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低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究

孙俊灵 马鹏阁 孙光民 羊毅

孙俊灵, 马鹏阁, 孙光民, 羊毅. 低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3): 330002-0330002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0330002
引用本文: 孙俊灵, 马鹏阁, 孙光民, 羊毅. 低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3): 330002-0330002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0330002
Sun Junling, Ma Pengge, Sun Guangmin, Yang Yi. Research on attitude insensitive feature extraction algorithm of airborne pulsed laser radar target at low SNR[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3): 330002-0330002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0330002
Citation: Sun Junling, Ma Pengge, Sun Guangmin, Yang Yi. Research on attitude insensitive feature extraction algorithm of airborne pulsed laser radar target at low SNR[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3): 330002-0330002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0330002

低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0330002
基金项目: 

国家自然科学基金重点项目(61331021);航空科学基金重点项目(2014ZC13004);河南省高校青年骨干教师资助计划(2013GGJS-140);河南省高校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN014)

详细信息
    作者简介:

    孙俊灵(1975-),女,博士生,主要从事激光雷达目标检测与识别方面的研究。Email:sunjunling@emails.bjut.edu.cn

  • 中图分类号: TN958.98

Research on attitude insensitive feature extraction algorithm of airborne pulsed laser radar target at low SNR

  • 摘要: 针对纳秒量级脉宽机载多脉冲激光照射目标的回波波形,提出几何分割比这一目标姿态不敏感特征,给出了特征提取算法,可用于与激光目标运动状态结合开展目标检测与跟踪。首先,基于激光目标波形数学模型分析目标波形与目标特征的关系,指出激光目标的几何分割比特征具备姿态不敏感特性。接着,结合目标特征提取对目标波形和噪声不失真分离的要求,提出在小波域利用对称小波基进行改进Donoho阈值降噪处理,在时域利用小波重构信号阈值获取目标波形序列,再由一阶二阶差分计算检测目标波形峰值点,进而提取激光目标散射中心及几何分割比等特征。最后,通过仿真实验验证算法在低信噪比下提取激光目标特征信息的有效性。在与机载多脉冲激光目标模拟器联试实验中,利用文中算法提取激光目标特征结合目标的运动状态信息,开展多帧相关匹配检测,多脉冲激光目标检测的可靠性明显提高。
  • [1] Ma Pengge, Qi Lin, Yang Yi. Algorithm of improving multi-pulsed ladar range[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(12):2540-2545. (in Chinese)
    [2] Xia Guifen, Zhao Baojun, Han Qiuyue. Study on detection technology of laser radar double threshold[J]. Laser and Infrared, 2005, 35(7):469-472. (in Chinese)
    [3] Xia Guifen, Zhao Baojun, Han Qiuyue. Target detection in three pulse laser radar[J]. Opto-electronic Engineering,2006, 33(3):137-140. (in Chinese)
    [4] Lange D, Tiana-Alsina J, Saeed U, et al. Atmospheric boundary layer height monitoring using a Kalman filter and backscatter lidar returns[J]. IEEE Trans Geosci Remote Sens, 2014, 52(8):4717-4728.
    [5] Sun Junling, Ma Pengge, Sun Guangmin, et al. Multi pulse laser radar target signal simulation based on target echo waveform model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7):0726006. (in Chinese)
    [6] Sun Guangmin, Liu Guosui, Wang Yunhong. 1-D range profile identification of radar targets based on linear interpolation neural network[J]. Journal of Electronics,1999, 21(1):97-103. (in Chinese)
    [7] Ma Pengge, Jin Qiuchun. New airborne multi-pulse LADAR target signal simulator[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(8):2068-2072. (in Chinese)
    [8] Li Yanhui, Wu Zhenshen, Gong Yanjun, et al. Study on one dimensional range imaging of target laser pulse[J]. Acta Physica Sinica, 2010, 59(10):6988-6993.
    [9] Fang Haitao, Huang Deshuang. Noise reduction in Lidar signal based on discrete wavelet transform[J]. Opt Commun, 2004, 233(1):67-76.
    [10] Xia Guifen, Zhao Baojun. Detection of laser radar target based on wavelet decomposition[C]//8th International Conference on Signal Processing Processdings (ICSP), 2006:2704-2707.
    [11] Zhang L, Bao P, Pan Q. Threshold analysis in wavelet-based denoising[J]. Electronic Letters, 2001, 37(24):1485-1486.
    [12] Peng Yuhua. An improved thresholding method in wavelet transform domain for denosing[J]. Journal of China Institute of Communlcation, 2004, 25(8):119-123. (in Chinese)
  • [1] 吴志洋, 王双, 刘铁根, 靳党鹏.  基于深度学习视觉和激光辅助的盾构管片自动拼装定位方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210183-1-20210183-9. doi: 10.3788/IRLA20210183
    [2] 孙俊灵, 马鹏阁, 庞栋栋, 金秋春, 陈新永, 单涛, 陶然.  机载平台动态杂波背景下多脉冲激光距离扩展目标回波滤波算法研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200449-1-20200449-7. doi: 10.3788/IRLA20200449
    [3] 由四海, 王宏力, 冯磊, 何贻洋, 许强.  基于小波变换与压缩感知的脉冲星TOA估计 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0226001-0226001. doi: 10.3788/IRLA202049.0226001
    [4] 熊晶莹, 戴明, 赵春蕾.  红外激光车载云台去抖动设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 126002-0126002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0126002
    [5] 仝选悦, 吴冉, 杨新锋, 滕书华, 庄祉昀.  红外与激光融合目标识别方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 526003-0526003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0526003
    [6] 付群健, 于淼, 常天英, 张瑾, 罗政纯, 王旭, 刘珉含, 崔洪亮.  相位敏感光时域反射系统模式识别方法综述 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 722001-0722001(14). doi: 10.3788/IRLA201847.0722001
    [7] 蔡克荣, 仇理宽, 高瑞林.  脉冲激光引信的信号特征提取方法及应用(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 303004-0303004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0303004
    [8] 杜颖财, 宋路, 万秋华, 杨守旺.  小波变换实现的光电编码器精确实时测速 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0517005
    [9] 叶松, 甘永莹, 熊伟, 张文涛, 汪杰君, 王新强.  采用小波变换的空间外差光谱仪基线校正 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1117009-1117009(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1117009
    [10] 纪强, 石文轩, 田茂, 常帅.  基于KL与小波联合变换的多光谱图像压缩 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 228004-0228004(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0228004
    [11] 方敏, 王君, 王红艳, 李天涯.  应用监督近邻重构分析的高光谱遥感数据特征提取 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1028003-1028003(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1028003
    [12] 崔珊珊, 李琦.  基于小波变换的太赫兹数字全息再现像去噪研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1836-1840.
    [13] 顾有林, 叶应流, 曹光华, 胡以华, 朱峰.  EMD和小波变换在低可探测目标检测中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3494-3499.
    [14] 杨晟, 李学军, 谢剑薇, 王珏.  脊点集稳健裁剪和惩罚约束的高精度靶标点提取 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1994-1999.
    [15] 童涛, 杨桄, 孟强强, 孙嘉成, 叶怡, 陈晓榕.  基于边缘特征的多传感器图像融合算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 311-317.
    [16] 伊力哈木·亚尔买买提, 谢丽蓉, 孔军.  基于PCA 变换与小波变换的遥感图像融合方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2335-2340.
    [17] 关丛荣, 金伟其, 王吉晖.  小波变换在显微热图像位移估计中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2780-2785.
    [18] 闫勇刚, 欧阳健飞, 马祥, 翟羽佳.  基于2-DGabor滤波器的光学定穴体表特征提取方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1685-1689.
    [19] 基于小波变换直方图规定的非均匀性校正算法 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3481-3485.
    [20] 蔡辉, 李娜, 赵慧洁.  基于本征模函数的高光谱数据特征提取方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3475-3480.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-10
  • 修回日期:  2016-08-20
  • 刊出日期:  2017-03-25

