【摘要】：能見度是指視力正常的人在當(dāng)時(shí)特定的天氣條件下,人眼從背景中所能識(shí)別出物體的最大水平距離。長(zhǎng)期以來我國(guó)在可見光能見度的測(cè)量技術(shù)上日趨成熟,而基于紅外成像原理大氣能見度測(cè)量技術(shù)的研究鮮有報(bào)道。迫于紅外光電工程應(yīng)用的需求,本文在大氣能見度定義的基礎(chǔ)上,研制一套紅外成像激光雷達(dá)大氣能見度的測(cè)量系統(tǒng)。本人開展的主要工作是對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)的控制部分進(jìn)行了設(shè)計(jì),并且編寫了一套控制軟件。本文在成像激光雷達(dá)圖片處理中引入了移位相減法和小波新閾值去噪算法。與傳統(tǒng)背景扣除法相比移位相減法有效降低了激光光柱的雜點(diǎn),經(jīng)過新閾值降噪處理后MIE散射激光雷達(dá)和成像激光雷達(dá)反演結(jié)果與能見度儀測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性分別提高了6.2%和8%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紅外成像激光雷達(dá)的測(cè)量結(jié)果與能見度儀的測(cè)量結(jié)果兩者的相關(guān)性系數(shù)達(dá)80%以上。最后對(duì)沿海地區(qū)大氣能見度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了分析,并利用三種反演模型對(duì)廣州茂名地區(qū)大氣能見度進(jìn)行了反演研究。實(shí)驗(yàn)表明三種模型反演的結(jié)果與測(cè)量結(jié)果具有較好的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)均達(dá)87%以上。統(tǒng)計(jì)分析表明支持向量機(jī)和非線性回歸模型反演值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比相對(duì)誤差絕對(duì)值均在0.35以下,且基于支持向量機(jī)的反演結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果更吻合,即支持向量機(jī)所建模型為三種模型的最優(yōu)模型。
【圖文】：

２．２紅外成像激光雷達(dá)系統(tǒng)介紹逡逑紅外成像激光雷達(dá)大氣能見度測(cè)量系統(tǒng)主要由脈沖激光發(fā)射部分、準(zhǔn)直鏡、逡逑濾光片、以及光信號(hào)接收部分構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２．１【２３］。圖中Ｄ為激光器距紅逡逑外相機(jī)的垂直距離，本文中我們?cè)O(shè)定該距離為３．邋８米，理論計(jì)算該距離越遠(yuǎn)會(huì)使逡逑得距離分辨率越高，但是經(jīng)過試測(cè)發(fā)現(xiàn)超過３．邋８米之后，，紅外相機(jī)獲取的激光光逡逑柱圖片非常微弱，不利于信號(hào)光的提取。逡逑ｌａｓｅｒ邋ｂｅａｍ逡逑ｄｚＴ逡逑［Ｉ逡逑圖２．１紅外能見度測(cè)量系統(tǒng)逡逑２．２．１激光發(fā)射部分逡逑本文中所使用的激光器為北京鐳寶光電的一款Ｄａｗａ－２００的脈沖固體激光逡逑器，激光器冷卻系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)蒸餾水冷卻，外循環(huán)采用風(fēng)冷方式。該款脈沖固逡逑體激光器要求最佳的工作環(huán)境溫度為２５攝氏度，濕度不大于６０％，具體參數(shù)如逡逑表２．邋１所示。逡逑表邋２．１邋Ｄａｗａ－２００邋參數(shù)逡逑Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邐Ｒａｎｇｅ逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邐１０６４ｎｍ＞邋５３２ｎｍ邋Ｍｉｘｅｄ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ逡逑Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邐ｌ－２０Ｈｚ逡逑８逡逑

２．２紅外成像激光雷達(dá)系統(tǒng)介紹逡逑紅外成像激光雷達(dá)大氣能見度測(cè)量系統(tǒng)主要由脈沖激光發(fā)射部分、準(zhǔn)直鏡、逡逑濾光片、以及光信號(hào)接收部分構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２．１【２３］。圖中Ｄ為激光器距紅逡逑外相機(jī)的垂直距離，本文中我們?cè)O(shè)定該距離為３．邋８米，理論計(jì)算該距離越遠(yuǎn)會(huì)使逡逑得距離分辨率越高，但是經(jīng)過試測(cè)發(fā)現(xiàn)超過３．邋８米之后，紅外相機(jī)獲取的激光光逡逑柱圖片非常微弱，不利于信號(hào)光的提取。逡逑ｌａｓｅｒ邋ｂｅａｍ逡逑ｄｚＴ逡逑［Ｉ逡逑圖２．１紅外能見度測(cè)量系統(tǒng)逡逑２．２．１激光發(fā)射部分逡逑本文中所使用的激光器為北京鐳寶光電的一款Ｄａｗａ－２００的脈沖固體激光逡逑器，激光器冷卻系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)蒸餾水冷卻，外循環(huán)采用風(fēng)冷方式。該款脈沖固逡逑體激光器要求最佳的工作環(huán)境溫度為２５攝氏度，濕度不大于６０％，具體參數(shù)如逡逑表２．邋１所示。逡逑表邋２．１邋Ｄａｗａ－２００邋參數(shù)逡逑Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邐Ｒａｎｇｅ逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邐１０６４ｎｍ＞邋５３２ｎｍ邋Ｍｉｘｅｄ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ逡逑Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邐ｌ－２０Ｈｚ逡逑８逡逑
【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】：2019
【分類號(hào)】：P427.2

【參考文獻(xiàn)】

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