機(jī)載激光雷達(dá)三維成像技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)是進(jìn)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(dá)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(dá)性能的重要因素。本文對機(jī)載激光雷達(dá)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(jī)載激光雷達(dá)的兩種基本測距方法是脈沖法和相位法，本文詳細(xì)推導(dǎo)了這兩種方法的測距精度，當(dāng)時(shí)間測量電路的時(shí)間分辨率為250ps時(shí)，計(jì)時(shí)誤差

2、產(chǎn)生的測距誤差為0.0153m。
　　2、機(jī)載激光雷達(dá)獲取的圖像可以分為強(qiáng)度像和距離像，其中強(qiáng)度像表征了激光反射回波強(qiáng)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(shí)的激光回波最強(qiáng)；距離像表征了目標(biāo)表面點(diǎn)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(diǎn)的精確空間三維坐標(biāo)，本文討論了機(jī)載激光雷達(dá)測量中的幾個(gè)參考坐標(biāo)系，推導(dǎo)了激光腳點(diǎn)坐標(biāo)在各個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換公式，求出了激光腳點(diǎn)在WGS-84地球坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)表達(dá)式。
　　4、介紹了距離選通激光雷達(dá)的原理和結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種快速成像的距離選通系統(tǒng)方案。詳細(xì)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