第六届中国激光雷达遥感学术会议
基本信息
2020-09-22
2020-09-22
中国光学工程学会;西安理工大学
会议文集
21. 基于证据网络的场景可识别性分析
摘要： 针对目标识别任务规划及模板制备的实际需求,为实现目标及其所在场景可识别性程度的定量评价,提出了一种基于证据理论的场景可识别性分析算法.在获取目标及其所在场景的保障数据,并设定成像参数后,首先选取一定数量的显著地物作为场景的节点;然后,从尺度显著性、形状唯一性和可视性三个方面评估各个地物在不同观察角下的可识别性程度,并以此作为场景中各节点的基本信度分配;最后,通过地物轮廓点数定义表征各节点间相互支撑度的条件信度函数,利用证据理论进行推理、融合各个节点信息,得到整个场景的可识别性分析结果.实验结果证明,使用文中算法得到的分析结果合理、有效,能够满足任务规划的需求,具有较大的工程实用价值.
提交时间：2020-09-22
22. 基于HOG-RCNN的电力巡检红外图像目标检测
摘要： 随着目标检测技术在电力巡检任务中的不断推广,对电力巡检采集的各类图像进行自动分析已成为当前电力企业研究的热点方向之一.传统目标检测方法大多建立在机器学习技术之上,在复杂场景下的检测精度有待进一步提高,而基于图像的深度学习方法由于具有理想的检测精度及环境适应性被广泛应用于电力巡检目标检测.针对电力巡检复杂场景下采集到的图像质量差、背景复杂、对比度差等问题,提出了融合图像方向梯度直方图的区域卷积神经网络(HOG-RCNN)的红外图像目标检测方法,在图像进入RCNN网络之前对输入图像进行HOG特征提取,辅助RCNN实现候选区域的选取.算法实验表明,所提方法的检测效果优于单独的RCNN网络.
提交时间：2020-09-22
23. 基于ICESat-GLAS波形与LPA数据估测森林生物量
摘要： 针对星载激光雷达波形数据估测森林生物量精度较低的问题,研究以冰云陆地高程卫星(Ice,Cloud,and land Elevation Satellite,ICESat)/地球科学激光测高系统(Geoscience Laser Altimeter System,GLAS)回波波形为例,通过修正GLAS回波波形背景噪声阈值,识别GLAS冠层回波波形,设定冠层回波波形起止点位置,提出冠层回波能量值参数Eca,并基于激光断面阵列(Laser Profile Array,LPA)数据校正E_ca,得到校正后的冠层回波波形能量值参数EGca,进而估测森林生物量.研究结果显示,GLAS冠层回波波形能量值参数Eca经LPA数据校正前后森林生物量估测精度R2分别为0.87和0.89,RMSE分别为17.28t/ha和15.76t/ha.研究结果表明,所提出的冠层回波能量值参数能够有效估测森林生物量,且冠层回波波形能量值参数Eca经LPA数据修正后能够提高森林生物量估测精度.
提交时间：2020-09-22
24. 基于Mean Shift点法向量分类的目标三维姿态估计
摘要： 目标三维姿态信息在目标运动分析、目标识别和目标跟踪等领域的应用越来越广泛.现有的OPDVA算法采用基于距离的K-means算法对点法向量进行分类后确定目标坐标系MCS的正方向,求取目标三维姿态角.针对点法向量分类效果不理想的情况,提出了基于Mean Shift点法向量分类的目标三维姿态估计算法(PEMSPNC).该算法利用不依赖初始参数设定、基于密度聚类的Mean Shift算法,对密度分布不同的不同平面点法向量分类,寻找密度最大处点法向量做为每类代表法向量确定MCS的正方向,然后计算目标姿态角,并根据目标姿态估计结果计算目标尺寸.采用矩形拟合法、OPDVA和PEMSPNC算法分别对仿真和实测目标距离像进行实验.实验结果表明:采用PEMSPNC算法得到的姿态估计结果误差最小,相比于OPDVA算法,平均误差降低了0.4434°,且对实测数据有较好的处理结果.
