成像激光雷达的噪声效应研究

论文摘要

本文以成像激光雷达为研究对象,重点分析了大气闪烁和接收机噪声效应对成像激光雷达性能的影响,在此基础之上开发了“成像激光雷达结果图像仿真软件包”。仿真系统参数的输入尽可能考虑了实际系统的各种参数要求,实现了强度图像和距离图像的仿真、存储。由于激光在传输过程中受到各种噪声的影响,使激光雷达所成强度图像和距离图像被不同程度地污染,开发软件时根据强度图像的分布特性,在成像激光雷达图像处理模块中采用脉冲累积法和通过虚警概率来处理强度图像,得到了比较理想的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 成像激光雷达仿真国内外发展概况
• 1.3 本文的研究内容
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 章节安排
• 1.3.3 本文的特点
• 第二章 成像激光雷达基本原理
• 2.1 成像激光雷达系统工作原理
• 2.2 工作模式
• 2.2.1 成像激光雷达的体制
• 2.2.2 成像激光成像雷达的探测方式
• 2.2.3 成像激光雷达的成像技术
• 2.3 性能参数
• 2.3.1 信噪比
• 2.3.2 虚警概率和探测概率
• 2.3.3 成像激光雷达最大作用距离
• 2.4 小结
• 第三章 成像激光雷达噪声效应分析
• 3.1 大气湍流的闪烁效应分析
• 3.1.1 光波与湍流相互作用理论
• 3.1.2 大气闪烁效应的概率分布模型
• 3.2 接收机噪声效应分析
• 3.2.1 APD探测器输出信号光电流
• 3.2.2 APD探测器输出的噪声电流
• 3.3 小结
• 第四章 仿真结果分析
• 4.1 成像激光雷达系统仿真总体分析
• 4.1.1 成像激光雷达模块划分及仿真流程
• 4.1.2 子模块分析
• 4.2 噪声效应仿真分析
• 4.2.1 强度图像仿真
• 4.2.2 距离图像仿真
• 4.3 图像处理模块对强度图像的处理
• 4.3.1 给定虚警概率处理强度图像
• 4.3.2 脉冲累积法处理强度图像
• 4.4 小结
• 第五章 性能模型软件
• 5.1 软件介绍
• 5.2 软件完成的功能
• 5.3 小结
• 第六章 结论及设想
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果