【摘 要】
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浅水激光雷达回波信号中混有高斯白噪声及系统自由振动时产生的固有频率成分,因此较难从较低信噪比的回波信号中获取目标的距离与特征,需要进行降噪处理.根据全波形回波及固有频率的频域特点,提出了一种改进的经验小波变换方法,并将其用于浅水激光雷达信号的降噪.首先对实验室自制的测深激光雷达系统测到的回波信号进行分解,得到降噪后的回波、噪声及固有频率成分,然后针对降噪后的回波信号,进行非线性阻尼最小二乘算法拟合优化,最终得到全波形回波的分解信号并测得水深.利用MATLAB建立信号模型,对比常用降噪算法处理的降噪效果,结
【机 构】
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桂林理工大学信息科学与工程学院,广西桂林541006;桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室,广西桂林541006;桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室,广西桂林541006;天津大学微电子学院
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浅水激光雷达回波信号中混有高斯白噪声及系统自由振动时产生的固有频率成分,因此较难从较低信噪比的回波信号中获取目标的距离与特征,需要进行降噪处理.根据全波形回波及固有频率的频域特点,提出了一种改进的经验小波变换方法,并将其用于浅水激光雷达信号的降噪.首先对实验室自制的测深激光雷达系统测到的回波信号进行分解,得到降噪后的回波、噪声及固有频率成分,然后针对降噪后的回波信号,进行非线性阻尼最小二乘算法拟合优化,最终得到全波形回波的分解信号并测得水深.利用MATLAB建立信号模型,对比常用降噪算法处理的降噪效果,结果显示,改进的算法在计算时间、信噪比和均方误差等方面有明显优势;对比0.5～3.0 m水深范围内不同降噪算法的实测回波处理效果,经所提方法降噪后,回波信号的测深误差小于0.1 m.
其他文献
利用脉冲激光器对直径为400 μm的镍钛合金及铜丝进行激光焊接,通过设计不同的激光束偏移量对镍钛/铜异种激光焊缝形貌、显微组织、显微硬度及拉伸性能进行研究.结果 表明,当激光束的入射位置由镍钛合金向铜一侧偏移时,镍钛/铜异种激光焊缝的尺寸逐渐减小,且焊缝内的元素分布由均匀分布转变为局部偏析;当激光束位于镍钛侧50μm和中心线时,焊缝内的显微组织均为树枝状凝固组织;当激光束位于铜侧50 μm和100 μm时,焊缝由树枝晶、胞状晶和层状组织的混合组织构成.焊缝的平均硬度随着激光束位置的偏移而逐渐降低,当激光束
探赜索隐,钩深致远.rn2021年,山东大学走过了120年的历程,沉淀累累.春夏之交,我走进山东大学中心校区(图1),眼见繁花层层叠叠,绿草与大树相映,一派春意盎然,生机勃勃的景象;图书馆前高大的松柏与古老的银杏,折射出山大百廿的沧桑巨变和百廿山大的厚重底蕴;正门北望,七十二棵银杏南北排列两行,象征孔子弟子中的七十二贤,以示山大“为天下储人才,为国家图富强”的办学宗旨,以及山大人对先人和大师们的崇尚和敬畏.此景此情,作为探赜索隐者,执着于山大光学繁事,以图探索前人走过的足迹.
提出了一种硅基电光调制与模分复用的集成器件,该集成器件的电光调制模块由硅基光子晶体波导和宽度调制(WM)型谐振腔组成,模分复用模块由硅基非对称平行纳米线波导组成.光子晶体波导和纳米线波导的连接处采用锥形结构,用于减少两种波导之间的级联损耗.根据时域耦合模理论与等离子体色散效应,采用WM型谐振腔和PN掺杂结构实现了对TE0模式的调制.根据横向耦合模理论,采用非对称平行纳米线波导实现了 TE0模向TE1模的转换.应用二维时域有限差分法(2D-FDTD)对其性能进行仿真分析,结果表明,该集成器件在调制电压为1.