提交时间：2020-09-22
25. 机载激光雷达测深系统大规模应用测试与评估——以中国海岸带为例
摘要： 机载激光雷达水深测量是海岸带海陆一体地形测量的一种有效技术.目前,我国尚未形成成熟的实用化机载激光雷达测深系统,也缺乏大规模机载激光雷达测深生产应用经验,急需开展机载激光雷达测深系统应用测试.基于CZMIL NovaⅡ机载激光雷达测深系统,在我国海南、广东、广西等南海北部海岸带,开展了机载激光雷达最大测深、测量精度、测量效率等3个方面的应用测试.结果表明,海南蜈支洲岛、广西涠洲岛、广东台山市赤溪镇3个典型区成图最大测深分别达到30、16、3m,基本符合系统标称测深能力,最大测深受水体清澈度、底质反射率、飞行航高等多种因素影响;海南蜈支洲岛海域30m深度附近的深度测量精度为0.369m,符合系统标称精度;基于运-12E型飞机平台,采用常规飞行参数,1个架次有效飞行面积约100km2、测线长度约500km,一年可飞行面积约8000～12000km2,测线长度约40000～60000km.此次机载激光雷达测深系统在中国海岸带的大规模应用测试对国内机载激光雷达测深技术研发与应用具有重要参考意义和科学价值.
提交时间：2020-09-22
26. 机载逆合成孔径激光雷达微动目标稀疏成像
摘要： 将逆合成孔径雷达成像原理应用于激光波段和机载平台,在千公里级别探测距离上实现了对空间锥形目标的稀疏微动成像,对应距离/方位分辨率均为厘米级.通过建立机载逆合成孔径激光雷达成像模型,分析了平台和目标复合运动条件下的目标斜距和雷达回波构成,验证了机载逆合成孔径激光雷达对微动目标探测的可行性.针对激光波段方位向重复频率高、系统复杂和数据冗余等问题,提出了一种基于空间域压缩感知的微动目标稀疏成像算法,在方位向稀疏观测条件下,建立微动目标线性观测模型,并利用基于l1范数的优化方法进行稀疏信号求解,实现微动目标图像重构.基于电磁计算数据的实验结果验证了所提方法的有效性.
提交时间：2020-09-22
27. 激光成像雷达近程大动态范围实时高精度测距方法
摘要： 为了满足无人驾驶、车载避障等应用需求,激光成像雷达通常需要识别几米到几百米大动态范围内的目标信号.限于体积成本,当激光雷达不具备自动增益控制功能时,如何实现从饱和到非饱和回波信号的高精度测量是激光雷达测距技术急需解决的问题.传统的激光成像雷达多采用时间数字转换器的边沿测距方法,该方法对于近距离饱和波形测距效果较好,但对于远距离小信号成像能力有限,因此提出了基于高速模数转换的全波形匹配测距方法.该方法通过对回波脉冲与高分辨率模板波形的滑动匹配,求取高精度的回波脉冲峰值位置.并在FPGA上实现了优化的快速收敛方法,提高了算法执行速度,在保证了测距精度的同时提高了激光成像雷达的有效成像范围.通过大量的成像实验验证,激光成像雷达测距精度可达2.7cm,有效成像范围可达200m以上.
提交时间：2020-09-22
28. 激光角度欺骗干扰中干扰超前量研究
摘要： 干扰超前量的设置对激光角度欺骗干扰的成功概率有着重要的影响.通过建立激光角度欺骗干扰中制导信号和干扰信号被波门录取的概率模型,推导并验证了最优干扰超前量公式.通过仿真研究了不同影响因素对最优干扰超前量设置的影响.仿真结果表明:波门宽度、制导信号脉冲间隔误差、干扰信号脉冲间隔误差对最优干扰超前量的设置均有较大影响.最优干扰超前量与波门宽度成正比,制导信号脉冲间隔误差越大、干扰信号脉冲间隔误差越小,最优干扰超前量越大.设置合适的干扰超前量可以大幅度提高激光角度欺骗干扰的干扰概率.
