發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 08:05

　　條紋管激光雷達(dá)作為具有研究前景的激光雷達(dá)之一,可以在全波形采樣的基礎(chǔ)上,同時(shí)獲取多個(gè)探測區(qū)域及目標(biāo)的高精度三維信息,在機(jī)載激光雷達(dá)測繪領(lǐng)域具備廣闊的發(fā)展前景。在實(shí)地測繪過程中,條紋管激光雷達(dá)系統(tǒng)每秒獲得的回波數(shù)據(jù)可以達(dá)到幾百兆,使得高速海量回波數(shù)據(jù)的分析和處理成為目前的重點(diǎn)研究方向。而現(xiàn)有的分類識別方法是針對條紋回波數(shù)據(jù)反演出的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和識別工作,這種二次數(shù)據(jù)處理方法降低了雷達(dá)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性,對后期雷達(dá)應(yīng)用推廣產(chǎn)生了一定影響。因此,針對條紋管激光雷達(dá)回波數(shù)據(jù)及圖像的直接分類提取研究是必要的。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)以及深度學(xué)習(xí)的發(fā)展,越來越多的機(jī)器學(xué)習(xí)方法被引入到圖像處理領(lǐng)域,解決如圖像識別、圖像分類等任務(wù)。其中隨機(jī)森林算法是在決策樹算法的基礎(chǔ)上融合了集成學(xué)習(xí)方法得到的強(qiáng)分類器,在分類任務(wù)和回歸任務(wù)中均有出色表現(xiàn)。本文基于隨機(jī)森林算法,提出了直接對原始條紋回波信號進(jìn)行分類處理,并結(jié)合圖像識別技術(shù)提出了對條紋圖像中的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)提取和歸類的方法。該方法結(jié)合了隨機(jī)森林算法的快速性和抗干擾能力,較好的解決了現(xiàn)有條紋回波數(shù)據(jù)二次分類方法時(shí)效性和準(zhǔn)確性較差的問題,在對不同地形的分類任務(wù)中都... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1條紋管成像系統(tǒng)示意圖[9]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-信號時(shí)序進(jìn)行同步記錄。2002年，以該系統(tǒng)為探測器的機(jī)載激光雷達(dá)對海洋底及隱藏在樹冠后的目標(biāo)進(jìn)行了成像。圖1-2海洋中的礦井目標(biāo)成像[10]2003年，A.J.Nevis等[11]進(jìn)一步將可實(shí)現(xiàn)距離分辨成像的條紋管激光雷達(dá)應(yīng)用于水下目標(biāo)的探測中，通過使用兩臺(tái)條紋相機(jī)拼接成像得到了水下一輪胎目標(biāo)的距離像。并提出了將原始回波數(shù)據(jù)的波峰位置作為目標(biāo)距離，峰值高度作為目標(biāo)強(qiáng)度，將三維像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化增強(qiáng)為二維強(qiáng)度圖和距離圖。在2005年后，已有條紋管激光雷達(dá)用于軍事裝備，如美軍MH-60S直升機(jī)就裝載了以條紋管激光雷達(dá)為探測器的AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用條紋管成像測距傳感器對水面及靠近水面的水雷和其他目標(biāo)進(jìn)行探測、分類和定位[12]。圖1-3裝載條紋管激光雷達(dá)探測系統(tǒng)的MH-60S直升機(jī)[12]1.2.2條紋管激光雷達(dá)國內(nèi)研究進(jìn)展國內(nèi)的條紋管激光雷達(dá)技術(shù)起步較晚，2004年，趙寶升和陳敏[13]針對國內(nèi)的技術(shù)空白，對單狹縫掃描條紋管激光雷達(dá)系統(tǒng)的成像原理進(jìn)行了介紹。2005年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王騏教授課題組對條紋管激光雷達(dá)探測系統(tǒng)展開了深入研究。2007年，王騏和劉金波等[14]詳細(xì)分析了條紋管激光成像器的系統(tǒng)組成和工

