基于无人机激光雷达三维绿量快速测量研究及应用

三维绿量是表征城市植被生态效益的综合指标。以上海浦江郊野公园香樟林地为对象,通过无人机激光雷达与传统样地调查分别对研究区香樟三维绿量进行测算对比分析。结果发现：(1)相对于传统样地调查,无人机激光雷达手段可大幅提高测量植被三维绿量的精度与效率;(2)上海浦江郊野公园香樟样地的总三维绿量为2 936.55 m³,平均三维绿量密度为2.17 m³/m²,单木三维绿量与冠幅的线性相关性更为显著。结果旨在为城市植被三维绿量快速测量提供方法参考。     

高精度多波束激光雷达时间间隔并行测量技术研究

基于延迟线内插原理,设计了一种基于FPGA的多路时间间隔并行 测量方法。该方法可以解决多波束激光雷达的同时测量问题,其通道可达52波束。本文系统主要由 脉冲整形电路、测量电路以及数据处理模块等组成。实验结果表明,各通道的综合 测时均方差范围为59.55～70.06 ps,各通道平均值的均匀性为446.8 ps,一致性误 差较小。由于具有性能稳定、精度高、体积小以及使用方便等优点,该系统可以为高精度多通道信息获取技 术在多波束机载激光雷达中的广泛应用提供技术基础。     

基于激光数据的北极海水二氧化碳分压研究

星载激光雷达作为一种新型的主动遥感技术,为全球海洋昼夜以及极地冬季海水二氧化碳分压的研究提供了可能。研究通过使用云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星（CALIPSO）数据,对全球海表面叶绿素a（Chla）浓度进行了反演,并构建了基于激光数据的前向神经网络模型（FNN-LID）,重构了北冰洋海水二氧化碳分压（pCO₂）昼/夜长时序数据集。在此基础上,对基于主动遥感的极地海水Chla浓度和海水pCO₂数据进行了验证与分析。结果显示,基于该算法的反演产品,具有较高的数据质量,不论是和其他被动遥感的产品还是独立浮标观测数据集都有较好的一致性,且能够有效“填充”极地冬季的数据空白。在北冰洋海区,受陆源强烈影响的边缘海都表现为较高的海表Chla浓度。北冰洋海水pCO₂的空间格局表现出经向的差异,且pCO₂的季节变化十分剧烈,甚至超过80 μatm。近20年来,北冰洋稳定地表现为大气二氧化碳的汇,而在东西伯利亚海和喀拉海等海冰显著衰退的地区,海面pCO₂的增长率非常显著。     

一种三维激光扫描机器人的设计

森林对改善生态环境,维护生态平衡具有不可替代的作用,采用传统的森林参数测定方法获得的林业基础数据精度差,具有一定的局限性.本设计采用stm32芯片对智能车的行程进行控制,并搭载基于Arduino芯片控制的激光雷达对林地内的树木进行扫描,从而获得树木的三维点云数据,为林业碳汇等领域获取林分参数提供新的技术支持.     

基于激光雷达组测量的全自动卸料系统研究

铁路全自动化散料装车过程中,根据低速移动的车厢与溜槽的相对位置进行自动控制放料。系统的重难点是对车厢的动态检测技术,以及根据检测结果进行的卸料控制。针对铁路装车站全自动卸料工艺的需求,采用激光雷达组对车厢的动态测量技术,并引入基于Matlab/Stateflow建立的有限状态自动机模型。根据激光雷达的回调数据对卸料过程进行了仿真和应用。模型基于PLC编程标准生成结构化文本,实现了PLC控制程序的自动生成。     

基于巴克码调制的非相干探测激光雷达系统设计与仿真

目前,许多学者对提高激光雷达信噪比进行了大量的研究,主要方法为在相干探测体制下利用脉冲压缩技术提高雷达信噪比与距离分辨率,效果显著,但相对成本较高,且光学系统复杂。提出了改进非相干探测激光雷达发射信号及相应的雷达系统,该系统实现成本较低,雷达回波信号经数字脉冲压缩处理后可有效提高信噪比。在所涉及雷达系统基础上,综合考虑激光雷达距离方程、大气衰减、背景光干扰与噪声等因素,对回波信号进行建模与仿真,并对回波信号进行数字脉压处理与恒虚警检测。仿真结果表明,所设计系统相比矩形波激光雷达系统性能提升明显。     

基于线性调频脉冲压缩的激光相干探测技术研究

针对现有的单频率脉冲相干探测激光雷达的高精度测量矛盾,研究采用线性调频脉冲压缩的方式实现相干激光雷达对目标的高精度测距和测速.文中介绍了线性调频脉冲压缩的原理并给出了仿真结果,并结合相干激光雷达系统的特点,并对系统的实现方式问题进行了探讨.     

机载激光雷达技术在山区河道水电工程测绘中的应用

在工程测绘阶段,受原始扫描数据质量的影响,最终的测绘误差较大,为此,提出机载激光雷达技术在山区河道水电工程测绘中的应用。借助激光雷达在数据扫描阶段的精度优势,将其嵌入到无人机中,实现对目标范围数据的采集,并通过设置标靶,实现对采集数据的校正。在山区河道水电工程模型绘制阶段,采用点云滤波的方式去除原始数据的噪声,再利用点云拼接的方式实现对工程模型的构建。在测试结果中,设计工程测绘方法下的误差始终稳定在1 m以内,具有较高的可靠性。     

基于光散射技术的两种能见度探测方法的比较分析

为了提高大气能见度的仪器探测水平,并验证自行研制的车载式拉曼激光雷达探测大气水平能见度的可靠性,使用1种基于可见光波段的前向散射能见度仪,与基于后向散射原理的拉曼激光雷达进行了联合试验,对两者测量结果,进行了分析和讨论,结果表明这两种探测手段具有较高的相关性.同时,通过对前向散射原理的探讨,为能见度仪的国产化提供了参考,也检验了国内首台车载式拉曼激光雷达在测量能见度方面的可靠性,扩展了它的应用领域.