探測(cè)器噪聲對(duì)激光測(cè)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(jià)值,使其成為了目前高技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。要想對(duì)激光雷達(dá)進(jìn)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(duì)整個(gè)激光雷達(dá)的系統(tǒng)性能進(jìn)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(hào)的抗干擾能力更強(qiáng),對(duì)于目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別能力會(huì)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(duì)激光雷達(dá)接收系統(tǒng)探測(cè)的回波信號(hào)的強(qiáng)度要求就要

2、更高。所以為了獲得更高的激光雷達(dá)測(cè)繪精度,不僅要提高激光雷達(dá)的整體硬件水平,還要對(duì)激光探測(cè)系統(tǒng)的噪聲進(jìn)行分析,尤其是所接收的回波信號(hào)的信噪比進(jìn)行分析,建立信噪比與測(cè)繪精度之間的關(guān)系,能夠更好地針對(duì)精度需求選擇探測(cè)器及激光功率。
　　本論文以激光雷達(dá)及條紋原理探測(cè)器為基礎(chǔ),通過理論研究分析建立激光雷達(dá)探測(cè)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(duì)條紋圖像進(jìn)行分析擬合建立探測(cè)信號(hào)信噪比與測(cè)繪精度之間的關(guān)系;通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)激光雷

3、達(dá)系統(tǒng)的噪聲進(jìn)行分析并得出結(jié)論,進(jìn)一步地針對(duì)探測(cè)信號(hào)信噪比與測(cè)繪精度問題進(jìn)行驗(yàn)證和分析。這對(duì)激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展完善及其測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用都具有較深遠(yuǎn)的意義。本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.激光雷達(dá)的基本測(cè)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(cè)繪精度,分析了影響測(cè)繪精度的原因及系統(tǒng)噪聲和隨機(jī)噪聲的類型和產(chǎn)生機(jī)理。
　　2.基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件對(duì)激光雷達(dá)系統(tǒng)條紋圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)提取,詳細(xì)分析了探測(cè)器噪聲對(duì)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(cè)器探測(cè)到的信號(hào)的信噪比,分析成像圖片的測(cè)繪精度,找出它們兩者之間的定量關(guān)系;最后對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了成像定標(biāo),得出條紋圖像上的像素與探測(cè)距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　3.將實(shí)驗(yàn)條件載入三維仿真平臺(tái),通過仿真程序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行再次驗(yàn)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(cè)信號(hào)的信噪比與測(cè)繪精度的關(guān)系。
　　4.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算,對(duì)不同精度要求下的激光發(fā)