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脉冲扫描激光雷达信号采集与处理的研究

作　者: 张兰辉
导　师: 马秀娟
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电力电子与电力转动
关键词: 激光雷达 数字信号处理 MSChart XML存储
分类号: TN958.98
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物。其分辨率高,抗干扰能力强,不但可以用来进行测距、角度跟踪、目标速度测量,还可以用来制导和跟踪超低空飞行目标。八十年代末期以后,随着半导体激光器在提高输出功率和改进光束方向性能以及探测器降低探测阈值等方面取得的重大进展,使半导体激光器无论在民用领域还是军事领域都有着广泛的前景。本课题的目的就是对扫描激光雷达回波信号进行实时采集、成像并存储。首先本文简单介绍了半导体脉冲扫描激光雷达距离成像和强度成像的基本原理,并分析了回波信号采集与处理系统需要达到的条件。进而设计出了一套以DSO2902虚拟示波器和计算机为核心的扫描激光雷达数据采集与处理系统。其次对DSO2902A虚拟示波器的控制程序进行研究,并对DSO2902A虚拟示波器进行二次开发。通过编写的VB程序对其进行控制,使其满足对激光雷达回波信号的采集要求,对回波信号进行采集。对基于VB6.0语言的成像方法进行分析,编写了一套基于MSChart控件的成像系统。本系统可以真实生动的反映出激光雷达回波信号的时间与强度信息。对数据存储格式的种类与各自的优缺点进行比较,最后选择XML语言作为采集到激光雷达回波数据的存储格式,并通过程序来实现对数据的存储。使采集到的数据可以方便的被多种平台进行调用及平台之间的传递。通过VB.NET语言及Dataset与DataGridView之间的数据绑定来实现对XML格式回波信号数据的读取。经过对整个系统进行实验、调试,系统能够稳定地采集激光雷达回波信号,并实现对采集到的雷达回波信号的处理、存储和成像等功能,达了到设计要求。本课题的研究是半导体脉冲扫描激光雷达研究与应用的重要组成部分。为雷达回波信号的采集与处理提供了一些有价值的经验,为课题的进一步深入研究奠定了基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 数据采集  10-11
    1.2.2 激光测距  11-13
  1.3 课题意义与研究内容  13-14
    1.3.1 课题意义  13
    1.3.2 主要研究内容  13-14
第2章 连续脉冲扫描激光雷达测量原理与方法  14-19
  2.1 引言  14
  2.2 连续脉冲扫描激光雷达的测量原理  14-17
  2.3 连续脉冲扫描激光雷达的测量方法  17-18
  2.4 本章小结  18-19
第3章 高速数据采集、成像与存储系统的设计与实现  19-43
  3.1 引言  19
  3.2 系统的总体方案  19-21
    3.2.1 系统的要求与性能  19-20
    3.2.2 系统的总体方案  20-21
  3.3 数据采集部分  21-26
    3.3.1 DOS2902 虚拟示波器简介  21-23
    3.3.2 基于DSO2902 的高速采集系统的实现  23-26
  3.4 距离与强度成像  26-34
    3.4.1 成像方法  26
    3.4.2 VB 提供的绘图功能  26-27
    3.4.3 利用VB 自带绘图功能对雷达回波信号成像  27-28
    3.4.4 MSChart 控件  28-32
    3.4.5 利用MSChart 控件对雷达回波信号成像  32-34
  3.5 数据的存储  34-41
    3.5.1 数据存储方法  34-35
    3.5.2 XML  35-37
    3.5.3 利用DATATABLE 存储数据为XML 格式  37-40
    3.5.4 利用VB6.0 对VB.NET 程序进行调用  40-41
  3.6 本章小结  41-43
第4章 数据的读取  43-51
  4.1 引言  43
  4.2 Dataset  43-46
    4.2.1 Dataset  43-44
    4.2.2 数据集的建立与取存XML  44-46
  4.3 数据绑定与DataGridView  46-47
    4.3.1 数据绑定  46
    4.3.2 DataGridView  46-47
  4.4 XML 文件的读取  47-49
  4.5 数据处理  49-50
    4.5.1 平滑滤波  49
    4.5.2 FIR 滤波  49-50
  4.6 本章小结  50-51
第5章 系统调试与试验结果  51-57
  5.1 调试内容  51
  5.2 调试结果  51-56
  5.3 小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达：按体制分 > 光学定位雷达、激光雷达
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