【摘 要】
:
近年来随着无人驾驶技术的发展,激光雷达已经成为无人智能车中重要的环境感知设备,相比于与毫米波雷达,激光雷达具有距离分辨率高、抗交叉干扰能力强、体积小等优点,在高精度测距的同时可以实现高分辨成像。随着激光雷达的大量应用于无人驾驶汽车中,传统的脉冲激光雷达极易受到其他激光雷达的干扰或者人为干扰攻击,使得激光雷达出现探测错误、增加虚警概率,导致激光雷达产生误判,引发交通事故。因此在车载激光雷达领域,高精
论文部分内容阅读
近年来随着无人驾驶技术的发展,激光雷达已经成为无人智能车中重要的环境感知设备,相比于与毫米波雷达,激光雷达具有距离分辨率高、抗交叉干扰能力强、体积小等优点,在高精度测距的同时可以实现高分辨成像。随着激光雷达的大量应用于无人驾驶汽车中,传统的脉冲激光雷达极易受到其他激光雷达的干扰或者人为干扰攻击,使得激光雷达出现探测错误、增加虚警概率,导致激光雷达产生误判,引发交通事故。因此在车载激光雷达领域,高精度成像以及激光雷达之间的交叉干扰问题一直是亟待解决的问题。针对以上问题,本文利用布尔混沌信号调制激光器产生布尔混沌激光作为雷达探测信号,结合扫描成像技术,构建混沌激光成像雷达系统,利用仿真和实验实现了目标物体的三维成像,并对其抑制交叉干扰的能力进行了测试。布尔混沌信号在时序上具有类噪声的随机信号,频率上具有宽频带特性。此外混沌信号在提供高分辨率的同时也具有抗干扰能力强的优点,可以应用于多雷达同时工作的场景中。因此提出将布尔混沌信号与激光雷达相结合,应用于空间中目标三维成像。本文主要的研究工作及成果总结如下:(1)总结和分析了现有无人驾驶激光雷达的研究进展,并且详细分析了不同种类激光雷达的优缺点,提出将传统的激光雷达发射信号更换为布尔混沌信号,并将其应用于空间目标三维成像。(2)介绍了布尔混沌信号产生原理,分析了布尔混沌信号的时域和频域的特性。构建布尔混沌激光雷达模型,基于MATLAB搭建布尔混沌激光雷达仿真平台。详细分析了布尔混沌激光雷达对空间目标的三维成像能力。搭建布尔混沌激光雷达硬件实验平台以及上位机软件系统。利用相关测距原理实现对目标距离测量,在此基础上利用二维扫描实现对目标的三维成像。在实现目标距离图像同时,根据相关曲线系数也可以实现目标强度图像。(3)通过实验和仿真分析激光雷达的抗交叉干扰能力,实验验证了布尔混沌激光雷达可以在不同干扰信号下实现稳定的三维成像,在信噪比为12 d B时仍然可以对目标清晰成像。可以实现在多雷达复杂环境中的高精度成像。验证了多雷达工作时布尔混沌激光雷达抑制交叉干扰能力,定量分析了在不同干信比下激光雷达成像效果。仿真和实验结果都验证了本文提出的方案的可行性。
其他文献
脑老化是一个复杂的、不可避免的生物学过程,对大脑成熟和衰老生长曲线的研究可以探索人脑老化机制,有助于对老年性认知疾病的早期干预。阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease,AD)是一种起病隐匿的且与认知能力相关的老年性神经退行疾病,从早期轻度认知损害(Early Mild Cognitive Impairment,EMCI)到晚期轻度认知损害(Later Mild Cognitive I
进入21世纪以来,基于位置信息的服务迅速发展,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在人们的生活中变得越来越无可替代。全球卫星导航系统定位方式主要有标准单点定位、标准差分定位、精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)和载波差分定位(Real-time kinematic,RTK)四种。其中,精密单点定位因
