针对传统关键点检测算法对噪声敏感及依赖于物体模型的形状特征等问题,提出一种基于正态加权的多尺度关键点提取算法。首先,在每个尺度上建立局部邻域的协方差矩阵,计算局部坐标系落在前两个坐标轴的比率大小,根据比率大小来确定候选关键点。然后计算基于正态加权的形状索引值,以此来度量点云的局部最大相异性度量值。最后,在不同尺度下,将具有局部最大相异性度量值的极大值点作为最终关键点。实验结果表明,相比较其他的传统算法,所提算法能有效地提取各种点云模型的关键点,能够同时兼顾关键点的质量、数量及运行效率,且对具有尖锐特征和大面积平滑特征的模型具有较强的适应性,算法的鲁棒性及形状索引功能得到进一步增强。

为满足瑞利高光谱激光雷达对脉冲激光发射单元频率稳定性的需求,提出基于分子吸收的脉冲激光锁频方法。基于碘分子吸收光谱原理,采用GHz量级峰值保持电路、比例积分微分(PID)(proportional integration differential控制算法和精度为±0.02 K的控温系统,构建一套脉冲激光锁频系统。首先,利用BBO(β-BaB2O4)晶体倍频的532 nm连续激光测量精确温控的碘分子吸收池,获得其1109线在不同温度下的吸收光谱,进而确定了鉴频曲线;其次,利用鉴频曲线的拟合方程获得通过碘分子吸收池后脉冲激光能量变化与频移量之间的定量关系及测量灵敏度;最后,利用PID控制算法对比频率设定值与频移量之间的差异,将该差异以电压形式反馈于种子激光器,通过种子激光器的频率改变补偿脉冲激光的频率漂移,继而实现脉冲激光的动态锁频。实验结果表明:在25 min内脉冲激光的频移小于±2.2 MHz,瑞利高光谱激光雷达测风误差小于±0.6 m/s,测温误差小于±0.5 K。