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。     

目标激光雷达截面的计算方法及应用研究

依据激光测量系统的设计、评价需要,对目标激光雷达截面（LRCS）的计算方法及应用等有关问题进行了研究。在讨论LRCS一般计算方法的基础上,重点针对镜面反射目标,提出了一种简便的LRCS工程估算方法,并应用于激光角反射器目标和“猫眼”目标,得到了相应的LRCS估算公式;从目标LRCS的角度推导出激光测量方程,该方程可普遍适用于各类激光测量系统和各种散射特性目标,并具有应用简单、方便的特点,可广泛应用于各类激光测量系统的论证设计和性能评价。     

长波红外主被动复合成像中目标检测仿真研究

给出了Jeffrey H. Shapiro等人的目标检测算法,以及在该算法基础上推导出的七个目标检测公式。自行编程设计和实现了仿真实验。在理想情况下,通过仿真对检测性能进行了对比,从仿真结果可知, ?孜的取值在5 dB附近或者大于5 dB时,在激光雷达的工作范围内（CNR≈10~30 dB）,综合利用主被动两种信息进行目标检测的性能要优于仅利用其中任何一种信息进行目标检测的性能,综合利用主被动三种信息进行目标检测的性能要优于仅利用其中任何一种信息以及两两信息组合进行目标检测的性能。强度像、距离像与被动红外融合时的检测性能最高,从而验证了长波红外主被动复合成像的优越性。同时,讨论了理想情况下子帧大小对目标检测公式性能的影响,对非理想情况进行了初步探讨。     

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.     

非扫描半导体激光雷达成像制导技术研究

重点介绍了非扫描调频连续波半导体激光成像雷达的基本原理.分析了非扫描调频连续波半导体激光成像雷达的调制方法、系统性能以及在制导技术中的优势和局限性.根据国内外就半导体激光雷达方面的研究状况,预言了其将成为精确制导技术的重要研究方向.     

基于车载激光雷达的列车前方侵限障碍物检测

障碍物侵限会严重威胁自动驾驶列车的行车安全。为此,文章提出一种基于车载激光雷达的列车前方侵限障碍物检测方法。其首先从激光点云中提取轨道点,建立复合轨道模型,并基于RANSAC算法分别估计XOZ平面和XOY平面的轨道参数;随后,分析点云的径向坡度角特征,结合拟合所得的轨道信息完成地面点云分割,得到障碍物点云,并利用动态邻域半径的DBSCAN算法对障碍物点云进行聚类;最后,提取障碍物凸包并对凸包进行插值采样,产生稠密的边缘点集,完成障碍物侵限判断。现场实车实验结果显示,采用该方法,轨道检测准确率高于99.4%,列车、杆塔和行人检测准确率在99.7%以上,轨道检测成功时侵限判断准确率达到100%,能准确实现对列车前方障碍物的识别及是否侵限的判断。     

光束入射角对角锥合作目标激光测距的影响

为了掌握光束入射角对角锥合作目标激光测距接收功率的影响规律,分析了光束入射角和角锥棱镜反射器有效反射面积的关系,利用有效反射面积推导了角锥棱镜反射器的激光雷达横截面(LRCS)随光束入射角变化的理论公式,进而得到激光测距系统接收功率随光束入射角变化的规律。理论分析及仿真结果表明,接收功率随入射角增大而减小,在最大允许入射角处发生突变,并且角锥反射器的最大允许入射角理论值为±54.74°。     

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.