凝視成像三維激光雷達系統(tǒng)的研究.pdf

1、凝視成像激光雷達技術作為三維探測的一種重要手段，它具有光束窄和測距精度高等特點，能夠快速獲取地面目標的垂直結構信息，已經廣泛應用于三維地理空間信息的數據采集方面。凝視成像激光雷達不同于傳統(tǒng)的單點探測和掃描成像的激光雷達，它具有直接、快捷、準確等優(yōu)點，逐漸受到越來越廣泛的關注。
　　 本文首先介紹了激光雷達的國內外發(fā)展現狀，從基于距離增益調制的測量原理出發(fā)，介紹了凝視成像激光雷達的成像原理和系統(tǒng)結構組成，進而分析了采用單通道探測的

2、優(yōu)勢。接著再介紹了凝視成像激光雷達的硬件電路系統(tǒng)結構，包括信號驅動控制電路、門選通控制電路和增益調制電路。研究了線性上升增益的實現方式，并按照理論仿真的結果設定系統(tǒng)參數，在實景實驗中得到了線性度比較好的上升增益區(qū)間。凝視成像激光雷達在時序信號的控制下有效地進行實際探測，并對實驗結果進行了分析。
　　 本文研究了復合目標對激光雷達系統(tǒng)探測結果的影響，因為凝視成像激光雷達系統(tǒng)探測的是一塊區(qū)域的加權平均距離，而不是一塊區(qū)域的最邊界的距

3、離。這也是導致后面實驗過程中產生實驗數據和理論值有所差距的主要原因。
　　 森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林生態(tài)系統(tǒng)在維護全球碳平衡等方面起著重要的作用，監(jiān)測研究森林資源和結構信息具有重要的科學意義。傳統(tǒng)的凝視成像激光雷達多用于探測一些規(guī)則的建筑物等目標，在樹木探測方面應用比較少。針對越來越多的林業(yè)探測需求，本文做了兩類實驗，一類是探測一系列規(guī)則建筑物，探測400m處的目標時，測距誤差不超過1m，距離分辨率達到0.6m，和理論仿真