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一种应用图像配准叠加提高成像激光雷达测距精度的方法被引量：9: 2010年; 介绍了一种基于增益调制测距原理的成像激光雷达,并分析了其在散粒噪声受限时的测距精度。根据该精度模型,针对机载应用提出了对雷达测得的距离图像序列进行配准叠加以提高测距精度的方法。由于各帧图像的距离精度不同,在配准前进行权重处理使精度较高的图像像素获得较大的权重,然后利用插值相位相关法进行精确配准。对于配准后的图像,利用加权叠加使相加后的距离图像误差最小。理论分析表明,该方法能有效整合不同帧探测到的信号,使n帧距离图像配准叠加后的测距误差降低为单帧的1/n。仿真和实验验证了该方法的有效性。; 姚金良严惠民张秀达姜燕冰; 关键词：图像处理激光雷达测距精度

基于面阵探测器的凝视成像激光雷达: 2013年; 本文介绍了一种基于面阵探测器的凝视成像激光雷达系统。整个系统分为三部分,第一部分是脉冲激光发射系统,采用中心波长为808nm的半导体堆叠激光器作为光源;第二部分是接收系统,由成像物镜,像增强器和面阵探测器组成。第三部分是计算机图像数据采集处理系统。系统使用分时的两次测量法,先后用恒定增益和线性增益两种方式对接收到的光强进行调制,由这两次测量得到的光强信息解调出距离信息。文章分析了系统的噪声特性,对给定的系统参数用仿真软件估计了距离误差。实验表明,系统的实际距离分辨力和仿真分析得到的距离分辨力相符。; 严惠民胡剑张秀达方毅王鹏鹏冯华君; 关键词：增益调制

基于TLS数据的单木胸径和树高提取研究被引量：37: 2012年; 利用TLS测量森林参数(树高、胸径和林分密度等)不仅节省人力,而且还能提高工作效率,目前已成为快速获取树木几何参数的有效方法之一。本文利用地基激光雷达数据,提出了一种半自动方式提取单木参数的方法。首先,利用发射脉冲与接收回波脉冲的形状偏差和强度对原始点云数据中的"飞点"和噪点进行滤除;然后,配准各站点云数据;接下来采用不同目标回波过滤方法滤除部分树叶点和其他非树干点;抽稀、合并各站点云数据,对合并后的点云数据水平分层并生成对应的灰度影像;对灰度影像采用Hough变换方法估测单木位置和胸径;对Hough变换检测层数较少的结果采用椭圆拟合方法重新检测;最后,结合Hough变换和椭圆拟合检测结果从点云数据中提取单木位置、胸径和树高。用小兴安岭凉水自然保护区的白桦天然次生林对算法进行了检验,5块多站扫描样地单木识别的平均精度为72.16%,将所提取的单木位置、胸径和树高与外业实际测量数据对比,结果一致性较高。5块多站扫描样地的胸径和树高均方根误差分别为2.38、2.55、3.58、2.21、1.92cm和4.31、3.87、2.34、5.00、3.47m。; 李丹庞勇岳彩荣赵旦徐光彩; 关键词：HOUGH变换点云胸径树高

地基激光雷达在森林参数反演中的应用被引量：20: 2012年; 近年来地基激光雷达(TLS)得到了快速发展,它能够快速地获取高精度、高密度的3D点云数据,可以应用到工程设计、林业、农业、矿产、交通、城市规划和遗产记录等领域。在森林参数的定量测量应用上,利用TLS测量森林参数如树高、胸径、密度和蓄积量等,不仅节省人力,还提高了工作效率,现在已经成为一种快速获取树木几何参数的有效方法。文中主要介绍地基激光雷达遥感的工作原理、数据处理过程和方法、在林业中的应用现状、利用TLS数据反演森林参数(位置、胸径、树高、蓄积量、树干和郁闭度等)的方法和研究进展,同时对地基激光雷达在林业中的应用前景进行了分析和展望。; 李丹庞勇岳彩荣; 关键词：点云遥感

