算法思想和計算流程進行了詳細描述。將邊緣檢測去噪方法的去噪效果與傳統(tǒng)的均值濾波、中值濾波和維納濾波的去噪結果進行對比;并引入相關評價參數如信噪比... 

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【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 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光雷達數據處理國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 激光雷達數據處理國內研究現(xiàn)狀
    1.3 國內外現(xiàn)狀分析
    1.4 本文的主要內容
第2章 雷達數據處理基本理論
    2.1 條紋回波數據特性分析
        2.1.1 條紋回波數據的獲取
        2.1.2 回波信號統(tǒng)計特性
        2.1.3 回波信號處理流程
    2.2 回波數據降噪基本理論
        2.2.1 激光雷達回波信號降噪技術
        2.2.2 EDM降噪理論
        2.2.3 回波信號去噪效果分析
    2.3 激光雷達回波數據提取技術
        2.3.1 數學加權法提取
        2.3.2 數學擬合法提取
        2.3.3 主動輪廓法提取
        2.3.4 分形法信號提取
    2.4 數據處理研究平臺
        2.4.1 硬件配置
        2.4.2 軟件配置
    2.5 本章小結
第3章 EDM去噪技術研究
    3.1 EDM去噪算法設計
    3.2 濾波效果對比分析
        3.2.1 弱信號處理效果對比
        3.2.2 強信號處理效果對比
        3.2.3 濾波效果總結
    3.3 邊緣檢測濾波特性研究
        3.3.1 閾值選擇分析
        3.3.2 窗口選擇分析
        3.3.3 模板選擇分析
    3.4 本章小結
第4章 基于分形理論回波信號提取技術研究
    4.1 分形法條紋回波信號提取技術
        4.1.1 分形理論在圖像處理中的應用
        4.1.2 分形法目標提取算法設計
    4.2 分形法目標提取結果分析
        4.2.1 與Snake模型提取法對比
        4.2.2 與質心提取算法對比
        4.2.3 信號提取效果評價
    4.3 分形法提取技術特性研究
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]條紋管激光雷達回波噪聲特性研究[J]. 董志偉,張瑞環(huán),張偉斌,陳默然,李旭東,樊榮偉,閆仁鵬,陳德應,于欣,王正國.  光學學報. 2016(09)
[2]基于機器視覺的三維測量儀中激光條紋的提取算法[J]. 蔡洋濤,梁雯雯.  新技術新工藝. 2016(01)
[3]機器視覺中激光光帶兩步提取算法研究[J]. 雷鳴,吳琳琳,劉生鋒.  計算機與數字工程. 2015(04)
[4]機載激光雷達（LIDAR）在公路勘察設計中的應用研究[J]. 晏玲,于沉香,張艷軍.  測繪技術裝備. 2015(01)
[5]Control and image processing for streak tube imaging lidar based on VB and MATLAB[J]. 田兆碩,崔子浩,張麗婷,徐天賜,張延超,付石友.  Chinese Optics Letters. 2014(06)
[6]條紋管激光雷達水下目標圖像預處理算法[J]. 孫劍峰,劉迪,葛明達,王騏.  中國激光. 2013(07)
[7]機載激光雷達技術在長江三峽工程庫區(qū)滑坡災害調查和監(jiān)測中的應用研究[J]. 劉圣偉,郭大海,陳偉濤,鄭雄偉,王圣堯,李顯巨.  中國地質. 2012(02)
[8]條紋管成像激光雷達條紋數據提取算法[J]. 馬晨寧,趙文,韓紹坤,王平.  中國激光. 2012(04)
[9]單狹縫條紋管激光雷達四維成像實驗[J]. 魏靖松,王騏,孫劍峰,郜鍵.  中國激光. 2010(05)
[10]機載激光雷達數據采集及數據處理[J]. 張煜,竇延娟,張曉東.  長江科學院院報. 2010(01)

博士論文
[1]機載激光雷達技術在構造地貌定量化研究中的應用[D]. 陳濤.中國地震局地質研究所 2014

碩士論文
[1]機載激光雷達系統(tǒng)數據處理方法的研究[D]. 馮聰慧.解放軍信息工程大學 2007



本文編號：3691658