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面阵激光雷达在空间站对接场景中的探测仿真与点云匹配研究
1
作者
胡昕旸
李铭
+5 位作者
马英杰
刘鸿彬
沈佳毅
王凤香
黄庚华
舒嵘
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第8期33-47,共15页
设计了一种基于面阵单光子激光雷达的稀疏光子仿真模型和点云匹配方法,并结合匹配结果进行点云匹配效果影响因素分析。以空间交会对接为应用场景,选取天和核心舱模型为目标,依据对接任务的探测需求及激光雷达系统硬件设计参数,搭建了适...
设计了一种基于面阵单光子激光雷达的稀疏光子仿真模型和点云匹配方法,并结合匹配结果进行点云匹配效果影响因素分析。以空间交会对接为应用场景,选取天和核心舱模型为目标,依据对接任务的探测需求及激光雷达系统硬件设计参数,搭建了适用于不同探测条件的仿真模型。该模型不仅能够准确模拟实际的探测过程,而且能够生成具有代表性的高保真度点云数据,充分反映目标的空间分布和几何特征。在点云匹配中,提出了一种基于动态匹配权重因子和非线性目标函数优化的精配准方法。该方法较迭代最近点方法及其变体匹配精度提升25%,较深度学习方法匹配效率提升45%,实现高匹配精度和高匹配效率的平衡。此外,还探讨了视场角和面阵规模对点云稀疏性及匹配精度的影响,研究发现,合理选择视场角设置可以有效平衡精度与系统复杂度;在选择阵列规模时应综合考虑实际应用需求与成本效益,以优化系统性能。该研究为应用于空间站交会对接任务中的激光雷达系统设计与优化提供理论支持和技术参考。
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关键词
激光雷达
面阵探测器
空间站对接
仿真建模
点云匹配
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职称材料
题名
面阵激光雷达在空间站对接场景中的探测仿真与点云匹配研究
1
作者
胡昕旸
李铭
马英杰
刘鸿彬
沈佳毅
王凤香
黄庚华
舒嵘
机构
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室
上海科技大学信息科学与技术学院
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第8期33-47,共15页
文摘
设计了一种基于面阵单光子激光雷达的稀疏光子仿真模型和点云匹配方法,并结合匹配结果进行点云匹配效果影响因素分析。以空间交会对接为应用场景,选取天和核心舱模型为目标,依据对接任务的探测需求及激光雷达系统硬件设计参数,搭建了适用于不同探测条件的仿真模型。该模型不仅能够准确模拟实际的探测过程,而且能够生成具有代表性的高保真度点云数据,充分反映目标的空间分布和几何特征。在点云匹配中,提出了一种基于动态匹配权重因子和非线性目标函数优化的精配准方法。该方法较迭代最近点方法及其变体匹配精度提升25%,较深度学习方法匹配效率提升45%,实现高匹配精度和高匹配效率的平衡。此外,还探讨了视场角和面阵规模对点云稀疏性及匹配精度的影响,研究发现,合理选择视场角设置可以有效平衡精度与系统复杂度;在选择阵列规模时应综合考虑实际应用需求与成本效益,以优化系统性能。该研究为应用于空间站交会对接任务中的激光雷达系统设计与优化提供理论支持和技术参考。
关键词
激光雷达
面阵探测器
空间站对接
仿真建模
点云匹配
Keywords
lidar
focal plane arrays detector
space station docking
simulation modeling
point cloud matching
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
面阵激光雷达在空间站对接场景中的探测仿真与点云匹配研究
胡昕旸
李铭
马英杰
刘鸿彬
沈佳毅
王凤香
黄庚华
舒嵘
《红外与激光工程》
北大核心
2025
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