异步传输模式下电路探测激光回波信号增强

激光回波信号是电路探测传输的常用信号,信号强度是保障集成电路探测效果的关键,因此提出大数据异步传输模式下的电路探测激光回波信号增强方法。利用多权重混合分布模型消除激光回波信号的背景噪声;根据异步传输模式的通信方式,建立激光回波信号接收机,接收保留完整信号信元;利用整形脉冲信号处理方法完成信号累积和自适应匹配滤波,实现大数据异步传输模式下电路探测激光回波信号的增强。实验结果表明,所提方法的信号增强结果在任意波长处的能量和光谱强度均较高。

基于FPGA的激光雷达高速数据采集系统设计

为了对激光雷达的回波信号进行采集,设计了一款基于FPGA的高速数据采集、预处理系统.该系统以FPGA内嵌DRAM作为存储器,以同步有限状态机作为控制方式,可在1kHz的外触发信号激励下,以20MHz的采集频率采集数据,并可在不丢失脉冲的情况下,对采集到的4 096个数据点进行5 000次以上的对应点累加平均(滤除背景噪音).设计完成的数据采集系统已应用于一台米散射激光雷达系统中,达到了30km探测距离、7.5m时空分辨率的设计要求.

基于回波信号插值重建的峰值判别技术

在脉冲式激光测距技术中,测量距离和目标反射特性变化等因素会引起微弱回波信号的峰值判别误差,造成激光飞行时间的测量误差,峰值判别误差是影响激光测距精度的主要因素之一。针对激光测距中微弱回波信号不规则引起的峰值判断精度低的难题,采用FPGA控制采样电路对回波信号进行高频采样,通过软件对采样数据进行插值重建,根据重建图形判断出回波信号的峰值点位置作为计数停止点,有效提高了回波信号峰值判别精度。实验证明:采用该项技术的激光测距机能够达到0.1m测距精度。

微弱脉冲激光回波信号的峰度检测

针对微弱激光回波信号检测中存在的噪声复杂，信号产生畸变、展宽和幅度衰减等情况，对高阶累积量、相关检测、匹配滤波等方法进行研究。通过理论分析和仿真比较，并基于现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA）完成了算法的硬件实现，验证了采用高阶累积量方法进行微弱激光回波信号检测的优良性能和可行性。

机载激光测深回波信号的处理和研究

对激光海洋测深信号特性进行了分析，采用变增益法预处理机载激光测深回波信号，可以压缩水面激光反射信号的光通量与水底目标返回信号光通量的动态范围，实验结果使其动态压缩范围达１０￣３～１０￣４量级，满足机载蓝绿激光测深的要求。

激光脉冲测距双阈值时刻判别技术研究

在脉冲式激光测距技术中,回波信号幅度和上升时间变化引起的时间晃动误差是影响激光测距精度的主要因素之一。针对时间晃动误差带来的测距精度低的难题,在分析了时间晃动误差和总结一般时刻判别技术的基础上,设计了由高速比较电路,单稳态脉冲展宽电路、脉冲延时电路和快符合电路组成的双阈值时刻判别电路,并对电路进行了误差分析。与一般的时刻判别电路相比,时间晃动误差大大减小,时刻判别精度得到有效提高。实验结果表明:采用该技术的激光测距机精度达到10cm。

脉冲激光成像探测系统回波信号仿真

研究激光脉冲回波信号特性并建立其数学模型,是应用回波信号处理技术处理回波,生成目标三维激光仿真图像的基础。首先建立了激光器发射脉冲信号能量在时间和空间上的分布模型,然后依据成像目标的激光图像仿真模板,采用累加激光脚印各采样区发射脉冲信号与对应目标散射面单位冲激响应卷积值的方法,生成了探测器接收回波仿真信号,最后分析了影响回波信号仿真精度的因素。通过对激光脚印采样区个数的合理设置实现了激光脉冲回波波形的精确仿真。

