時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)型激光雷達(dá)信號(hào)分析.pdf

1、激光雷達(dá)系統(tǒng)屬于主動(dòng)探測(cè)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(duì)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(shì)，已被廣泛應(yīng)用于民用和軍事等各領(lǐng)域。時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)是一種隨機(jī)信號(hào)離散采樣的技術(shù)，統(tǒng)計(jì)大量的這種隨機(jī)信息分析特征。時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)是一種新型的離散采樣技術(shù)，具有光子計(jì)數(shù)的能力，并具有十分高的時(shí)間分辨率?；跁r(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)原理的激光雷達(dá)系統(tǒng)，在脈沖式激光測(cè)距的原理上，引入時(shí)

2、間相關(guān)的概念，一方面降低了對(duì)激光強(qiáng)度的要求，提高了有效測(cè)量的范圍，另一方面提高了測(cè)距精度。本論文參考近年來國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和樣機(jī)，通過建立合理可靠的探測(cè)模型;然后利用可靠的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行信號(hào)處理，達(dá)到距離的高精度的提取。
　　由于探測(cè)器的輸出信號(hào)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，提出了一種貝葉斯推論下的馬爾可夫信號(hào)方法，通過馬爾可夫技術(shù)在當(dāng)前對(duì)目標(biāo)信號(hào)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(hào)，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(yàn)分布，采用一些后驗(yàn)預(yù)設(shè)分布及一些閾值分布，可以有效提高對(duì)參量存在空間的探測(cè)速度。對(duì)這種多參量的組合問題，采用Metropolis算法循環(huán)逐個(gè)快速更新這些參量。這些參量構(gòu)成一個(gè)全局近似解，利用貝葉斯推論對(duì)所有全局近似解進(jìn)行評(píng)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(shí)驗(yàn)表明，這種以后驗(yàn)信息推斷先驗(yàn)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(hào)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(gè)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(jìn)的模擬回火策略求解，通過添加的主動(dòng)干預(yù)回火的步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)參量更新過程的有效探到，以滿足對(duì)速度或者運(yùn)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