成像激光雷达大气消光系数的反演方法

针对成像激光雷达的应用背景,利用Klett迭代方法求解水平路程激光大气传播的消光系数,并采用Monte-Carlo方法对典型应用背景下的接收信号进行了模拟,结果表明：采用该方法求解的消光系数的理论误差小于6％;在考虑大气湍流起伏的情况下,消光系数的起伏变化明显,但是与理论模型的变化趋势吻合。     

成像激光雷达大气消光系数的反演方法

针对成像激光雷达的应用背景,利用Klett 迭代方法求解水平路程激光大气传播的消 光系数,并采用Monte2Carlo 方法对典型应用背景下的接收信号进行了模拟,结果表明:采用该方法求解的消光系数的理论误差小于6 %;在考虑大气湍流起伏的情况下,消光系数的起伏变化明显,但是与理论模型的变化趋势吻合。     

含有突变信号的激光雷达能见度反演

激光雷达进行大气能见度探测时,当探测路径上存在云、雾、烟尘或硬目标时,大气消光系数会在局部发生显著变化,表现为激光雷达回波信号在原有衰减趋势上出现突变。受此影响,直接使用现有算法将导致能见度反演精度低或错误反演。为此提出一种将突变点定位、消光系数边界值确定、消光系数迭代反演相结合的能见度反演算法。首先查找、定位突变信号所在位置;然后剔除突变点,利用斜率法得到消光系数边界值;最后基于Fernald法,以迭代方式反演大气消光系数及能见度。对两种典型大气消光模式的仿真实验表明,该算法提高了能见度反演精度,能够获得更为准确的全局能见度。利用自行研制的激光雷达能见度仪实测回波数据也验证了该算法的有效性。     

基于LabVIEW与Matlab混合编程的雷达回波起伏特性模拟

目前对雷达回波起伏特性的模拟一般是基于专用回波模拟器的。然而,某些通用仪器具有将Matlab编写的波形文件下载到仪器中以获得自定义波形输出的特点,因此,利用这些仪器可以模拟回波的起伏特性;LabVIEW在测试与测量、仪器控制等领域获得了广泛的应用,他提供了Matlab Script节点,使之可以与Matlab进行通信。因此利用这两种软件可以更好地控制通用仪器,实现回波起伏特性模拟。     

多次散射的激光雷达消光系数反演方法研究

给出了在考虑多次散射时大气消光系数、后向散射系数的激光雷达反演方法.用半解析Monte-Carlo方法对大气多次散射激光雷达回波信号进行了模拟计算.讨论了激光雷达接收视场角(FOV)以及光学厚度对多次散射回波信号的影响.米散射激光雷达测量数据反演的结果表明,在反演含有云、雾等大气消光系数廓线分布时,需要考虑大气粒子的多次散射效应的影响.     

基于星载激光雷达双通道信息的气溶胶消光系数廓线反演算法研究

星载Mie散射激光雷达是当前应用最为广泛的获取全球尺度气溶胶剖面信息的探测设备。然而,大气气溶胶类型多样,通常假定气溶胶遵循特定模式并以此为先验,从而实现从激光雷达信号反演气溶胶消光系数廓线,但这一定程度上会影响反演精度的进一步提升。鉴于此,提出了一种基于星载激光雷达双通道信息的气溶胶消光系数廓线的迭代反演优化算法。该方法首先在给定的先验气溶胶模式下获得初始消光-后向散射比（即激光雷达比）,并基于此分别反演两个通道的气溶胶消光系数和光学厚度。同时借助构建的气溶胶光学厚度与气溶胶质量柱总量之间的关系,得到两通道独立估计的大气气溶胶质量柱总量。最后以两通道大气气溶胶质量柱总量相同为约束,实现仅依赖激光雷达数据的激光雷达比及气溶胶相关光学参数的迭代优化。由于双通道激光雷达观测的限制,该方法适用于两种类型气溶胶混合下的反演,利用内蒙古包头地区的多年气溶胶背景场,对反演模型的精度和适用性进行了评估。与采用经验估算激光雷达比的Fernald方法反演结果相比,所提算法反演的气溶胶消光系数廓线在532 nm和1064 nm通道的平均精度分别提高了21.16%和3.00%。此外,还将该方法应用在CALI...     