星载激光测高仪回波信号仿真分析

为研究不同地形、地物对激光回波信号的变化状况和星载激光测高仪的实际测量精度等问题,文章采用计算机仿真技术建立了立体地物数字模型、激光脉冲数学模型和噪声信号模型;设计了针对光栅网格地形数据的激光回波近似算法,避免了三角面片的划分、面片间遮挡测试和消隐处理,简化了计算过程。对理想平面目标的激光回波仿真结果与理论结果一致。利用在Matlab环境下开发的仿真程序,对平面型、阶梯型和高斯起伏型3种典型地物模型进行了仿真实验,估算了星载激光测高仪对不同目标区域的实际测量精度。

激光引信脉冲宽度对目标回波的影响研究

基于窄脉冲激光引信的虚拟样机模型和目标近场散射模型,计算了不同脉冲宽度下的目标回波功率,并可定量给出目标回波的波形和峰值功率随发射脉冲宽度的变化规律。经过仿真模型验证,研究结果可以为窄脉冲激光引信的探测阈值和脉冲宽度等参数的优化设计提供依据。

基于四阶累积量的微弱激光回波信号检测

针对四阶累积量运算量大、运算复杂度高的问题,提出采用峰度与递推算法相结合的方法,降低运算量和硬件实时实现的难度。结合微弱脉冲激光回波信号检测的实际问题,仿真验证了算法的有效性。

脉冲型半导体激光测距关键技术研究进展

根据激光测距仪小型化、低功耗、智能化、高精度的发展方向,详细阐述了脉冲型半导体激光测距系统的测距原理及其基本结构,针对国内外在测量距离和测量精度方面的最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上对系统中的时间间隔测量方法、回波信号的处理及检测方法等关键技术进行了详细的分析。随着激光测距技术不断优化提升,其将不断满足科学研究及工业、军事等实际应用领域对高精度测量的需求,据此展望了该种类型测距系统的研究方向及发展前景。

基于激光扫描回波信号的光电设备隐蔽目标跟踪研究

针对隐蔽光电设备窃取机密信号,造成信息泄露的问题,提出一种基于激光扫描回波信号的光电设备隐蔽目标跟踪方法。该方法分为三个步骤:第一步根据光电设备具有的独特"猫眼效应",利用光电传感器采集光电设备反射光线并转换成回波信号;第二步进行真实回波信号识别,识别过程分为两部分,先是利用盲源分离方法去除回波信号中的杂信号,后是利用神经网络算法分类真伪回波信号,完成真实回波信号识别;第三步选择混沌激光相关法对隐蔽光电目标的真实回波信号进行高效跟踪,降低跟踪时间。验证结果表明:与其它电设备隐蔽目标跟踪方法相比,本方法跟踪时间大大降低,从而提高了跟踪效率,降低信息窃取风险。

激光雷达回波信号增强技术研究

针对当前激光雷达回波信号降噪在过程中易去除有价值信号,出现信号失真问题,提出基于改进经验模态分解的激光信号增强方法。采用小波分析的IMF分量去噪方法,为高频噪声分量的各层IMF分量赋予一个阈值,再叠加分量区间开展数据重组,去除高频噪声,保存低频有价值信号,实现有价值信号和噪声的准确分离,通过峰值检测设置阀值过滤掉回波信号噪声,提升回波信号的信噪比。结果表明,该方法具有较强的去噪性能,有效过滤了高频噪声,准确采集到有价值的回波信号。

大数据异步传输环境下舰船激光网络回波信号增强处理

针对信号异步传输所导致增强效果不理想问题,提出大数据异步传输环境下舰船激光网络回波信号增强处理方法。采用信号累积增强技术将舰船激光网络范围内若干个回波信号积累在一起,形成一个高强度的回波信号,增强回波信号被采集的概率,确定激光网络正常状态下的分形盒维数与实时网络连接分形盒维数的差,若差值大于阈值即可将实时网络的回波信号定义为异常信号清除掉;针对被清除的异常数据,采用贝叶斯因子分析模型恢复缺失的回波信号,并对回波信号进行去噪处理。实验结果显示,该方法异常信号漏检率与误检率均低于2%,能够彻底抑制信号内的噪声分量,较好地进行信号恢复。

“二代小波变换算法”在激光雷达回波信号去噪中的应用

提出了一种新的基于二代小波的消噪算法,可以有效地消除激光回波信号中的噪声.仿真结果表明,该算法可以有效地提高信噪比,降低激光回波信号中所含有的噪声,与传统小波去噪算法相比,该算法计算简单,适合于实时处理.