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-信號時(shí)序進(jìn)行同步記錄。2002年，以該系統(tǒng)為探測器的機(jī)載激光雷達(dá)對海洋底及隱藏在樹冠后的目標(biāo)進(jìn)行了成像。圖1-2海洋中的礦井目標(biāo)成像[10]2003年，A.J.Nevis等[11]進(jìn)一步將可實(shí)現(xiàn)距離分辨成像的條紋管激光雷達(dá)應(yīng)用于水下目標(biāo)的探測中，通過使用兩臺(tái)條紋相機(jī)拼接成像得到了水下一輪胎目標(biāo)的距離像。并提出了將原始回波數(shù)據(jù)的波峰位置作為目標(biāo)距離，峰值高度作為目標(biāo)強(qiáng)度，將三維像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化增強(qiáng)為二維強(qiáng)度圖和距離圖。在2005年后，已有條紋管激光雷達(dá)用于軍事裝備，如美軍MH-60S直升機(jī)就裝載了以條紋管激光雷達(dá)為探測器的AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用條紋管成像測距傳感器對水面及靠近水面的水雷和其他目標(biāo)進(jìn)行探測、分類和定位[12]。圖1-3裝載條紋管激光雷達(dá)探測系統(tǒng)的MH-60S直升機(jī)[12]1.2.2條紋管激光雷達(dá)國內(nèi)研究進(jìn)展國內(nèi)的條紋管激光雷達(dá)技術(shù)起步較晚，2004年，趙寶升和陳敏[13]針對國內(nèi)的技術(shù)空白，對單狹縫掃描條紋管激光雷達(dá)系統(tǒng)的成像原理進(jìn)行了介紹。2005年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王騏教授課題組對條紋管激光雷達(dá)探測系統(tǒng)展開了深入研究。2007年，王騏和劉金波等[14]詳細(xì)分析了條紋管激光成像器的系統(tǒng)組成和工

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改進(jìn)隨機(jī)森林算法的圖像分類應(yīng)用[J]. 張志禹,吉元元,滿蔚仕.  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(09)
[2]條紋原理激光雷達(dá)成像仿真及實(shí)驗(yàn)[J]. 董志偉,張偉斌,樊榮偉,李旭東,陳德應(yīng),于欣.  紅外與激光工程. 2016(07)
[3]條紋管激光雷達(dá)回波噪聲特性研究[J]. 董志偉,張瑞環(huán),張偉斌,陳默然,李旭東,樊榮偉,閆仁鵬,陳德應(yīng),于欣,王正國.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[4]新型選通成像激光告警技術(shù)的發(fā)展[J]. 張欣,李延勝.  艦船電子工程. 2015(06)
[5]一種基于類別不平衡數(shù)據(jù)的層次分類模型[J]. 施培蓓,劉貴全,汪中,衛(wèi)兵.  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]激光雷達(dá)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 趙一鳴,李艷華,商雅楠,李靜,于勇,李涼海.  遙測遙控. 2014(05)
[7]條紋管成像激光雷達(dá)距離模型的研究[J]. 馬晨寧,韓紹坤,趙文,王平.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[8]條紋管成像激光雷達(dá)條紋數(shù)據(jù)提取算法[J]. 馬晨寧,趙文,韓紹坤,王平.  中國激光. 2012(04)
[9]隨機(jī)森林方法研究綜述[J]. 方匡南,吳見彬,朱建平,謝邦昌.  統(tǒng)計(jì)與信息論壇. 2011(03)
[10]條紋管激光成像雷達(dá)水下探測成像研究進(jìn)展[J]. 孫劍峰,郜鍵,魏靖松,王騏.  紅外與激光工程. 2010(05)

博士論文
[1]隨機(jī)森林算法優(yōu)化研究[D]. 曹正鳳.首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 2014
[2]隨機(jī)森林及其在遙感影像處理中應(yīng)用研究[D]. 雷震.上海交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]波形采樣激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的均勻化處理研究[D]. 孫立羽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]條紋原理激光雷達(dá)回波信號提取技術(shù)研究[D]. 張瑞環(huán).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]隨機(jī)森林的特征選擇和模型優(yōu)化算法研究[D]. 雍凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：2914215