機載面陣成像激光雷達的圖像處理研究.pdf

1、相比傳統(tǒng)的點掃描激光雷達，基于距離選通和增益調(diào)制測距原理的面陣成像激光雷達具有測距速度快的優(yōu)點，是一種全新的獲取高分辨率地球空間信息的技術(shù)手段。其能夠快速獲取高精度、高空間分辨率的數(shù)字高程模型，在地理信息采集方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文首先介紹了面陣成像三維激光雷達的研究背景，回顧了激光雷達的發(fā)展歷程，分析了幾種典型的激光雷達的特點。其中重點分析了直接測距型和間接測距型激光雷達的原理與特點。基于增益調(diào)制型激光雷達的原理，

2、分析了單線性和雙線性兩種增益方式的原理和測距誤差，分析了單通道和雙通道兩種不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點。
　　 由于機載拍攝時雷達單幀圖像信噪比低但相鄰圖像之間重合度大的特點，提出了一種更加簡便的提高雷達探測精度的方法，即直接對灰度圖進行疊加。基于此方法，分析了光源均勻性、疊加幀數(shù)、飛機姿態(tài)變化等因素對這種方法測距誤差的影響。分析得出這幾種因素在滿足一定條件時對灰度疊加影響很小。使用這種灰度疊加方法后，測距誤差能降到原來的1/(√

3、)n。最后通過靜態(tài)實驗、地面模擬動態(tài)實驗和航拍實驗三次不同狀態(tài)的實驗驗證該方法的正確性。
　　 分析了基于區(qū)域的配準(zhǔn)方法與基于特征的方法的各自區(qū)別和優(yōu)缺點。由于圖像的直接拼接容易造成配準(zhǔn)誤差的累積效應(yīng)，提出了圖像配準(zhǔn)的分組拼接法。分析了相位相關(guān)算法使用過程中出現(xiàn)的毛刺問題，提出了解決此問題的去毛刺算法。分析了飛機姿態(tài)對雷達圖像配準(zhǔn)的影響，提出了使用SIFT算法來進行飛機姿態(tài)變化較大時先對圖像進行校正的方法。
　　 介紹了