基于Matlab和C混合编程的火炮精度数据处理软件实现

为解决某火炮动态精度试验数据处理任务急需,综合Matlab和C两种编程语言的优势,采用MEX文件实现Matlab和C混合编程的方法,通过在Matlab中调用解弹道积分和目标解相遇两个C程序模块,高效方便地完成了火炮动态精度试验数据处理软件的开发。测试和应用结果表明该方法可以显著提高编程效率、程序代码复用率和程序执行效率,具有很强的应用参考价值。     

基于单片机的混合编程

<正> 早期研制单片机应用系统时,大多以汇编语言作为软件工具。汇编语言可以按照地址准确操作内部每一个存储器,可以直接操作端口设备,程序代码的编译效率高、速度快,尤其适用在小型控制系统中,节约资源,减低成本。随着单片机硬件性能的提高,应用系统的开发也相应变得复杂,提高程序本身的编写效率显得更加重要,能够操作系统硬件,具有高级语言编程的特点,而且可以进行结构化程序设计的软件适应了这个要求,例如美国Franklin软件公司推出的Franklin C51就是一种专为8051系列单片机设计的高性能的C编译器,它含有十分丰富的库函数供开发人员调用,这极大提高了程序的编写效率。     

激光雷达观测斜程能见度反演方法

目前基于激光雷达测量能见度的反演算法可以较为准确地反演均匀大气条件下的水平能见度,对云雨雾等非均匀大气条件下斜程能见度的准确反演较为困难。为了准确探测复杂大气条件下的斜程能见度,分析了激光雷达探测大气能见度的反演算法,重点针对非均匀大气条件下能见度难以准确反演的问题,提出了一种将Collis斜率法与Klett后向法相结合的能见度反演迭代算法,适用于不同天气条件下不同倾角路径平均能见度的反演。利用车载式激光雷达系统对能见度进行了实际测量,实验表明:在均匀大气条件下,该迭代算法与广泛使用的Collis斜率法和Klett后向法完全吻合;对于非均匀大气条件,该迭代算法也可克服Collis斜率法和Klett后向法的局限,更为快速稳定准确地反演出需要的大气能见度信息。     

条纹管激光成像雷达数据处理系统分析与设计

条纹管激光成像雷达(STIL)的大视场、高帧频、高空间分辨率和时间分辨率等特点要求其数据处理系统具有相应的高性能。通过简要分析条纹管激光成像雷达数据处理的内容及性能要求,对条纹管激光成像雷达数据处理系统进行了分析和设计。简要介绍了条纹管激光成像雷达的典型系统结构,通过详细分析条纹管激光成像雷达数据处理内容,将所需处理的数据分为延时触发信号和条纹图像两类分别进行研究。根据系统指标要求,对比不同时序控制方案的优缺点,设计了基于Altera可编程控制(CPLD)的高精度可调谐数字延时控制子系统,以保证系统各部件严格按既定时序运作,实时捕获目标条纹图像并进行处理;通过对比不同的图像处理系统实现方案,分析系统硬件成本、建立周期和开发难度等因素,设计了以智能相机为核心的条纹图像处理系统。在此基础上,初步建立起条纹管激光成像雷达数据处理硬件平台。     

基于FPGA的激光雷达回波信号数据采集卡设计

回波信号数据采集设备是激光雷达系统的关键部分。为了提高信噪比,回波信号数据采集设备应当具有滤波和高速数据累加功能,为了满足不同重复频率激光雷达的探测需求,累加过程的采集深度和累加次数等参数应当是可配置的。使用FPGA作为主控设备,实现了一个采样率为20 MHz,具有滤波和硬件累加功能,且参数可配置的通用回波信号数据采集卡 (DAQ card)。测试结果表明,在不同重复频率的触发信号下,采集卡实现了基本的参数配置功能和累加功能,其信噪比为71.9 dB。与国外某回波信号数据采集设备相比,采集卡在高重复频率激光雷达中具有更远的探测距离和更高的信噪比。     

