1 武汉大学 遥感信息工程学院，湖北 武汉 430079
2 深圳大学 自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室，广东 深圳 518060
全波形激光雷达测距精度，又称测距重复精度或测距标准差，受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响，并采集不同的采样频率(1.25、2.5、5 GHz)和不同脉宽(1、2、3、···、10 ns)条件下的波形数据，经滤波、插值、波形提取等预处理后，利用线性高斯拟合、加权线性高斯拟合、迭代加权线性高斯拟合、期望最大化算法、和Levenberg Marquardt算法共5种算法计算测距值并统计测距精度。实验结果表明，EM算法获得的测距精度相比其他4种算法受到波形畸变的影响最小；加权线性高斯拟合算法获得的测距精度受采样频率变化的影响最小；相同波形幅值条件下，实际脉宽增加2.47倍，利用EM算法获得的测距精度从0.97 mm下降至1.18 mm，因此增加脉宽会降低测距精度；在光脉宽为4 ns的情况下，5 GHz采样频率数据在EM算法获得的测距精度分别为2.5 GHz、1.25 GHz采样频率数据的测距精度的1.71倍和3.07倍，而当2.5 GHz和1.25 GHz采样频率数据分别插值2倍和4倍至5 GHz后，仅为1.17倍和1.29倍，因此提高采样频率能够提高测距精度，而对低采样频率数据进行插值能够获得接近高采样频率数据的测距精度。
全波形激光雷达 采样频率 距离测量 高斯拟合算法 full-waveform LiDAR sampling frequency distance measurement Gauss fitting algorithm 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210363
1 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳市易尚展示股份有限公司, 广东 深圳 518000
3 深圳大学海岸带地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室, 广东 深圳 518060
详细介绍了基于数字散斑相关技术的三维重建方法, 包括双目立体视觉基本原理以及散斑三维重建基本流程。重点分析了整像素对应点查找方法以及基于牛顿-拉弗逊迭代的亚像素插值算法, 实现了散斑亚像素级三维重建。针对数字散斑相关计算模型, 分析了影响相关系数的因素, 并围绕相关系数计算和亚像素同名点插值精度两方面重点分析了二值随机散斑和灰度随机散斑的三维重建效果。通过设计不同尺寸颗粒的散斑图案和采用不同大小的相关计算窗口, 分别对平面陶瓷板和陶瓷标准球进行了三维重建精度分析。实验结果表明, 二值散斑能获得更高的重建精度。
测量 三维测量 数字散斑 相关计算 二值散斑 亚像素 中国激光
2018, 45(10): 1004004
1 深圳大学海岸带地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳大学空间信息智能感知与服务深圳市重点实验室, 广东 深圳 518060
3 地理国情监测国家测绘地理信息局重点实验室， 湖北 武汉 430079
4 Teledyne Optech, Inc, Ontario L4K5Z8, Canada
机载激光雷达测深是近年来蓬勃发展的主动式水深测量方法， 能够快速精准地获取近岸水深和水下地形， 特别是对于浅海、 岛礁等船只无法达到的区域具有显著优势。 而机载激光雷达系统的测深能力主要受到水体浑浊度的影响。 激光测深实验中对实验区域的水体浑浊度研究将有助于实验方案的设计。 以中国海南岛沿岸海域为例， 研究了该海域水体浑浊度和机载激光雷达测深系统CZMIL(coastal zone mapping and imaging LiDAR)测深能力之间的关系， 建立了运用水体漫衰减系数估算机载激光雷达测深系统测深能力的算法。 首先分析并确定了实验区域的漫衰减系数Kd(490)反演算法； 其次， 运用该区域实测光学数据建立了漫衰减系数Kd(490)和Kd(532)之间的数值关系； 接着总结了Kd(532)和CZMIL系统最大测深值之间的关系； 最后运用MODIS数据合成了海南岛沿岸海域在CZMIL系统海道测量模式下的测深能力空间分布图， 重点分析了海口和陵水附近海域的最大可测水深分布情况。 为海南岛沿岸海域开展激光测深实验提供了参考和依据。
海洋光学 漫衰减系数 光谱分析 海南岛 激光测深 Ocean optics Diffuse attenuation coefficient Spectral analysis Hainan Island Coastal zone mapping and imaging LiDAR CZMIL LiDAR bathymetry 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1582
山东科技大学 电气与自动化工程学院，山东 青岛 266590
为了使工作人员深入了解变压器的保护原理，加强对变压器的保护工作，设计了基于TMS320F28335+STC12LE5A60S2的变压器微机保护实验平台，其中TMS320F28335实时采集处理变压器两侧的电压电流信息，承担计算、通信和控制开入开出等任务，STC12LE5A60S2则通过串口通信方式接收来自DSP的数据信息，并控制TFT液晶显示模块MD070SD进行显示。通过外部按键控制，可以使MD070SD 显示3种界面: 定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面，同时将单纯的文本显示转换成图文并茂的形式，使得实验原理简单形象，便于理解。本文给出了串口通信和液晶显示的硬件控制电路，并对液晶模块的3种显示界面进行了详细说明。测试结果表明，该平台能可靠实现数据显示和保护测试等功能，实时性好，可视性强。
变压器微机保护 实验平台 MD070SD接口设计 液晶背光调整 microprocessor-based transformer protection experimental platform interface design of MD070SD adjustment of LCD backlight
1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079
2 时空数据智能获取技术与应用教育部工程研究中心, 湖北 武汉 430079
3 湖北工业大学电气与电子工程学院, 湖北 武汉 430068
车辙深度测量通常使用共梁式多路激光测距传感器测量路面多个离散点，由多个测量点组成的断面信息计算车辙深度，因横向采样点间距宽，导致测量误差较大。提出了一种新的激光车辙深度测量方法，采用线激光器和三维(3D)相机组合集成测量路面3D断面，通过3D断面解算车辙深度。3D相机以一定夹角采集激光器投射在路面的线结构光图像，获取路面的3D断面数据，对断面数据通过拉依达准则进行异常值剔除，再进行旋转、平移和模型识别，最终计算路面左右轮迹和最大车辙深度。实际证明，数据重复性和相关性都达到98%以上，与传统方法相比较，该方法采样间距小、测量精度高、成本低、通用性强，具有广阔的使用推广价值。
测量 车辙深度 激光三角法 拉依达准则 三维相机
武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北,武汉,430079
提出了一种铁路货车装载尺寸超限自动测量的新技术.该技术利用计算机获取行进中的铁路货车的图像,实时提取货车的外形轮廓,并按照摄影测量原理解算货车的宽度和高度,根据铁路运输规范判断货车车厢尺寸是否超限.利用该技术设计制作的测试系统的具有很高的测量响应速度和较高的测量精度,达到铁路货车超限测量系统设计要求.
铁路货车 超限 摄影测量