温度变化引起的测量误差会严重影响飞行器、船舶等大型先进装备的尺寸,为了保证大型变曲率构件的制造装配精度,缩短大尺寸装备的测量周期,提出了一种新的大尺寸转站测量热变形误差补偿方法.首先,通过光纤布拉格光栅及激光跟踪仪获得温度和基准点的三维位置信息,并建立了对应的数学模型,以解算全局坐标系下的热变形系数矩阵.然后,用ANSYS软件在相同温度载荷下对实验构件的物理模型进行热变形仿真,并对比分析了基准点偏移量的实测数据与仿真数据.最后,用本方法对大型变曲率构件转站测量过程中热变形引起的转站误差进行补偿.实验结果表
激光雷达(LiDAR)作为获取地物物理属性的一种重要技术手段,被广泛应用于分类研究中。针对传统卷积神经网络中标量神经元无法表达特征位置信息,以及图像经过连续池化和降采样后出现空间分辨率下降、细节信息丢失这两个问题,提出胶囊网络和空洞卷积相结合的LiDAR数据分类算法。该算法以残差网络架构为基础,首先将LiDAR数据输入深度卷积神经网络中进行特征粗提取,然后采用奇偶混合扩张率的空洞卷积增大训练中特征
分析了传统瑞利-米散射多普勒激光雷达在低层风场中的风速反演误差,结果表明,该激光雷达在±50 m/s风速范围,3 km高度下的风速反演误差达到4～5 m/s。因此,基于S6瑞利-布里渊散射模型,提出了一种基于瑞利-米散射多普勒激光雷达数据反演低层风场和气溶胶后向散射比的方法。仿真结果表明,本方法可以同时反演出风速和气溶胶后向散射比,且精度较高。实测风场反演结果表明,相比传统方法,本方法得到的水平风
采用溶胶-凝胶法结合纳米粉体高温烧结工艺制备了 Yb-Al、Yb-Al-P和Yb-P三个体系共掺石英玻璃,系统探究了 Al3+和P5+的含量变化对掺Yb3+石英玻璃在1018 nm处吸收和荧光性能的影响规律.通过对比不同掺杂体系在1018 nm处的光谱性能发现,随着P5+掺杂浓度的提高,1030 nm附近的荧光次峰蓝移至1018 nm附近,Yb-P掺杂石英玻璃系列样品在1018 nm处的归一化荧光强度明显优于其他系列.利用Raman光谱结合超低温电子顺磁共振(EPR,4 K)从原子尺度上对Yb3+的配位环
2019年10月,使用相干多普勒测风激光雷达在深圳杨梅坑地区进行风廓线等观测.结合标准大气模型、温度日变化模型和地面气象站数据,估算了晴朗天气下边界层内大气折射率结构常数C2n和湍流动能耗散率ε.根据时间-高度垂直剖面,分析了时空变化特征,研究了各参数变化对C2n的具体影响.折射率结构常数C2n与垂直速度方差σ2n有较强的相关性,相关系数一般在0.7以上.在白天湍流充分混合发展的情况下,湍流动能耗散率ε与C2n相关系数一般达到0.5以上,C2n、σ2a及ε的相关性体现了湍流在水平和垂直两个方向变化的一致性
研制激光武器需要综合考虑技术挑战、战场环境和作战任务等因素,推动激光武器的实战应用面临众多难点,包括高能高光束质量光源难、远距离作战难、高效毁伤难、高效紧凑难、实战应用难等.结合激光武器面临的困难,依据基本的物理原理,本文探讨了激光武器的设计准则,提出高亮度准则、发散角匹配准则、桶中功率最高准则、高效耦合准则、平台适装准则等5条主要设计准则,为激光武器研究和设计提供参考.
根据光子晶体光纤多孔等特性,提出一种涡旋光传输的环形中空光子晶体光纤设计方案.利用有限元法对环形光纤结构参数进行优化设计,并分析光纤中多阶涡旋光的传输特性.具体分析结果表明,当光纤中心孔直径取5.6 μm,第一层空气孔直径取2.67 μm,最外层空气孔的直径取2.87 μm,孔间距取3.09 μm,在1.3～2 μm波段内,同一矢量模式组对应的HE模和EH模之间的有效折射率差最小超过3.04×10-3,最大达到了 1.55×10-2,并且能应用于光纤较小弯曲情形(弯曲半径可以低至18 mm).该光子晶体光