Gm-APD激光雷达的双参量估计透烟雾成像算法

摘要：

利用Gm-APD(Geiger mode avalanche photon diode)激光雷达对浓密烟雾背后的目标进行成像时,烟雾对激光的强后向散射和吸收能力,严重限制了传统算法对淹没在烟雾信号中目标信号的提取能力.提出了一种基于双参量估计的Gm-APD激光雷达透烟雾成像算法,介绍了基于Gm-APD激光雷达的触发模型和根据探测概率求解实际接收回波信号的原理,并且基于光子与烟雾粒子的碰撞理论和Mie散射理论,详细推导了Gamma模型两个参数的物理关系.根据推导的关系式提出了一种双参量估计算法,该算法考虑了如何精确估计μ,k两个参数.最后,开展了仿真和室内透雾实验,利用仿真实验检验μ,k关系式的正确性,利用室内实验验证提出算法的透雾成像能力.实验结果表明,相较于传统算法,本文提出算法重构图像的目标复原度提升了73％,结构相似性提升了0.2289.该研究有效提升了Gm-APD激光雷达在烟雾环境中的目标感知能力.

关键词：激光雷达、透烟雾成像、Gamma模型、双参量估计

所属期刊栏目：30

分类号：TN958.98

资助基金：国防重点实验室基金资助项目

在线出版日期：2022-11-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2370-2378