高光谱激光雷达谱位合一的角度效应分析

高光谱激光雷达以其谱位合一的技术优势为实现超三维精准遥感观测提供了可行途径,因此成为当前激光雷达与高光谱遥感领域共同大力推进的前沿发展方向。目前已有多型原型系统研发出来并得到了原理性验证,然而针对其数据处理核心环节问题的基础技术仍较为欠缺。典型问题之一是不同波段回波信号受激光入射角度的影响,该角度效应限制了高光谱激光雷达实现高性能遥感。以芬兰空间信息研究所高光谱激光雷达原型系统扫描桦树树干为例探讨了该角度效应,发现了不同激光波段对不同入射角度的回波强度响应模式,推导出了角度效应的基本规律及其精细尺度的统计规律,为后续该方向的系统研发、数据处理及信息提取等提供了可借鉴的底层机理与技术基础。     

应用于车载激光雷达的宽带AGC跨阻放大器

针对车载激光雷达接收端脉冲信号脉宽窄、动态范围大等特点,提出了一种新型宽带、宽动态范围和高增益的自动增益控制(AGC)跨阻放大器。采用改进型调节型共源共栅结构作为输入级,拓展了带宽。使用改进型吉尔伯特单元作为可变增益放大器,进一步提高了带宽和增益。增加了AGC环路,提高了输入动态范围。基于标准 0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真,整体版图尺寸为760 μm×650 μm。仿真结果表明,该电路的-3 dB带宽为1.06 GHz,跨阻增益为80.79 dBΩ,输入动态范围为60 dB(1 μA~1 mA),功耗为47.6 mW,满足车载激光雷达接收机的要求。     

Estimating underground mine ventilation friction factors from low density 3D data acquired by a moving LiDAR

Ventilation system analysis for underground mines has remained mostly unchanged since the Atkinson method was made popular by Mc Elroy in 1935. Data available to ventilation technicians and engineers is typically limited to the quantity of air moving through any given heading. Because computer-aided modelling, simulation, and ventilation system design tools have improved, it is now important to ensure that developed models have the most accurate information possible. This paper presents a new technique for estimating underground drift friction factors that works by processing 3 D point cloud data obtained by using a mobile Li DAR. Presented are field results that compare the proposed approach with previously published algorithms, as well as with manually acquired measurements.     

LiDAR 在数字城市三维建模中的应用

基于研究快速获取高精度的新型建模技术的目的,采用最新的机载激光雷达技术,通过对LiDAR点云数据的处理与分类,快速获取了地面建筑物精确的三维坐标;使用Terrosolid软件根据地面点云数据自动建立建筑物模型,并结合3ds Max软件进行个体模型的编辑与优化,后期利用建筑物实地照片进行贴图,最终得到了高精度的三维模型,证明了利用LiDAR技术快速建立高精度城市三维模的可行性.     

基于多核DSP激光成像雷达数据处理系统

采用多核DSP设计了一个用于地面目标检测的激光雷达实时图像处理系统。在详细分析算法各模块资源消耗量的基础上,完成了硬件电路设计,实现了以主辅拓扑结构为框架的软件并行处理系统开发。在系统实现时,先将图像进行分区,并合理地将分区后的图像分配到四个DSP核中进行处理。最后,将并行系统进一步扩展到双核和六核,并与单核系统进行性能比较。对算法运算时间的测试结果表明,系统处理一帧图像仅需50 ms达到了实时性要求。结果表明,对于固定负载的处理系统,单纯地通过增加并行的核数来提高加速比的幅度是有限的。当增加并行的核数已不能明显地提高计算效率时,在系统设计中应着重减少每个核串行运算的负载量。     

林分平均高度卫星遥感新进展

林分平均高度是生态系统模型重要的输入参数之一,与生物量估算与碳循环研究高度相关。通过系统回顾林分平均高度研究的发展历史和最新进展,总结了不同传感器林分平均高度(SAR树高与LiDAR冠层高度)研究的主要模型和方法,通过单一传感器技术进行林分平均高度研究的内在特征的不同,分析了多传感器的区域林分平均高度联合反演方法的优劣性,并从科学发展趋势和社会需求出发,认识目前存在的主要问题与难点及未来面临的挑战和机遇,为今后更好地进行森林垂直结构和全球碳循环研究提供思路和借鉴。     

基于因子图优化的激光SLAM

为提高基于激光雷达的同步定位和建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)精度,提出一种基于因子图的高效率、高精度的激光雷达SLAM框架。采用一种基于滑动窗口的因子图方法,将当前帧进行帧间匹配得到相对位姿,按照一定规则选出关键帧,将关键帧与全局地图进行匹配得到绝对位姿;构建一个因子图,将得到的连续帧之间的相对位姿与关键帧的绝对位姿作为优化因子,机器人的位姿作为状态节点放入因子图中进行位姿优化,得到高频率的机器人位姿以及全局一致的环境地图。结果表明：该算法能够减小误差的累积,具有更高的定位精度。     

The structural and radiative consistency of three-dimensional tree reconstructions from terrestrial lidar

A novel methodology is proposed to reconstruct 3D tree architectures from terrestrial LiDAR (TLiDAR) scans. The methodology is robust and relatively insensitive to wind- and occlusion-induced artefacts in the 3D TLiDAR point clouds. A quantitative evaluation of structural attributes, like the vertical foliage and wood area profiles, as well as the shoot orientation distribution, was performed. Due to the difficulties of acquiring reliable and accurate estimates of these parameters in the field, an original evaluation approach was chosen that reproduces the TLiDAR scanning and subsequent tree reconstruction process in a virtual environment. In a second step the reconstructed tree models were ingested in a validated 3D radiative transfer model to simulate both their reflectance signatures (observable by space borne instruments) and directional transmission properties (measurable during field campaigns) under various spectral, illumination and tree density scenarios. The results of these evaluations confirm the appropriateness of the proposed tree reconstruction model for the generation of structurally and radiatively faithful copies of existing plant and canopy architectures.     

利用LiDAR成果生产数字线划图的简易方法

提出一种利用LiDAR成果生产数字线划图的简易方法,实现了大比例尺地形图的快速更新与维护.     

基于Terrasolid软件的激光雷达点云数据处理

随着空间数据应用领域的不断扩展,空间数据的获取和处理成为研究学者的热点问题。20世纪70年代机载雷达测量技术以一种主动式、快速、精确的新型遥感测量方法应运而生,本文主要研究激光扫描数据后处理技术中的滤波分类方法,并通过Terrasolid软件进行点云数据处理,结合具体实例进行粗差剔除,滤波分类等操作。在此过程中,通过设定不同的滤波分类参数进行精度比较,以实现最好的滤波分类效果。