凝视成像三维激光雷达噪声分析被引量：10: 2011年; 增强型电荷耦合器件(ICCD)是凝视成像三维激光雷达的关键器件之一。测量了在不同输入光强和不同像增强器增益电压条件下的光强以及噪声。根据光电探测过程,用泊松随机过程理论和最小二乘拟合法对测得的光强噪声数据进行了分析,发现噪声主要由来自于像增强器的等效光电子散粒噪声和电荷耦合器件(CCD)的光电子散粒噪声组成。尽管像增强器对光信号进行了放大,在大部分情况下,CCD的光电子散粒噪声也不可忽略。建立了双随机变量泊松过程的三维成像噪声模型,利用该模型给出了测距误差最小意义下的最优增益距离调制函数。; 周琴张秀达胡剑严惠民; 关键词：成像系统增益调制像增强器散粒噪声

Investigations of range accuracy for long-range three-dimensional active imaging被引量：2: 2011年; Distance resolutions and noises are analyzed experimentally for long-range three-dimensional (3D) active imaging systems that have signal-to-noise ratios (SNRs) more optimal than 30:1. Findings indicate that the photon shot noise primarily determines the SNR. However, the active imaging method, which has a relatively low SNR, generates a relatively high distance resolution. To explain this phenomenon, a theory in which the distance resolution of 3D active imaging systems is determined by both the photon shot noise and the subinterval width is developed. Theoretical and experimental results differ by less than 4%.; 张秀达严惠民周琴; 关键词：测距精度信号噪声比距离分辨率散粒噪声

Sub Short Noise 3D Laser Radar Based on Second-Order Coherence: The area array three-dimensional(3D) active imaging laser radar is a kind of remote sensing system which benef...; Xiuda Zhang; 文献传递

应用分块复原方法提高激光雷达测距精度被引量：1: 2012年; 介绍了一种基于像增强器增益调制原理的三维成像激光雷达,距离图可以由恒定增益和线性增益调制条件下的灰度图计算得到。根据成像系统的传递特性,建立了灰度图像的退化模型并分析了在考虑点扩散函数影响的情况下,引起成像激光雷达测距误差的主要原因。分析结果表明,在距离变化区域,测距误差主要与点扩散函数、反射率和实际距离等因素有关;而在平坦区域,测距误差主要由散粒噪声引起的。根据误差的来源和散粒噪声的特点,提出了对拍摄得到的灰度图像进行分块复原的方法。仿真结果显示:该方法复原得到距离图的均方根误差比全局复原方法小。最后将该方法用于实际拍摄的雷达图像,验证了该方法的有效性。; 杨超严惠民张秀达袁波; 关键词：成像激光雷达点扩散函数测距精度

残余振动导致激光雷达成像模糊的研究被引量：3: 2011年; 由于机载凝视成像激光雷达对地测距采用稳定平台,抑制了飞行过程中的高频振动,随机振动影响成像质量的成分主要是中低频振动。建立了随机振动模糊的理论模型,分析了采用多曝光叠加的动态成像过程中像素间串扰的影响机理。结合双通道三维主动测距方案,通过对具体的稳定平台振动谱的分析,研究了曝光时间与像素串扰半径、相对测距误差系数之间的关系。通过仿真程序得出满足横向分辨率要求下的最佳曝光时间,从而提高了系统的测距性能。; 苏恒严惠民张秀达杨超; 关键词：成像激光雷达

基于倾斜多高斯光束叠加的均匀化照明整形方法被引量：5: 2010年; 为了实现大功率半导体激光器堆叠进行均匀化照明设计,提出了基于倾斜多高斯光束(MTGB)叠加的均匀化照明方法。推导了倾斜多高斯光束模型的平均光强解析表达式,发现该光束模型的光强分布具有角分布平顶特性且不随传播而改变。通过在角度域和傅里叶频域对该光束模型的均匀性分析,得出影响其均匀性的因素,给出了数值计算验证。最后在ASAP光学软件中,实现了把半导体激光器堆叠整形成倾斜多高斯光束模型的具体方法,获得了12°×10°的均匀化照明效果。结果显示,该方法在半导体激光器Bar条间距快轴方向装配误差有±50μm时,仍然可以获得75%的均匀性和80%以上的效率。方案具有现实可行性,适合作为主动激光成像的照明系统设计。; 姜燕冰严惠民张秀达姚金良; 关键词：光学设计

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国家高技术研究发展计划(2009AA12Z142)

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机构

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