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

【摘要】：激光雷達作為目前最常用、最重要的大氣探測手段之一,在探測大氣氣溶膠、邊界層、水汽、CO2等方面發(fā)揮著重要的作用。為保證探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性,激光雷達工作之前進行發(fā)射系統(tǒng)光軸與接收系統(tǒng)光軸的平行調(diào)整(對光)工作尤為重要。激光雷達實現(xiàn)自動對光,能夠有效地提高激光雷達自動化程度與工作效率,還是保障機載和星載激光雷達數(shù)據(jù)可靠性的唯一途徑。本論文主要研究基于CCD成像的激光雷達自動對光技術(shù),對該技術(shù)的可行性和對光誤差做了分析,并提出了該技術(shù)實現(xiàn)中的圖像采集處理與硬件設(shè)計。全文共分為六章：第一章,闡述了激光雷達技術(shù)的基礎(chǔ),以及利用激光雷達進行大氣探測的基本原理,對激光雷達方程進行了介紹。還闡述了進行激光雷達自動對光的研究意義,以及目前自動對光技術(shù)在國內(nèi)外的研究進展。第二章,主要介紹利用CCD成像進行自動對光的技術(shù)研究。首先介紹了論文所使用的雙波長米散射激光雷達系統(tǒng),對該雷達的基本結(jié)構(gòu)和控制軟件進行了介紹,還提出了對該激光雷達結(jié)構(gòu)進行改造的設(shè)計。然后介紹了利用成像法進行自動對光技術(shù)研究的理論分析,利用Zemax軟件對該技術(shù)進行仿真以及利用CCD接收回波信號成像的實際觀測對該技術(shù)進行驗證。第三章,介紹了CCD進行圖像采集的軟件,主要是利用LabVIEW調(diào)用圖像采集系統(tǒng)自帶的OKAPI32.dll接口動態(tài)庫來實現(xiàn)。圖像采集完成之后,最重要的就是對圖像進行處理,將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為對二維電動調(diào)整架的控制。第四章,講述了自動對光的精度及相應(yīng)的誤差分析,首先分析了CCD采集圖像在對光過程中產(chǎn)生的誤差,然后講述了二維電動調(diào)整架產(chǎn)生的誤差,最后講述了對光過程中所能容許的對光界線。第五章,在對自動對光技術(shù)可行性論證之后,需要搭建相應(yīng)的硬件系統(tǒng)完成實驗驗證。介紹了硬件設(shè)計思想,主要包括相關(guān)的硬件選型和光路改造,發(fā)射光路改造重點在于安裝二維電動調(diào)整架,接收光路改造重點在于CCD和探測器的安裝。第六章,總結(jié)了論文的主要工作,對主要創(chuàng)新點進行了凝練,也提出了本論文的不足之處,最后對電機調(diào)整高效算法和圖像處理技術(shù)改進做了進一步的展望。
【關(guān)鍵詞】：激光雷達 大氣探測 自動對光 CCD 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN958.98
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 激光雷達技術(shù)基礎(chǔ)11-12
• 1.2 激光雷達大氣探測原理12-14
• 1.3 激光雷達方程14-15
• 1.4 激光雷達自動對光意義15-16
• 1.5 自動對光方法介紹及國內(nèi)外研究進展16-23
• 第二章 激光雷達自動對光技術(shù)23-42
• 2.1 雙波長米散射激光雷達23-30
• 2.1.1 激光雷達基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.2 雙波長米散射激光雷達24-28
• 2.1.3 雙波長米散射激光雷達的軟件控制28-30
• 2.1.4 雙波長米散射激光雷達自動對光結(jié)構(gòu)改造30
• 2.2 自動對光技術(shù)理論分析30-31
• 2.3 自動對光技術(shù)軟件仿真31-35
• 2.3.1 Zemax軟件介紹32
• 2.3.2 Zemax設(shè)計過程32-34
• 2.3.3 Zemax設(shè)計結(jié)果34-35
• 2.4 實驗觀測結(jié)果35-42
• 2.4.1 CCD攝像機35-37
• 2.4.2 實驗觀測結(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 自動對光精度及誤差分析47-51
• 4.1 CCD采集圖像誤差47-48
• 4.2 二維電動調(diào)整架誤差48-49
• 4.3 對光界線分析49-51
• 第五章 硬件設(shè)計和后續(xù)工作51-58
• 5.1 發(fā)射光路改造51-56
• 5.1.1 二維電動調(diào)整鏡架51-52
• 5.1.2 控制卡及驅(qū)動器的選型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】

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本文編號：419915