基于小波包分析的激光雷达信号消噪算法的研究

针对激光雷达回波信号所含噪声的特点,提出并详细论述了一种能够对激光雷达回波信号进行有效消噪的小波包平均阈值变换方法。该方法通过求取最优小波包基的每个结点的阈值,并进行平均后作为全局阈值来实现小波包消噪。为了验证该方法的有效性,对包含高斯白噪声的模拟信号进行了仿真消噪,并对米氏散射激光雷达系统实际探测得到的大气回波信号进行了消噪处理。同时,将该方法与小波全局阈值消噪、小波包默认阈值的消噪效果进行了对比分析。仿真结果和实验结果表明,基于平均阈值的小波包消噪方法能够有效降低激光雷达回波信号中所含噪声,并且其消噪效果明显优于另外两种小波分析方法。     

基于模型软件设计的测量船数据处理

论述了测量船数据处理软件设计中所用的模型软件设计思想。针对各测量船结构相似但设备安装位置相异的问题,提出了将程序功能和具体格式分离的思路,将差异性用参数来体现,利用参数来实例化程序,使处理程序能适应各种情况下的数据处理工作,并就实现过程中使用的程序设计技巧、实现方法及应用实例进行了简要介绍。     

基于边缘探测技术的激光雷达系统设计

基于边缘探测技术的激光雷达系统中,确定分子吸收池滤波器的吸收光谱谱线,以及确定发射激光信号的中心频率,是实现激光雷达系统设计的核心问题。依据不同信道中布里渊散射的特性,仿真出碘分子吸收池在470~550 nm区间的吸收光谱,在此基础上确定激光雷达系统激光中心频率的选取和鉴频器的设计方法。以大气和海水典型信道为例,论证了该方法在基于边缘探测技术的激光雷达中的实际应用。     

基于Matlab和VC混合编程的三面互检程序设计

研究了光学平面绝对检验的干涉测量方法:三面互检法。该方法需要三个被测平面,两两组合测量,就能够得到被测平面在通过其中心两个垂直方向的线轮廓数据。根据Matlab和VC混合编程思想,设计了带界面的三面互检计算软件,能够对任何一台干涉仪所采集到的实验数据进行快速计算,并进行了实验验证,得到了所测干涉仪参考平晶的绝对面形,相对于Zygo软件计算误差为3%。     

基于COM的VC与Matlab的混合编程技术

阐述了Matlab新推出的混合编程工具COM Builder的应用方法，深入分析TVC实现COM的原理和运行机制，并由此通过实例说明了一种新的脱离Matlab环境的混编技术的实现。     

基于软件复用技术雷达数据处理的设计与实现

为了降低雷达数据处理系统软件开发过程中所用的成本与时间,提高软件的灵活性和可维护性,采用软件复用的思想与技术,在软件模块化设计的基础上,对各个模块进行复用分析,分离差异,提炼出各模块可复用内容,实现了大部分模块的软件复用。通过软件复用技术,缩短了系统开发周期,提升了软件开发效率,保证了软件开发质量,具有较高的工程价值与经济价值。     

MATLAB 与C 混合编程技术在A/ D 性能测试中的应用

讨论了MATLAB 及C 混合编程的优点,介绍了C-MEX 的实现原理,并结合A/ D 性能测试设备的开发,在MATLAB环境中编写VME 总线平台下硬件读写程序,解决了MATLAB 不能直接访问底层硬件的问题,给出了软件设计流程。结果表明:该方法提高了系统实时性能,简化了编程步骤,较好地发挥了C 与MATLAB 软件的整体优势。     

基于激光雷达数据阴影处理和图像融合的地物分类方法

城市可见光图像中高大的建筑和树木造成的阴影及部分树木区域出现的颜色失真问题使得传统的颜色量化方法不能准确描述地物谱差异,最终导致分类精度下降。针对可见光图像中的阴影和颜色失真问题提出了一种改进办法:第一阶段针对阴影导致的被掩盖区域谱信息缺失问题,对阴影区域进行采样、分析,通过双阈值提取阴影区域并以面向对象分类方法获得绿色区域阴影。第二阶段通过融合树木区域在多源信息[激光雷达强度、多次回波的数字表面模型(DSM)]中的差异特征,剔除冗余,获取准确的树木区域,弥补颜色失真使得树木区域提取不完全的缺陷。实验结果与人工获取的真实数据对比显示,该方法与传统的Dempster-Shafer(D-S)证据理论融合方法相比,分类精度有了明显的提高。