時間相關(guān)單光子計數(shù)型激光雷達(dá)信號分析.pdf

1、激光雷達(dá)系統(tǒng)屬于主動探測系統(tǒng)，通過多種不同的工作方式達(dá)到繪制目標(biāo)三維形態(tài)的目的。相對微波雷達(dá)系統(tǒng)，激光雷達(dá)系統(tǒng)具有更高的角分辨率、更小的發(fā)散角等優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于民用和軍事等各領(lǐng)域。時間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)是一種隨機信號離散采樣的技術(shù)，統(tǒng)計大量的這種隨機信息分析特征。時間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)是一種新型的離散采樣技術(shù)，具有光子計數(shù)的能力，并具有十分高的時間分辨率?；跁r間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)原理的激光雷達(dá)系統(tǒng)，在脈沖式激光測距的原理上，引入時

2、間相關(guān)的概念，一方面降低了對激光強度的要求，提高了有效測量的范圍，另一方面提高了測距精度。本論文參考近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻和樣機，通過建立合理可靠的探測模型;然后利用可靠的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型進行信號處理，達(dá)到距離的高精度的提取。
　　由于探測器的輸出信號具有很強的隨機性，提出了一種貝葉斯推論下的馬爾可夫信號方法，通過馬爾可夫技術(shù)在當(dāng)前對目標(biāo)信號的采樣前提下，完成有關(guān)回波峰值位置、峰值幅度等參量的提取，通過重建信號，完成距離特征的提取。依據(jù)

3、貝葉斯理論，無法獲知這些參量各自服從的先驗分布，采用一些后驗預(yù)設(shè)分布及一些閾值分布，可以有效提高對參量存在空間的探測速度。對這種多參量的組合問題，采用Metropolis算法循環(huán)逐個快速更新這些參量。這些參量構(gòu)成一個全局近似解，利用貝葉斯推論對所有全局近似解進行評估，挑選出最為合適的全局近似解作為問題的全局最優(yōu)解。實驗表明，這種以后驗信息推斷先驗信息的方法，具有高度的準(zhǔn)確性和良好的魯棒性。
　　此外，由于目標(biāo)具有多樣性，從而導(dǎo)致信

4、號具有多樣性。本文提出了一種模擬回火馬爾可夫蒙特卡羅全波形分析方法（STMCMC），用于求解全波形數(shù)據(jù)中的波峰數(shù)及峰值位置等參量。該方法采用Metropolis更新策略求解波峰數(shù)量和噪聲兩個參量，達(dá)到快速求解的目的;而峰值位置和波峰幅值則采用改進的模擬回火策略求解，通過添加的主動干預(yù)回火的步驟，實現(xiàn)對參量更新過程的有效探到，以滿足對速度或者運算收斂性的要求。模擬回火馬爾可夫蒙特卡羅全波形分析方法以馬爾可夫算法為基礎(chǔ)，仍保持馬氏鏈的收斂性