提交时间：2020-09-22
29. 激光雷达探测海洋物质垂直分布的应用及发展趋势
摘要： 有效探测海洋物质垂直分布,对开展海洋生物地球化学循环过程研究、维持海洋生态健康和资源利用都起到至关重要的作用.相比于其他探测技术,激光雷达探测海洋物质,具有全天候、时空分辨率高、能够快速、高效地获得其垂直分布信息的优势.基于不同的探测机制,通过对其国内外海洋激光雷达应用情况的分析,涉及海水浊度、叶绿素浓度、CDOM、以及鱼群和浮游生物群落分布等多个方面,对目前激光雷达技术探测海洋物质垂直分布时存在的问题进行讨论,进而对该技术的发展趋势总结出若干观点.
提交时间：2020-09-22
30. 可变方差高斯基底反演在光谱重建中的应用
摘要： 量子点光谱技术的“光谱重建”过程中需要使用基函数构建回归模型.传统的重建方法对光谱高频信息的捕捉不足,反演精度低.针对传统方法的不足,提出一种特殊的基函数结构,使得基函数方便拟合待测光谱的低频宏观轮廓信息和高频微观细节信息.同时,还将研究这种基函数参数的调节规律,使基函数的参数可以做到自适应调节,为每个光谱“量身定制”个性化的基函数,最大限度的包含待测函数的频率信息.经测试,对于窄带和宽带光谱,该方法反演误差分别是传统方法误差的约50％～70％和约90％,且具有一定的抗噪声能力,为量子点光谱技术真正走向实用化打下基础.
提交时间：2020-09-22
31. 纳秒激光烧蚀金属推进性能的实验研究
摘要： 为研究纳秒激光烧蚀金属工质的推进性能,在约40Pa的背景压力下,采用波长为532nm和1064nm,脉宽为8ns和15ns的Nd∶YAG激光器对金属Al、Fe、Ni、Y进行烧蚀实验,研究了不同激光参数下金属的烧蚀量、比冲、冲量耦合系数和激光能量利用率.研究结果表明,金属的烧蚀量受激光吸收率和金属熔沸点的制约,Fe的烧蚀量最大,Y的烧蚀量最小;高功率密度下(＞2.71×1010W/cm2),Y的烧蚀比冲和激光能量效率最大,而Fe的烧蚀比冲和激光能量效率最小.基于基态原子激发形成等离子体的机制和等离子体对入射激光的屏蔽效应分析了不同金属烧蚀特性变化的原因.研究结果对金属工质靶的选取有一定的参考意义.
提交时间：2020-09-22
32. 气溶胶消光系数反演PM2.5质量浓度方法研究
摘要： 2017年11月1日～2018年5月15日在济南市泉城广场空气质量监测点位开展微脉冲激光雷达水平探测,实验期间能见度、常规污染物浓度以及PM2.5化学组分同步观测,定义能见度仪所在处为参考层处,采用Fernald方法计算水平气溶胶消光系数,进一步利用线性回归模型建立PM2.5浓度、消光系数、PM2.5化学组分之间的关系式,通过趋势比对、相关系数和标准化平均偏差研究该关系式的反演精度.结果显示:结合能见度仪反演消光系数更为准确;反演的消光系数与PM2.5质量浓度之间具有较好的正相关关系(相关系数R=0.75),同时消光系数、PM2.5质量浓度均与PM2.5化学组分中的SO42-、NH4+、OC、NO3-、EC有较高的相关性,利用线性回归模型建立PM2.5浓度、消光系数、PM2.5化学组分之间的关系式,该定量关系式反演的PM2.5质量浓度与实际监测值在趋势上基本一致,二者相关性较好,相关系数为0.83.标准化平均偏差为18％,相对偏离程度较小.
