书书书
第
32
卷
光
学
学
报
光学前沿———信息光学
2012
年
12
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
专
刊
调频连续波激光雷达距离像提取及噪声抑制仿真研究
熊智鹏
李
琦
夏志伟
王
骐
(哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江 哈尔滨
150081
)
摘要
调频连续波(
FM
/
CW
)激光雷达是一种新体制光学非相干雷达,能成高分辨率的 距离 像和强 度像,因此 受到
关注。距离像提取和噪声抑制是激光雷达的关键技术。 分别 对目 标 模型 进行 无 噪声 和含 噪 声激 光雷 达 的距 离像
提取仿真研究,分析噪声对距离像提取结果的影响。同 时,对 像元 数 为
64×64
的 距离 像噪 声 分别 使用 均 值滤 波、
中值滤波和顺序 均值滤波等算法进行噪声抑制。仿真结果表明,顺序 均 值滤波 对高 斯和椒 盐噪 声的抑 制都 取得
了较好的结果。
关键词
测量;激光雷达;调频连续波;距离像;噪声抑制
中图分类号
TP751.1
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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犗犆犐犛犮狅犱犲狊
280.3640
;
100.2000
;
070.6110
收稿日期:
20120731
;收到修改稿日期:
20120831
作者简介:熊智鹏(
1989
—),男,硕士研究生,主要从事激光雷达方面的研究。
Email
:
xz
p
_
1989
@
163.com
导师简介:李
琦(
1963
—),女,博士,教授,主要从事激光雷达与太赫兹成像等方面的研究。
Email
:
hit
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li
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i
@
y
ahoo.cn
1
引
言
激光 雷达能成距 离像和强度 像,且较微 波雷达
分辨率高,因此在机 器 人三维视 觉 等领域有 着 广泛
的应用前景,其中距离像提取和噪声抑制,是激光雷
达应用的关键技术
[
1
~
4
]
。自上世纪末,激 光 成 像 雷
达有了突飞 猛 进 的 发 展,出 现 了 多 种 新 体 制,其 中
1995
年美国陆军 研究实验室(
ARL
)提 出 的 调 频 连
续波(
FM
/
CW
)激 光 成 像 雷 达
[
5
]
,历 经 了 近 二 十 年
的发展,已从扫 描 成像发展 到 非扫描成 像。 国外对
其成像原 理 和实验装 置 的研究已 有 较多报道
[
6
~
9
]
,
国内对这种雷达体制的距离提取和图像处理仿真研
究很少
[
10
,
11
]
。
本文正是在这一背景 下,对
FM
/
CW
成像激光
雷达的距离像提取和噪声抑制进行研究。对建立的
目标模型,使用快 速 傅里叶变 换(
FFT
)将面阵目 标
的中频信号变换到 频域,提 取频域中 目 标距离对 应
的中频信息,还原出 像 元数为
64×64
面阵距离 像。
在此基础上,研究高 斯 噪声和椒 盐 噪声对目 标 面阵
距离提取结果的影 响,使 用 三种距离 像 噪声抑制 算
法对所加的噪声进 行抑制,评价所使 用 的距离像 噪
s1280021