低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0330002
    作者简介:

    孙俊灵(1975-),女,博士生,主要从事激光雷达目标检测与识别方面的研究。Email:sunjunling@emails.bjut.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金重点项目(61331021);航空科学基金重点项目(2014ZC13004);河南省高校青年骨干教师资助计划(2013GGJS-140);河南省高校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN014)

  • 中图分类号: TN958.98

摘要: 针对纳秒量级脉宽机载多脉冲激光照射目标的回波波形,提出几何分割比这一目标姿态不敏感特征,给出了特征提取算法,可用于与激光目标运动状态结合开展目标检测与跟踪。首先,基于激光目标波形数学模型分析目标波形与目标特征的关系,指出激光目标的几何分割比特征具备姿态不敏感特性。接着,结合目标特征提取对目标波形和噪声不失真分离的要求,提出在小波域利用对称小波基进行改进Donoho阈值降噪处理,在时域利用小波重构信号阈值获取目标波形序列,再由一阶二阶差分计算检测目标波形峰值点,进而提取激光目标散射中心及几何分割比等特征。最后,通过仿真实验验证算法在低信噪比下提取激光目标特征信息的有效性。在与机载多脉冲激光目标模拟器联试实验中,利用文中算法提取激光目标特征结合目标的运动状态信息,开展多帧相关匹配检测,多脉冲激光目标检测的可靠性明显提高。

English Abstract

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