提交时间：2020-09-22
33. 双光梳测距系统测距精度仿真模拟
摘要： 飞秒光频梳具有超宽光谱范围、超窄脉冲宽度以及超稳脉冲序列间隔的特点,不仅可以利用时域的周期脉冲实现大尺度范围的飞行时间测距,还可以利用频域的相干谱线获得高精度的干涉信息,在大尺度、高精度的绝对距离测量领域能够充分发挥其优势.系统测量得到目标距离与系统参数及大气环境要素密切相关,大气环境要素通过折射率影响测量得到的光程.模拟仿真以上因素对测距精度的影响十分必要.选择了双光梳法作为高精度测距技术方案,详细推导并模拟仿真了系统参数和大气环境要素对测距精度的影响程度.模拟仿真结果表明:随着重复频率的增大,重复频率的抖动对测距结果的影响将减小;减小两光梳间的重复频率差可以提高测距精度;大气环境温度抖动对测量距离的影响为1μm/(m·℃);大气压强抖动对测量距离的影响为2.6μm/(m·kPa);大气湿度对测距的影响较小,为高精度的双光频梳距离测量实验系统提供了理论指导.
提交时间：2020-09-22
34. 双通道光子晶体滤波器的电控调制研究
摘要： 以向列相液晶为缺陷层构造了双通道光子晶体滤波器(AB)m(LC)H(LC)(BA)m模型.利用传输矩阵法并结合向列相液晶电光效应,研究了液晶层的外加电场对滤波器的调制特性.结果表明,双滤波通道中心频率位置与电压的变化为线性关系,说明电压对滤波频率具有很好的调制效果.双通道滤波带宽对外场电压的响应灵敏度不同,长波通道滤波带宽对外场电压响应较为灵敏.当电压足够小时,电压对滤波带宽的调制范围较大,且调制规律也比较明显,可通过选择合适的电压范围来实现双通道滤波器滤波带宽的微调功能.这些特性,对新型光学滤波器的设计具有一定的指导意义.
提交时间：2020-09-22
35. 亚稳态氦激光雷达的研制进展
摘要： 亚稳态氦激光雷达通过发射调谐至亚稳态氦原子的1083.0nm共振线的激光来探测热层和外逸层的亚稳态氦原子数密度.能够覆盖的探测范围约为200～1000km.在这个高度范围内,亚稳态原子密度较小,随着季节的变化,数密度最大通常不超过1cm-3.中国科学技术大学目前正在研制基于六个1m口径望远镜阵列和高能量1083nm脉冲激光器的亚稳态氦共振荧光激光雷达.雷达的望远镜有效面积约4.8m2;1083nm脉冲激光器采用光参量震荡(OPO)和光参量放大(OPA)技术,以532nm高能量脉冲作为泵浦光,最终输出单模窄带宽(300MHz)的1083nm脉冲光;接收端采用深度制冷(-120℃)的InGaAs探测器,量子效率大于30％,暗计数可控制在100s-1以内;滤波模块采用干涉滤光片和FPI超窄带滤波串联的方式,最终将滤波半宽压缩到10GHz左右,峰值透过率55％.综合以上关键技术指标,在数密度较大的季节,信噪比可能达到约400,在数密度较小的季节,信噪比约为10.
提交时间：2020-09-22
36. 应用于区域三维风场测量的船载激光测风雷达
摘要： 针对区域风场测量在海上风能资源评估、海洋灾害天气防控等方面存在广泛的应用前景,研制了一种船载激光测风雷达,采用全光纤脉冲相干探测原理,结合组合惯导进行风场数据校正,完成三维风场测量.可克服运动中船的姿态、速度等因素对多普勒频移的影响,实时获取航线上更准确的中低空风场信息.通过船载激光测风雷达与地基激光测风雷达三维风场探测对比试验,验证了船载激光测风雷达三维风场测量数据的准确性.在船载试验中,以地基激光测风雷达作为标准器,船载激光测风雷达的风速、风向及垂直气流测量误差分别为0.52m/s、6.24°和0.34m/s.
