基于Golomb序列调制的目标距离速度测量方法

针对连续波激光雷达在同步测量目标距离和速度的应用中存在辐射信号上限峰值功率低、测量极限距离近的问题,提出一种基于Golomb脉冲序列调制的测量信号波形,研究该方法在道路环境中同步测量目标距离和速度的可行性。首先,以一种准连续波,即伪随机（PN）码调制为例分析连续波调制方法存在的发射信号峰值功率低的问题,在此基础上讨论Golomb序列的特征,提出使用Golomb序列调制发射信号提高发射脉冲峰值功率的方法;然后,讨论Golomb序列调制的多普勒信号频谱分析方法和基于数据累加的延迟时间定位方法,实现同步测量目标的速度和距离;最后,在道路目标产生的多普勒频率范围内,通过仿真实验验证该方法的正确性。实验结果表明,在以脉冲序列构成的对多普勒信号平均采样率远低于奈奎斯特频率的条件下,仍然可以通过快速傅里叶变换（FFT）方法获得多普勒信号的频率,从而在发射平均功率恒定的条件下极大提高单脉冲的峰值功率;另外,利用Golomb序列的不等间隔特性,通过数据累加方法可以完成对激光脉冲飞行时间的定位,在保证了速度测量的同时实现对目标距离的测量。     

Categorization of indoor places by combining local binary pattern histograms of range and reflectance data from laser range finders

This paper presents an approach to categorize typical places in indoor environments using 3D scans provided by a laser range finder. Examples of such places are offices, laboratories, or kitchens. In our method, we combine the range and reflectance data from the laser scan for the final categorization of places. Range and reflectance images are transformed into histograms of local binary patterns and combined into a single feature vector. This vector is later classified using support vector machines. The results of the presented experiments demonstrate the capability of our technique to categorize indoor places with high accuracy. We also show that the combination of range and reflectance information improves the final categorization results in comparison with a single modality.     

增量式光栅编码器在激光扫描雷达的应用研究

在地面、空中、太空、海面、水下,激光雷达的应用十分广泛,并涉及到多个学科领域。提出了采用增量式光栅编码器作为激光雷达扫描系统的位置传感器,研究了增量式光栅编码器的工作特点,设计了测量电路,并对增量式光栅编码器的线性度和重复精度进行了测试、标定。实验结果表明:该增量式光栅编码器线性度达99.97%,重复精度可以达到18″,可以提供给激光雷达系统精确的位置信息。     

激光测距仪在机械手自动更换技术中的应用

设计了一种基于位置敏感器件(PSD)的三角形激光测距仪,测距仪安装在空间机器人的腕部,在机器人工作时对距离和机械手腕的位置与姿态进行检测,激光器发出明亮的红色光斑可作为机器人视觉的基准。     

Positioning device for outdoor mobile robots using optical sensors and lasers

We propose a novel method for positioning a mobile robot in an outdoor environment using lasers and optical sensors. Position estimation via a noncontact optical method is useful because the information from the wheel odometer and the global positioning system in a mobile robot is unreliable in some situations. Contact optical sensors such as computer mouse are designed to be in contact with a surface and do not function well in strong ambient light conditions. To mitigate the challenges of an outdoor environment, we developed an optical device with a bandpass filter and a pipe to restrict solar light and to detect translation. The use of two devices enables sensing of the mobile robot’s position, including posture. Furthermore, employing a collimated laser beam allows measurements against a surface to be invariable with the distance to the surface. In this paper, we describe motion estimation, device configurations, and several tests for performance evaluation. We also present the experimental positioning results from a vehicle equipped with our optical device on an outdoor path. Finally, we discuss an improvement in postural accuracy by combining an optical device with precise gyroscopes.     

光纤传感器与激光测距的物位传感器设计

以固体火箭发动机推进剂装药物位检测系统研究为背景,采用基于光纤传感器与激光测距原理的非接触式物位检测方案,使用光纤传导激光,使带电设备远离检测现场,可以在检测现场完全不带电的情况下实现高精度物位检测。系统通过主控单元可以控制多个传感器实现多点同时检测,从而能够在装药表面不是绝对平面的情况下得到更为可靠的检测结果。     

激光跟踪测距仪在体育领域中的应用

介绍了激光的特点及激光跟踪测距仪的工作原理 ,在此基础上 ,设计了一种激光跟踪测距系统 ,对该系统的组成及主要部件进行了阐述 ,给出了该系统的主要性能数据 ,并对该系统在体育领域中的应用前景作了展望。     

深度图辅助的主动轮廓分割算法

针对由前后背景相似而导致从图像中很难分割出精确图像的问题,以主动轮廓分割方法为基础,结合深度图为辅助,提出了一种新的深度图辅助的基于区域的主动轮廓图像分割方法。首先,使用滤波算法对深度图进行修补,得到较为完善的深度图;然后使用混合高斯模型计算得到彩色图和深度图的置信图;最后使用置信图,计算给定区域中颜色与深度的权重,从而指导分割过程。提出的算法能够正确使用彩色信息和深度信息来指导分割,更准确地实现前后背景的分离。实验结果表明,该方法得到的分割结果较为接近真实情况,提高了图像分割的准确率。     

基于脉冲位置幅度调制的距离速度同时测量

针对传统波形方法在多普勒激光雷达测量目标距离和速度的应用中不能同时获得高测量精度的问题,提出一种使用位置和幅度同时调制的测量信号波形,以解决距离和速度测量精度之间的矛盾,同时使两个参数测量之间相互独立,并分析了该方法应用于智能驾驶道路环境中目标距离和速度测量的可行性.首先,讨论典型调制方法在同时测量目标距离和速度方面存...     

一种基于成像光路的图像匹配技术

图像匹配是计算机视觉领域的一个关键技术。针对图像匹配过程中特征提取运算量大、速度慢、匹配精度低的问题,提出一种基于成像光路的图像匹配技术。建立一种基于双目视觉的摄像机模型,根据该摄像机模型的成像光路确定摄像机视场交汇的几何模型,由几何关系估算出两幅图像中可能存在图像重叠的最大区域,再采用传统的特征匹配算法在该区域内实现图像的特征匹配。实验结果表明,相较于在整幅图像中提取特征点进行匹配,该方法能有效地提高匹配的速度,降低误匹配的发生几率。