白天激光漫反射测距中微弱信号检测的单开门多触发方法

白天激光漫反射测距因存在强背景噪声,导致微弱回波信号的检测十分困难,严重限制了激光漫反射测距的广泛应用。因此,提出了采用单开门多触发方法解决白天激光漫反射测距的微弱信号检测难题。首先,介绍了一种GM-APD(Gcigcr-Modc Avalanche PhotoDiodc,盖革模式雪崩光电二极管)多触发概率分布函数的快速求解方法。接着,取激光漫反射测距系统典型参数,理论分析了多触发情况下的回波信号检测概率,分析结果表明单开门多触发方法可提高激光漫反射测距在白天情况下的回波信号检测概率。同时,通过对触发次数限制的优选,可以增加有效检测比,减少白天观测条件下回波信号的提取代价。最终,通过系统仿真验证了理论分析结果的正确性。因此,单开门多触发方法是解决白天激光漫反射测距微弱信号检测的可行途径之一。

激光探测高炉回旋区深度信号处理算法研究

高炉回旋区物理参数的确定对高炉炼铁具有极其重要的作用.通过对理论建模计算、检测装置探测和数值模拟等方法进行对比,提出了一种基于激光回波信号处理的回旋区深度检测技术.通过对回波信号的混沌性分析,判明回波信号属于非随机信号.采用多小波随机平移算法对回波信号进行降噪处理,提取了回波信号,采用Hilbert-Huang变换对滤波后的信号进行处理,对其瞬时能量进行分析.由于回旋区边缘表现出较为强烈的局部能量,从能量谱中可较好地提取回旋区边缘信号.试验发现,基于回波信号的回旋区深度技术具有可行性.

基于自适应提升方案的回波信号消噪算法研究

采用自适应提升小波方案,根据激光探测系统接收的回波信号特征,提出了一种更新滤波器和预测滤波器的设计方案,从而实现了自适应地调整预测和更新算子,增强了与处理信息的匹配,有效地提高了系统输出回波信号的峰值信噪比.其次,利用激光探测系统中检测的回波信号与噪声特点,给出了一种去噪软阈值的选取方案.将此算法应用于激光探测系统消噪,较好地满足了在强背景噪声下检测微弱信号的要求.仿真结果表明,采用该算法实现的激光探测系统去噪,在抑制噪声的同时较有效地保留信号的细节,重构了清晰的回波信号.

大气传输介质引起的激光测高仪回波能量衰减分析

阐述了大气传输介质引起激光测高仪回波能量衰减的机制;采用中纬度地区晴朗和霾雾天气下标准 大气模式数据,计算了各衰减因素对1．064μm和0．86μm激光的影响程度和大气斜程透射率随测高仪平台倾 角的变化情况。为测高仪设计和对地观测应用提供了依据。

人工智能技术的脉冲激光测距回波高精度估计方法

针对当前脉冲激光测距回波估计过程存在的误差,不稳定等难题,提出了基于人工智能技术的脉冲激光测距回波高精度估计方法。首先分析脉冲激光测距回波估计的研究进展,找到引起脉冲激光测距回波估计效果不好的因素,然后采集脉冲激光测距回波信号,并对进行去噪处理,然后引入人工智能技术建立脉冲激光测距回波估计模型,最后与其他方法进行了脉冲激光测距回波估计仿真对比测试,结果表明,本方法降低了脉冲激光测距回波估计误差,脉冲激光测距回波估计精度要高于其他方法,具有十分明显的优越性。