本文關(guān)鍵詞：基于CCD成像的激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)光技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光雷達(dá)作為目前最常用、最重要的大氣探測(cè)手段之一,在探測(cè)大氣氣溶膠、邊界層、水汽、CO2等方面發(fā)揮著重要的作用。為保證探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性,激光雷達(dá)工作之前進(jìn)行發(fā)射系統(tǒng)光軸與接收系統(tǒng)光軸的平行調(diào)整(對(duì)光)工作尤為重要。激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)光,能夠有效地提高激光雷達(dá)自動(dòng)化程度與工作效率,還是保障機(jī)載和星載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)可靠性的唯一途徑。本論文主要研究基于CCD成像的激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)光技術(shù),對(duì)該技術(shù)的可行性和對(duì)光誤差做了分析,并提出了該技術(shù)實(shí)現(xiàn)中的圖像采集處理與硬件設(shè)計(jì)。全文共分為六章：第一章,闡述了激光雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ),以及利用激光雷達(dá)進(jìn)行大氣探測(cè)的基本原理,對(duì)激光雷達(dá)方程進(jìn)行了介紹。還闡述了進(jìn)行激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)光的研究意義,以及目前自動(dòng)對(duì)光技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展。第二章,主要介紹利用CCD成像進(jìn)行自動(dòng)對(duì)光的技術(shù)研究。首先介紹了論文所使用的雙波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)系統(tǒng),對(duì)該雷達(dá)的基本結(jié)構(gòu)和控制軟件進(jìn)行了介紹,還提出了對(duì)該激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的設(shè)計(jì)。然后介紹了利用成像法進(jìn)行自動(dòng)對(duì)光技術(shù)研究的理論分析,利用Zemax軟件對(duì)該技術(shù)進(jìn)行仿真以及利用CCD接收回波信號(hào)成像的實(shí)際觀測(cè)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。第三章,介紹了CCD進(jìn)行圖像采集的軟件,主要是利用LabVIEW調(diào)用圖像采集系統(tǒng)自帶的OKAPI32.dll接口動(dòng)態(tài)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖像采集完成之后,最重要的就是對(duì)圖像進(jìn)行處理,將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為對(duì)二維電動(dòng)調(diào)整架的控制。第四章,講述了自動(dòng)對(duì)光的精度及相應(yīng)的誤差分析,首先分析了CCD采集圖像在對(duì)光過(guò)程中產(chǎn)生的誤差,然后講述了二維電動(dòng)調(diào)整架產(chǎn)生的誤差,最后講述了對(duì)光過(guò)程中所能容許的對(duì)光界線。第五章,在對(duì)自動(dòng)對(duì)光技術(shù)可行性論證之后,需要搭建相應(yīng)的硬件系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。介紹了硬件設(shè)計(jì)思想,主要包括相關(guān)的硬件選型和光路改造,發(fā)射光路改造重點(diǎn)在于安裝二維電動(dòng)調(diào)整架,接收光路改造重點(diǎn)在于CCD和探測(cè)器的安裝。第六章,總結(jié)了論文的主要工作,對(duì)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了凝練,也提出了本論文的不足之處,最后對(duì)電機(jī)調(diào)整高效算法和圖像處理技術(shù)改進(jìn)做了進(jìn)一步的展望。
【關(guān)鍵詞】：激光雷達(dá) 大氣探測(cè) 自動(dòng)對(duì)光 CCD 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN958.98
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 激光雷達(dá)技術(shù)基礎(chǔ)11-12
• 1.2 激光雷達(dá)大氣探測(cè)原理12-14
• 1.3 激光雷達(dá)方程14-15
• 1.4 激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)光意義15-16
• 1.5 自動(dòng)對(duì)光方法介紹及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展16-23
• 第二章 激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)光技術(shù)23-42
• 2.1 雙波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)23-30
• 2.1.1 激光雷達(dá)基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.2 雙波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)24-28
• 2.1.3 雙波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)的軟件控制28-30
• 2.1.4 雙波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)光結(jié)構(gòu)改造30
• 2.2 自動(dòng)對(duì)光技術(shù)理論分析30-31
• 2.3 自動(dòng)對(duì)光技術(shù)軟件仿真31-35
• 2.3.1 Zemax軟件介紹32
• 2.3.2 Zemax設(shè)計(jì)過(guò)程32-34
• 2.3.3 Zemax設(shè)計(jì)結(jié)果34-35
• 2.4 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果35-42
• 2.4.1 CCD攝像機(jī)35-37
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果37-42
• 第三章 圖像采集與處理42-47
• 3.1 圖像采集程序42-43
• 3.2 CCD圖像處理43-47
• 第四章 自動(dòng)對(duì)光精度及誤差分析47-51
• 4.1 CCD采集圖像誤差47-48
• 4.2 二維電動(dòng)調(diào)整架誤差48-49
• 4.3 對(duì)光界線分析49-51
• 第五章 硬件設(shè)計(jì)和后續(xù)工作51-58
• 5.1 發(fā)射光路改造51-56
• 5.1.1 二維電動(dòng)調(diào)整鏡架51-52
• 5.1.2 控制卡及驅(qū)動(dòng)器的選型52-54
• 5.1.3 發(fā)射光路改造54-55
• 5.1.4 二維電動(dòng)調(diào)整架調(diào)整55-56
• 5.2 接收光路改造56-57
• 5.3 后續(xù)工作57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-65
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：419915