近几年来,随着科学技术的磅礴发展,出现了数据爆炸的现象,数据如何进行存储也就成为了比较重要的研究课题。为了存储更多的数据,并且为用户减少存储开销,于是云环境存储应运而生,越来越多的用户选择将数据存储在云环境中,但是云存储的出现也面临着数据不安全的问题,需要用户对数据加密处理后再上传到云环境中。云存储指的是数据所有者将数据存放在网络中的多台虚拟服务器中,它们由第三方服务商来管理,而不是本地计算机中,
入侵探测技术被广泛用于区域防护以保障人身和公共财产安全。现有的入侵探测技术包括激光雷达、光学/热红外摄像机、电子围栏、振动电缆传感器、光纤传感器和入侵探测雷达。除入侵探测雷达外,其它入侵探测技术普遍存在隐蔽性差、易受环境温度、可见度以及嘈杂振动影响的缺陷。入侵探测雷达采用泄漏电缆或者常规天线发射探测信号和接收回波信号,从而构建人眼不见的电磁防护区域,弥补了上述缺陷。但是受限于发射信号的固有特性,入
激光雷达作为一种主动式扫描探测技术,可以快速获取周边环境的信息。随着激光雷达在机器人、无人驾驶等领域的广泛应用,国内外激光雷达市场迅速发展。鉴于目前市场上成熟的激光雷达产品存在价格昂贵、国外技术垄断和控制算法不开源等问题,本课题开展了激光雷达的设计研究工作。本文以移动机器人室内环境感知为背景,结合车载环境和实际应用需求,使用课题组自行研制的激光测距模块,设计了一种二维激光雷达扫描系统。设计的二维激
基于超宽带雷达的非接触式生命体征监测系统是将雷达技术应用于生物监测领域,其目的是通过非接触方式获取目标人体的呼吸和心跳频率。在新冠肺炎全球蔓延的大背景下,医院各方都在寻求更为有效与安全的监测手段,而基于超宽带雷达的非接触式生命体征监测系统,在保护病人生命安全的同时,也为前线医疗人员提供安全保障,集合了高效、安全的监测特征,不仅应用于防疫医疗监测,也适用于慢性病患者或老人居家呼吸心跳等健康体征监测,
语音识别技术在人工智能的推动下再一次迎来发展的热潮。人们迫切的希望在实际的生活当中,也能与智能机器有更好的交流,让机器听懂人们的语言,按照人们发布的指令正确的完成应答操作。但当下,语音识别技术走出实验室进入生活仍存在一些技术性难题。在没有噪声或者噪声很小的环境中,语音识别系统识别效果良好,会有较高的识别率;但当在背景噪声很大,或者识别环境更复杂的情况下,识别系统的性能就不如实验室安静环境下理想。所
语音增强是指从含噪语音中去除噪声,以提高语音质量和可懂度。目前已经有包括卡尔曼滤波在内的多种语音增强方法,其中卡尔曼滤波器的增强性能很大程度上取决于参数的估计精度,但是传统卡尔曼滤波方法中对于参数的估计存在缺陷,这会直接影响到卡尔曼滤波器的增强性能。此外由于早前的研究者认为相位对于语音质量的提高贡献有限,因此多数语音增强方法在对含噪语音进行增强时仅对幅度谱进行处理而相位则使用含噪语音相位直接代替。
混沌信号具有类噪声、高带宽、随机性强等特点,在加密通信、随机数发生器、车载激光雷达等领域有重要应用价值。特别是在激光雷达领域,混沌激光的功率决定了雷达的有效探测距离。因此,实现高功率的混沌激光产生是车载混沌激光雷达发展的必然趋势。1550nm波长处于激光的近红外波段,相比于传统激光雷达使用的800~1000nm波段激光信号,1550nm激光在雾霾、沙尘等低能见度天气下穿透能力更强,对人眼也更安全。
随机数从根本上决定着信息系统的安全,在全球通信安全和金融安全领域起着至关重要的作用。量子随机数的产生基于量子物理的不确定性本质,即量子的内禀随机性,是安全性信息论可证明的真随机数产生方案。在各类量子随机数产生方案中,基于连续变量量子态分量起伏不确定提取随机数的方案因其熵源及测量模型明确、探测系统高带宽、鲁棒性等优势尤具应用前景。对于实际的量子随机数产生方案,系统量子熵含量的严格评估、量子随机数的提