激光雷達(dá)回波數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)是地質(zhì)探測(cè)、地形調(diào)查的重要手段，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展歷程，用途和體制越來(lái)越豐富。基于條紋原理的激光雷達(dá)作為一種新體制的激光雷達(dá)，具有高靈敏度、高幀頻、高分辨率的特點(diǎn)，可以同時(shí)獲得目標(biāo)的強(qiáng)度和距離信息，具有廣闊應(yīng)用前景。條紋管等陣列探測(cè)體制的新型激光雷達(dá)快速發(fā)展，使得其數(shù)據(jù)獲取效率有了數(shù)量級(jí)的提高，如何高效處理海量的回波數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為目前條紋激光雷達(dá)繼續(xù)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。因此，開(kāi)展激光雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的快速處理研究對(duì)基于條

2、紋原理的激光雷達(dá)的應(yīng)用推廣具有重要意義。
　　本文介紹了新體制機(jī)載條紋激光雷達(dá)的工作原理和回波信號(hào)處理過(guò)程，獲得了影響數(shù)據(jù)處理速度的主要因素；比較了不同軟件環(huán)境在回波信號(hào)處理方面的特點(diǎn)，并在優(yōu)化的軟件環(huán)境下對(duì)激光回波數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理加速研究；并基于原始條紋回波信號(hào)利用形態(tài)學(xué)方法，進(jìn)行了目標(biāo)的分類提取研究。
　　針對(duì)回波信號(hào)降噪過(guò)程是影響數(shù)據(jù)處理速度的主要因素這一情況，對(duì)MATLAB與LabVIEW兩種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境下的回波信號(hào)

3、降噪效率進(jìn)行了對(duì)比研究，證明了相比于LabVIEW，MATLAB具有更快的處理速度。利用MATLAB開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用基于CPU的并行處理方式對(duì)回波信號(hào)降噪過(guò)程進(jìn)行快速處理研究，證明了引入并行處理技術(shù)能夠顯著提高回波信號(hào)的處理速度，獲得的最大加速比可以達(dá)到3.4。為進(jìn)一步提升回波信號(hào)處理效率，對(duì)GPU并行處理技術(shù)開(kāi)展了研究，當(dāng)利用CPU與GPU協(xié)同的方式進(jìn)行加速時(shí)，獲得了9.4的最大加速比。
　　在目標(biāo)分類技術(shù)研究方面，根據(jù)條紋原理激