1 桂林理工大学信息科学与工程学院, 广西 桂林 541006
2 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
3 天津大学微电子学院, 天津 300072
4 中国电子科技集团公司第三十四研究所, 广西 桂林 541004
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。
遥感与传感器 浅水激光雷达 全波形回波信号降噪 经验小波变换 固有频率 中国激光
2021, 48(11): 1109001
1 天津大学 精密测试技术与仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
3 奥克兰大学 机械工程系, 罗切斯特 48309
采用CCD相机采集物体变形前后的散斑图片, 利用一维经验小波变换对散斑图片进行逐行分解, 获得一系列的固有分量. 根据分解后分量的核概率密度函数提出基于核概率密度的自适应降噪法, 去除噪声干扰, 提取跟变形信息相关的分量并重构, 利用重构后的每一行获得变形前后重构散斑图. 采用Hilbert法计算重构后散斑图的相位, 对变形前后散斑图相位进行相减, 根据相位差进行解包裹获得物体表面变形信息.实验结果表明该方法能够有效地对物体表面变形进行测量, 且测量精度较经验模态分解提高4倍.
数字散斑干涉 相位提取 经验小波变换 表面变形 核概率密度估计 Digital speckle pattern interferometry Phase retrieval Empirical wavelet transform Surface deformation Kernel probability density
