基于稀疏約束的鬼成像激光雷達(dá).pdf

1、傳統(tǒng)的激光雷達(dá)在遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)中很難同時(shí)滿足成像速度、靈敏度以及抗干擾能力等方面的性能需要。然而，鬼成像理論可以使得激光雷達(dá)具備更強(qiáng)的抗干擾性能;壓縮感知理論則可以大大減少采樣次數(shù)，提高成像速度。本文將這兩者結(jié)合，研究了壓縮鬼成像算法，并基于該理論搭建了一套雷達(dá)樣機(jī)系統(tǒng)，探索了它在實(shí)際目標(biāo)探測(cè)成像中的應(yīng)用，具有更加優(yōu)異的成像性能。主要內(nèi)容包括:
　　1)經(jīng)典鬼成像理論的數(shù)學(xué)推導(dǎo):本文通過符合測(cè)量和二階關(guān)聯(lián)理論，推導(dǎo)了鬼成像的數(shù)學(xué)關(guān)

2、系式;研究了贗熱光源的數(shù)學(xué)表達(dá)，闡釋了其具有和真熱光源相似的特性，證明了贗熱光源鬼成像的可行性。
　　2)壓縮鬼成像算法的原理:本文首先從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度，闡述了計(jì)算鬼成像的實(shí)現(xiàn)原理;接著，解釋了壓縮感知理論，指出常見探測(cè)目標(biāo)滿足壓縮感知所需要的稀疏性條件，進(jìn)而推導(dǎo)了CS算法在計(jì)算鬼成像中應(yīng)用的可行性，就此提出壓縮鬼成像算法;最后，通過二值目標(biāo)和灰度目標(biāo)的仿真以及實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該算法。
　　3)稀疏約束鬼雷達(dá)的樣機(jī)研制:本文基于壓縮

3、鬼成像算法搭建了一套激光雷達(dá)樣機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、原理清晰。通過選取遠(yuǎn)處靶標(biāo)進(jìn)行探測(cè)表明，稀疏約束鬼雷達(dá)在成像速度和質(zhì)量等多個(gè)方面相對(duì)于傳統(tǒng)激光雷達(dá)具有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　4)鬼成像中的散斑正交化研究:贗熱光源中毛玻璃形成的散斑場(chǎng)呈復(fù)高斯圓分布，所以對(duì)應(yīng)的散斑強(qiáng)度滿足二項(xiàng)式分布，雖然滿足算法需要，但其非正交的特性限制了成像質(zhì)量。因此，提出一種散斑正交化的方法，將二項(xiàng)式分布轉(zhuǎn)換為正交分布。該方法在不增加額外采樣時(shí)間的條件下，顯著地提