提交时间：2020-09-22
37. 用于气溶胶雷达的高能量全固态Nd∶YAG调Q激光器
摘要： 通过半导体激光二极管(LD)垂直阵列端面泵浦Nd∶YAG晶体获得了高能量1064nm调Q激光输出.根据LD波长随温度线性变化的物理特性,通过调节LD温度改变泵浦光波长,使其偏离Nd∶YAG的吸收峰,降低了激光介质泵浦端面增益,有效抑制了制约调Q激光输出能量的自激振荡.在LD泵浦能量530mJ时,产生了95mJ的1064nm激光输出,相应的光光转换效率为18％,调Q动静比为73％,激光脉宽8ns,光束发散角为2.5mrad.
提交时间：2020-09-22
38. 中国区域CALIPSO和MERRA-2气溶胶三维参数对比验证
摘要： 气溶胶是目前大气污染重要的贡献源之一,影响着全球辐射平衡和气候变化.当前主被动遥感卫星(如MODIS和CALIPSO)获取全球气溶胶信息时间分辨率较低,而全球再分析数据MERRA-2提供了高时间分辨率的三维气溶胶分布信息,但是MERRA-2气溶胶产品的质量仍然有待验证.针对上述问题,通过对MERRA-2和CALIPSO的三维消光系数廓线进行交叉对比,验证了MERRA-2在中国中东部(特别是重人为污染区域)的数据精度.实验结果表明,MERRA-2和CALIPSO的消光系数整体具有较好相关性(0.79),其中二者在秋季相关性最高(0.82),夏季和冬季次之(0.81和0.80),春季相关性最低(0.77).随着高度的不断增加,大气更为洁净,MERRA-2和CALIPSO之间相关系数从0.78降为0.52,标准差从0.0280降为0.0014.上述结果表明,MERRA-2在重污染情况下能提供更为准确的气溶胶三维分布信息,同时MERRA-2和CALIPSO消光系数的一致性受气溶胶类型的影响不大.
提交时间：2020-09-22
39. 重加权稀疏非负矩阵分解的高光谱解混
摘要： 近年来基于非负矩阵分解(Nonnegative Matrix Factorization,NMF)的高光谱图像解混方法引起了大家的广泛关注.但是由于NMF问题的非凸性,该方法并不能保证解的唯一性,容易陷入局部极小.为了缩小NMF问题的解空间,提高解混精度,提出了一种新的丰度重加权稀疏NMF(ARSNMF)的解混方法.首先,考虑到丰度矩阵的稀疏性,稀疏约束被添加到NMF模型中.接着,考虑到问题计算复杂、不易于优化,将其转化为重加权稀疏约束的形式,既实现了的稀疏效果,又解决了范数难以求解的问题.为提高算法收敛速度,采用交替方向乘子算法(ADMM)对模型进行优化,将目标函数拆分成几个子问题进行独立求解.基于仿真数据和真实数据的仿真实验验证了该解混算法的有效性.
提交时间：2020-09-22
40. ATLAS数据与资源三号02星影像联合区域网平差
摘要： ICESat-2为世界首颗光子计数激光雷达测高卫星,其上携带的ATLAS可获得覆盖全球的高精度激光脚点,有助于提高卫星光学影像的无控定位精度.设计实现了ATLAS激光测高数据与卫星影像的联合平差方案.首先通过多条件筛选准则选取高精度ATLAS激光测高点,然后将筛选后的激光测高点作为带误差控制点进行联合平差计算,使卫星影像定向参数得到了优化.利用河南郑州地区的资源三号02星影像和ATLAS ATL03级数据进行的试验结果表明,文中的平差方案可将影像定位的高程精度提高60.6％,平面精度提高56.4％,验证了文中提出的方法可在无外业控制点情况下显著提高卫星影像定位精度.
提交时间：2020-09-22