機載激光雷達三維成像技術(shù)研究.pdf

1、機載激光雷達技術(shù)是進幾十年才發(fā)展起來的一門高新測量技術(shù)，它在軍事上和商用上都有重要的應(yīng)用領(lǐng)域。激光雷達的測量方法和數(shù)據(jù)處理方法是其關(guān)鍵技術(shù)，是影響激光雷達性能的重要因素。本文對機載激光雷達的整體結(jié)構(gòu)和成像原理作了介紹，對測量方法和數(shù)據(jù)處理方法作了分析和仿真。論文的研究內(nèi)容和得到的結(jié)論如下：
　　1、機載激光雷達的兩種基本測距方法是脈沖法和相位法，本文詳細推導(dǎo)了這兩種方法的測距精度，當(dāng)時間測量電路的時間分辨率為250ps時，計時誤差

2、產(chǎn)生的測距誤差為0.0153m。
　　2、機載激光雷達獲取的圖像可以分為強度像和距離像，其中強度像表征了激光反射回波強度，主要與目標(biāo)反射特性、激光發(fā)射角度和探測器性能有關(guān)，并且激光正入射時的激光回波最強；距離像表征了目標(biāo)表面點和探測器之間距離的分布情況，通常先把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字灰度圖像后再做后續(xù)處理。本文討論了幾種邊緣檢測算子對距離圖像的邊緣檢測性能，其中噪聲對Sobel算子和Prewitt算子的檢測結(jié)果影響較小，但是這兩種算子檢測的

3、邊緣精度不高，Canny邊緣檢測法受噪聲影響很大，但其邊緣檢測的精度很高。
　　3、根據(jù)距離像可以求解目標(biāo)表面反射點的精確空間三維坐標(biāo)，本文討論了機載激光雷達測量中的幾個參考坐標(biāo)系，推導(dǎo)了激光腳點坐標(biāo)在各個坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換公式，求出了激光腳點在WGS-84地球坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)表達式。
　　4、介紹了距離選通激光雷達的原理和結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種快速成像的距離選通系統(tǒng)方案。詳細推導(dǎo)和分析了該系統(tǒng)的距離像，以及距離像的誤差和方差。仿