基于激光雷達的三維典型地面目標識別技術(shù)研究.pdf

1、激光成像雷達是一種具有較高的距離分辨率、角分辨率和測量精度的新型高精度成像傳感器。研究基于激光雷達的三維目標自動識別技術(shù)具有重要的軍事應用價值和理論研究意義。本文以激光成像雷達為背景，以激光成像雷達仿真的三維模型為實驗數(shù)據(jù)，以自旋圖為目標特征，以相似性度量為匹配算法，研究了基于自旋圖的三維地面目標自動識別。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 （1）在三維目標數(shù)據(jù)的獲取與處理方面，分別針對地面真實數(shù)據(jù)和加載的三維模型，分析了激光光束與

2、場景相交點坐標的求解過程，仿真出三維點云數(shù)據(jù)；討論了激光成像雷達數(shù)據(jù)的表達方式，并選擇適合于本文自旋圖算法的不規(guī)則三角格網(wǎng)表示三維模型；提出了三維點云數(shù)據(jù)的目標提取方法以及三維表面重建方法。
　　 （2）在基于自旋圖的目標識別算法方面，介紹了自旋圖的生成過程，提出了場景目標和模型目標識別的四個識別指標，并且針對該識別指標，提出了組合識別準則；組合識別準則可以針對不同的成像條件進行自適應調(diào)整，可以達到性能和效率的平衡。該目標識別算

3、法的主要思想是：將三維激光成像雷達點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到二維自旋圖空間，那么三維目標識別的問題就轉(zhuǎn)換為二維場景自旋圖和模型自旋圖的匹配問題。
　　 （3）分析了三維目標運動時的成像模型以及目標幾何畸變的類型，并推導出目標幾何畸變大小與目標運動參數(shù)之間的關(guān)系、成像幾何畸變對特征提取的影響。
　　 （4）在三維目標識別實驗方面，首先建立了典型地面目標數(shù)據(jù)庫，其次研究了目標空間分辨率、激光雷達測距噪聲、目標遮擋率以及成像幾何畸變四個方