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一种光子计数激光雷达的弱回波信号快速提取及成像方法
申请人信息
- 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所
- 申请人地址:266200 山东省青岛市即墨区鳌山卫街道青岛蓝色硅谷核心区蓝色硅谷创业中心一期2号楼
- 发明人: 山东省科学院海洋仪器仪表研究所
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种光子计数激光雷达的弱回波信号快速提取及成像方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202410076698.9 |
| 申请日 | 2024/1/19 |
| 公告号 | CN117590353B |
| 公开日 | 2024/3/29 |
| IPC主分类号 | G01S7/48 |
| 权利人 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 |
| 发明人 | 臧文静; 于洋; 王章军; 于长新; 姜云耀; 王国兴; 李辉; 王秀芬; 陈超; 李先欣 |
| 地址 | 山东省青岛市即墨区鳌山卫街道青岛蓝色硅谷核心区蓝色硅谷创业中心一期2号楼 |
摘要文本
本申请属于光子计数激光雷达技术领域，具体涉及一种光子计数激光雷达的弱回波信号快速提取及成像方法，首先，基于时间相关性自适应阈值方法对采集到的点云数据进行信号的粗提取；随后，基于光子飞行时间的分布特性，对有效像素的离散回波信号赋予高斯函数积分权重，解算其飞行时间，无效像素则利用目标表面连续的特点，基于空间相关性以邻域像素的均值作为其飞行时间；本发明突破传统构建光子分布直方图在弱回波信号场景下数据量大的问题，较质心法、互关法等传统算法成像精度进一步提升，可实现对水下目标的完整、快速、高精度成像。
专利主权项内容
1.一种光子计数激光雷达的弱回波信号快速提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在激光器关闭状态下，统计系统的噪声水平，包括背景光噪声及暗计数噪声；S2.控制光子计数激光雷达进行二维扫描，获得目标N*M个像素的回波数据，每个像素包含n个脉冲周期的回波信号，将采集到N×M×n个周期的目标回波点云数据；S3.基于时间相关性自适应阈值方法对采集到的点云数据进行信号的粗提取，设置判断窗口H，利用滑窗阈值Th滤除噪声，确定每个像素目标回波信号的位置；将每个像素取n个脉冲周期的回波信号作为一组判断单元，将一组回波信号平铺在时间轴上并进行升序排列，定义高斯脉冲函数±σ时间宽度所包含光子计数采集卡时间门的个数为判断窗口H，通过激光脉冲半高全宽计算判断窗口H，计算公式如下：>式中，σ为高斯脉冲函数标准差，FWHM为激光脉冲半高全宽, 为向上取整函数，Δt为光子计数采集卡的时间门；>根据噪声光子、判断窗口H及每个像素脉冲周期数确定滑窗阈值Th，滑窗阈值Th，计算公式如下：其中，N为噪声平均光电子数，N＝N+N，其中N为平均背景噪声光电子数，N为单光子探测器的暗计数光电子数。>>>>>>