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
哈尔滨工程大学物理与光电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
随着光纤技术的发展, 其在天文观测仪器中得到了广泛的应用。在天文观测仪器中光纤数目通常达到几千根, 当光纤空间排布的间距过小时, 输出光谱容易产生混叠的现象。在不改变结构的前提下, 用软件的方法实现混叠光谱的分离, 假定输出光谱的强度分布是高斯函数形式, 应用高斯函数拟合法实现了混叠光谱的分离。与光纤间距较宽时的输出光谱进行对比, 得到了较好的分离效果, 最小均方差为 1.43。结果表明该方法应用在混叠光谱的分离中是可行的。
高斯拟合 光谱混叠 光谱分离 天文观测 光纤技术 Gauss fitting spectral aliasing spectral separation astronomical observation optical fiber technology
上海电力大学 自动化工程学院, 上海 200090
针对低速率解调仪采样获得光纤布喇格光栅反射光谱解调精度低的缺点, 采用了一种基于小波变换的高斯(WTG)曲线拟合方法。利用小波变换对反射光谱信号进行分解, 对小波细节分量进行阈值量化处理, 在此基础上, 运用处理后的细节分量和近似分量对信号进行重构; 然后对重构后的信号插值并进行高斯曲线拟合, 使用Levenberg-Marquardt(LM)算法优化高斯拟合系数。仿真实验结果表明: 与直接寻峰算法、高斯拟合算法相比, WTG算法的峰值定位误差最小, 解调精度更高。
光纤布喇格光栅 小波变换 峰值定位 LM算法 高斯拟合 fiber Bragg grating wavelet transform peak positioning Levenberg-Marquardt algorithms Gauss fitting
1 九江学院 数控技术与应用省重点实验室, 江西 九江 332005
2 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
在椭圆边缘粗定位的基础上,根据椭圆粗定位信息及图像边缘梯度方向附近点的灰度分布特征,进行高斯拟合获取精确的亚像素边缘点,对亚像素边缘点进行最小二乘拟合,得到精确的椭圆中心位置。实验证明,该算法对椭圆中心定位精度和稳定性有较大提高,并有很好的实时性。
边缘检测 高斯拟合 亚像素 最小二乘 edge detection Gauss fitting sub-pixel least square
可见光 CCD拍摄的星空图像中目标点的质心求取已经有了很多种方法，可见光中的恒星质心求取方法在近红外星图中同样适用，常用的方法有 Gauss拟合法，矩方法(包括修正矩方法)和寻导法等。介绍了质心求取方法中的 Gauss拟合法，分析其优劣性，并以这种方法为基础，根据近红外星图导航的实际情况提出了一种较为实用的方法，并验证比较其精度和可行性。
质心求取 C样条差值 高斯拟合 近红外星图 centroid derivation C spline interpolation Gauss fitting near infrared stellar map
