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激光雷達成像原理與運動誤差補償方法 版權信息
- ISBN：9787030410818
- 條形碼：9787030410818 ; 978-7-03-041081-8
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
激光雷達成像原理與運動誤差補償方法 內容簡介
本書匯集了國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)課題"多模式激光雷達成像運動誤差溯源與高精度補償"(2009CB724004)的主要成果。介紹了激光雷達的類型、組成和特點，以及成像激光雷達的發展現狀，分析了運動誤差對成像激光雷達的影響；分別從掃描成像、凝視成像、合成孔徑成像三種體制方面開展了激光雷達成像與誤差補償機理研究；很后介紹了誤差補償方法在機載掃描成像激光雷達中的應用。本書可供激光雷達測量、激光制導、激光遙感方面的科研人員使用，也可作為高等院校物理電子學、儀器儀表、光電工程等相關專業的研究生或髙年級本科生的參考書。
激光雷達成像原理與運動誤差補償方法 目錄
前言
第1章緒論1
1.1激光雷達基本概念1
1.1.1激光雷達的特點1
1.1.2激光雷達的分類2
1.2激光雷達的基本組成及其功能2
1.2.1激光發射系統3
1.2.2掃描系統4
1.2.3激光接收探測系統5
1.3激光雷達方程8
1.4激光雷達主要成像機理及發展現狀9
1.4.1掃描成像激光雷達10
1.4.2凝視成像激光雷達14
1.4.3合成孔徑激光雷達19
1.5運動誤差對激光雷達成像的影響27
1.5.1飛行平臺誤差來源分析28
1.5.2運動誤差對激光雷達成像的影響30
1.5.3激光雷達運動成像與誤差補償的研究意義32
參考文獻32
第2章掃描成像激光雷達與誤差補償37
2.1掃描成像激光雷達系統概述37
2.1.1工作原理37
2.1.2坐標系統與測地幾何模型38
2.1.3掃描成像激光雷達數據處理44
2.1.4掃描成像激光雷達若干新技術46
2.2掃描成像激光雷達系統構成49
2.2.1激光掃描儀50
2.2.2POS系統57
2.2.3輔助成像裝置60
2.2.4同步控制系統61
2.2.5相關參數62
2.3運動誤差對掃描成像激光雷達的影響66
2.3.1掃描儀誤差影響67
2.3.2POS誤差影響70
2.3.3系統集成誤差影響71
2.3.4平臺振動誤差影響73
2.3.5其他誤差77
2.4掃描成像激光雷達運動誤差補償78
2.4.1誤差補償與精度評價78
2.4.2系統檢校方法80
2.4.3航帶平差技術89
參考文獻100
第3章凝視成像激光雷達與誤差補償105
3.1增益調制型凝視成像激光雷達原理105
3.2增益調制型凝視成像激光雷達系統組成108
3.2.1凝視成像激光雷達系統109
3.2.2電路系統設計119
3.3凝視成像激光雷達的測距誤差121
3.3.1基于散粒噪聲的測距誤差分析122
3.3.2基于強度串擾的測距誤差分析125
3.4運動平臺成像分析和仿真132
3.4.1機載平臺振動對測距性能影響分析132
3.4.2機載平臺運動成像仿真138
3.4.3距離圖像投影校正142
3.5凝視成像激光雷達的數據處理與誤差補償149
3.5.1從增益灰度圖到距離圖的解算149
3.5.2基于圖像疊加的運動誤差補償154
3.5.3試驗結果159
參考文獻163
第4章合成孔徑激光雷達運動成像與誤差補償166
4.1合成孔徑激光雷達運動成像原理166
4.1.1合成孔徑概念的直觀描述166
4.1.2合成孔徑雷達的頻率分析與解釋168
4.1.3合成孔徑激光雷達成像幾何模型171
4.1.4系統關鍵技術概述173
4.1.5圖像質量評估指標179
4.2合成孔徑激光雷達成像算法181
4.2.1距離多普勒算法181
4.2.2頻率變標算法193
4.3平臺振動對合成孔徑激光雷達運動成像的影響195
4.3.1平臺振動數學模型196
4.3.2角振動對成像的影響分析201
4.3.3線振動對成像的影響分析208
4.3.4振動相位誤差的測量216
4.3.5性能分析實例218
4.4合成孔徑激光雷達運動成像誤差補償224
4.4.1合成孔徑激光雷達的差分接收224
4.4.2相位梯度自聚焦補償算法226
4.5合成孔徑激光雷達試驗系統構建與成像處理234
4.5.1試驗系統構建234
4.5.2數據處理程序設計238
4.5.3系統特點244
4.5.4試驗和結果分析245
參考文獻261
第5章機載掃描成像激光雷達應用中的誤差補償264
5.1機載激光雷達數據的獲取264
5.1.1機載激光雷達數據獲取硬件設備265
