探測器噪聲對激光測繪精度影響的研究.pdf

1、由于激光雷達(dá)無論在軍事上還是民用上都具有很高的應(yīng)用價值,使其成為了目前高技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點。要想對激光雷達(dá)進行細(xì)致的研究,不僅需要建立高質(zhì)量、高精度的激光雷達(dá)系統(tǒng)裝置,還需要對整個激光雷達(dá)的系統(tǒng)性能進行分析和研究。
　　激光雷達(dá)的激光脈沖相比于早期普通的微波雷達(dá)其發(fā)出的激光信號的抗干擾能力更強,對于目標(biāo)的探測和識別能力會更高,在很多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。由于激光雷達(dá)工作環(huán)境的復(fù)雜和多變性,對激光雷達(dá)接收系統(tǒng)探測的回波信號的強度要求就要

2、更高。所以為了獲得更高的激光雷達(dá)測繪精度,不僅要提高激光雷達(dá)的整體硬件水平,還要對激光探測系統(tǒng)的噪聲進行分析,尤其是所接收的回波信號的信噪比進行分析,建立信噪比與測繪精度之間的關(guān)系,能夠更好地針對精度需求選擇探測器及激光功率。
　　本論文以激光雷達(dá)及條紋原理探測器為基礎(chǔ),通過理論研究分析建立激光雷達(dá)探測系統(tǒng),分析該系統(tǒng)的系統(tǒng)噪聲及背景噪聲的分布規(guī)律;對條紋圖像進行分析擬合建立探測信號信噪比與測繪精度之間的關(guān)系;通過仿真實驗對激光雷

3、達(dá)系統(tǒng)的噪聲進行分析并得出結(jié)論,進一步地針對探測信號信噪比與測繪精度問題進行驗證和分析。這對激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展完善及其測繪領(lǐng)域的應(yīng)用都具有較深遠(yuǎn)的意義。本論文的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.激光雷達(dá)的基本測繪方法是脈沖法和相位法,本文詳細(xì)分析了脈沖法并推導(dǎo)了測繪精度,分析了影響測繪精度的原因及系統(tǒng)噪聲和隨機噪聲的類型和產(chǎn)生機理。
　　2.基于實驗室現(xiàn)有條件對激光雷達(dá)系統(tǒng)條紋圖像進行數(shù)據(jù)提取,詳細(xì)分析了探測器噪聲對成像條紋的影

4、響,從而分析噪聲分布規(guī)律和影響噪聲的類型;提取條紋原理探測器探測到的信號的信噪比,分析成像圖片的測繪精度,找出它們兩者之間的定量關(guān)系;最后對該系統(tǒng)進行了成像定標(biāo),得出條紋圖像上的像素與探測距離的對應(yīng)關(guān)系。
　　3.將實驗條件載入三維仿真平臺,通過仿真程序?qū)嶒灲Y(jié)果進行再次驗證,分析了仿真成像圖片的噪聲分布及系統(tǒng)噪聲的精度,建立了仿真系統(tǒng)探測信號的信噪比與測繪精度的關(guān)系。
　　4.通過對實驗結(jié)果的計算,對不同精度要求下的激光發(fā)