5.1.2機載激光雷達數據獲取流程272
5.2掃描成像激光雷達數據質量評價279
5.2.1地面標志物設計279
5.2.2原始數據質量評價284
5.2.3數據產品質量評價288
5.3掃描成像激光雷達質量控制293
5.3.1航線優化設計原則及檢校場航線設計294
5.3.2系統誤差檢校296
5.3.3航帶平差299
5.4基于數據驅動的成像激光雷達盲源誤差補償試驗308
5.4.1試驗目的308
5.4.2試驗步驟309
5.4.3試驗結果分析314
參考文獻319
第1章緒論1
1.1激光雷達基本概念1
1.1.1激光雷達的特點1
1.1.2激光雷達的分類2
1.2激光雷達的基本組成及其功能2
1.2.1激光發射系統3
1.2.2掃描系統4
1.2.3激光接收探測系統5
1.3激光雷達方程8
1.4激光雷達主要成像機理及發展現狀9
1.4.1掃描成像激光雷達10
1.4.2凝視成像激光雷達14
1.4.3合成孔徑激光雷達19
1.5運動誤差對激光雷達成像的影響27
1.5.1飛行平臺誤差來源分析28
1.5.2運動誤差對激光雷達成像的影響30
1.5.3激光雷達運動成像與誤差補償的研究意義32
參考文獻32
第2章掃描成像激光雷達與誤差補償37
2.1掃描成像激光雷達系統概述37
2.1.1工作原理37
2.1.2坐標系統與測地幾何模型38
2.1.3掃描成像激光雷達數據處理44
2.1.4掃描成像激光雷達若干新技術46
2.2掃描成像激光雷達系統構成49
2.2.1激光掃描儀50
2.2.2POS系統57
2.2.3輔助成像裝置60
2.2.4同步控制系統61
2.2.5相關參數62
2.3運動誤差對掃描成像激光雷達的影響66
2.3.1掃描儀誤差影響67
2.3.2POS誤差影響70
2.3.3系統集成誤差影響71
2.3.4平臺振動誤差影響73
2.3.5其他誤差77
2.4掃描成像激光雷達運動誤差補償78
2.4.1誤差補償與精度評價78
2.4.2系統檢校方法80
2.4.3航帶平差技術89
參考文獻100
第3章凝視成像激光雷達與誤差補償105
3.1增益調制型凝視成像激光雷達原理105
3.2增益調制型凝視成像激光雷達系統組成108
3.2.1凝視成像激光雷達系統109
3.2.2電路系統設計119
3.3凝視成像激光雷達的測距誤差121
3.3.1基于散粒噪聲的測距誤差分析122
3.3.2基于強度串擾的測距誤差分析125
3.4運動平臺成像分析和仿真132
3.4.1機載平臺振動對測距性能影響分析132
3.4.2機載平臺運動成像仿真138
3.4.3距離圖像投影校正142
3.5凝視成像激光雷達的數據處理與誤差補償149
3.5.1從增益灰度圖到距離圖的解算149
3.5.2基于圖像疊加的運動誤差補償154
3.5.3試驗結果159
參考文獻163
第4章合成孔徑激光雷達運動成像與誤差補償166
4.1合成孔徑激光雷達運動成像原理166
4.1.1合成孔徑概念的直觀描述166
4.1.2合成孔徑雷達的頻率分析與解釋168
4.1.3合成孔徑激光雷達成像幾何模型171
4.1.4系統關鍵技術概述173
4.1.5圖像質量評估指標179
4.2合成孔徑激光雷達成像算法181
4.2.1距離多普勒算法181
4.2.2頻率變標算法193
4.3平臺振動對合成孔徑激光雷達運動成像的影響195
4.3.1平臺振動數學模型196
4.3.2角振動對成像的影響分析201
4.3.3線振動對成像的影響分析208
4.3.4振動相位誤差的測量216
4.3.5性能分析實例218
4.4合成孔徑激光雷達運動成像誤差補償224
4.4.1合成孔徑激光雷達的差分接收224
4.4.2相位梯度自聚焦補償算法226
4.5合成孔徑激光雷達試驗系統構建與成像處理234
4.5.1試驗系統構建234
4.5.2數據處理程序設計238
4.5.3系統特點244
4.5.4試驗和結果分析245
參考文獻261
第5章機載掃描成像激光雷達應用中的誤差補償264
5.1機載激光雷達數據的獲取264
5.1.1機載激光雷達數據獲取硬件設備265
5.1.2機載激光雷達數據獲取流程272
5.2掃描成像激光雷達數據質量評價279
5.2.1地面標志物設計279
5.2.2原始數據質量評價284
5.2.3數據產品質量評價288
5.3掃描成像激光雷達質量控制293
5.3.1航線優化設計原則及檢校場航線設計294
5.3.2系統誤差檢校296
5.3.3航帶平差299
5.4基于數據驅動的成像激光雷達盲源誤差補償試驗308
5.4.1試驗目的308
5.4.2試驗步驟309
5.4.3試驗結果分析314
參考文獻319
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