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激光雷达和IMU融合的煤矿掘进巷道三维重建方法
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作者 毛清华 柴建权 +2 位作者 陈彦璋 薛旭升 王川伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期351-362,共12页
针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔... 针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔曼滤波将激光雷达观测模型的残差函数和IMU预测模型的先验状态偏差紧耦合,经状态更新得到更为精确的后验状态,提升了退化环境下的位姿估计精度。为降低巷道三维模型重建过程中的累计漂移误差,提出基于体素化广义迭代最近点(Voxelized Generalized ICP,VGICP)的回环检测算法,以基于体素的单分布到多分布的方式进行配准,完成对回环帧的选取及精确匹配,实现回环帧的全局位姿校正,有效降低煤矿巷道三维重建的累计漂移误差。相比于A-LOAM、LEGO-LOAM、LINS算法,所提算法在位姿估计精度和全局一致性方面显著提升。公开数据集试验结果表明:所提算法的RPE和APE均方根误差分别为0.271 8和0.500 8,与其他算法相比分别降低了53.14%、50.97%、48.31%,和50.41%、47.99%、47.49%。开展了2种模拟巷道场景三维重建试验,结果表明所提算法构建的室内长廊模型各区域在长度、宽度和高度方向的误差均在1.2%以内;所提算法构建的煤矿巷道三维模型与真实巷道空间分布一致,总体距离退化误差仅为2.46%,较其他3种算法重建性能分别提升了66.12%、65.30%、70.43%。在煤矿主体实验室掘进巷道进行三维重建试验,结果表明三维重建结果在长度、宽度和高度方向的平均误差百分比分别为0.47%、0.75%和0.67%,可以实现掘进巷道三维精确建模。 展开更多
关键词 煤矿巷道 三维重建 激光雷达 惯导 迭代卡尔曼滤波 回环检测
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基于单线激光雷达的果园车辆地头导航方法
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作者 李秋洁 王诗瑶 黄政 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期128-135,共8页
果园车辆导航包括行间引导和地头转向,地头转向主要采用开环控制,难以适应果园地面不平整以及车辆有初始偏差的复杂情况,阻碍了果园智能化作业的全程覆盖。针对上述问题,提出一种基于单线激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)... 果园车辆导航包括行间引导和地头转向,地头转向主要采用开环控制,难以适应果园地面不平整以及车辆有初始偏差的复杂情况,阻碍了果园智能化作业的全程覆盖。针对上述问题,提出一种基于单线激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)的果园车辆地头导航方法,引导车辆沿圆弧导航路径实施地头转向。导航电控系统采用上下位机结构,上位机首先读取单线LiDAR实时采集的果园数据,从中提取圆弧导航路径并计算导航偏差;然后采用纯追踪算法求取车辆目标角速度,将其发送给下位机,下位机控制车辆按照目标角速度转向。实验在株行距5 m×5 m的核桃园进行,在车速0.2 m/s、初始横向偏差±25和±50 cm、航向偏差±10°和±25°的条件下,该方法能够在地头转向结束后将横向偏差控制在±9 cm以内、航向偏差控制在±5°以内。本研究方法是对基于单线LiDAR的果园车辆导航方法的补充和完善,实验结果表明,该方法的抗干扰能力较强,能够有效削弱土地不平整和车辆初始偏差给地头导航带来的影响。 展开更多
关键词 地头导航 果园车辆 单线激光雷达 路径提取 路径跟踪
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基于无人机激光雷达点云数据估算红树林覆盖度
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作者 王鑫淼 赵峰 +3 位作者 刘华 凌成星 刘霞 曾浩威 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第2期143-151,共9页
【目的】利用无人机激光雷达数据,快速、准确地获取红树林覆盖度信息,为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区,利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据,以决定系数(R_(2))、... 【目的】利用无人机激光雷达数据,快速、准确地获取红树林覆盖度信息,为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区,利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据,以决定系数(R_(2))、均方根误差(RMSE)和估算精度(E_(A))为评价指标,比较第一回波比例模型(FRRM)、全部回波比例模型(ARRM)、脉冲回波强度比例模型(PRIRM)和冠层高度模型(CHM)4种模型估算红树林覆盖度的精度。分析样地红树林覆盖度、激光点云密度和高度特征变量与覆盖度估算误差的关系,选取精度最高的模型估算研究区红树林覆盖度,并进行空间制图。【结果】(1)FRRM模型估算的红树林覆盖度精度最高(R_(2)=0.970 1,RMSE=0.032 5,E_(A)=93.01%),估算误差最小,平均低估1.04%;其次为ARRM模型(R2=0.977 4,RMSE=0.033 6,E_(A)=92.58%)和CHM模型(R2=0.945 0,RMSE=0.044 0,EA=90.54%);PRIRM模型(R2=0.950 9,RMSE=0.061 0,EA=88.17%)估算精度最低。(2)PRIRM模型的结果普遍高估,且估算误差与覆盖度和高度特征变量均呈显著负相关;FRRM、ARRM和CHM模型的估算误差与覆盖度无明显相关性。(3)激光雷达采样敏感性分析表明,3 m栅格大小最适合作为研究区覆盖度制图的单元。【结论】4种模型估算红树林覆盖度的精度均较高,其中FRRM模型的估算精度最高,结果可靠,可为岭头岛红树林的科学管护和生态修复提供支持。 展开更多
关键词 无人机激光雷达 点云 首次回波 红树林 覆盖度
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基于U-Net与GAN的低照度激光雷达图像缺失区域补全算法
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作者 刘向玲 任勇 王璐 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期135-141,共7页
在低照度环境下,激光雷达图像常因光照不足、背景噪声干扰以及信号衰减等因素导致图像质量显著下降,缺失区域呈现复杂多变的形态,包括不同的形状、大小和位置,这些特点具有时变性,使得补全图像缺失区域准确性较低。为此,提出基于U-Net与... 在低照度环境下,激光雷达图像常因光照不足、背景噪声干扰以及信号衰减等因素导致图像质量显著下降,缺失区域呈现复杂多变的形态,包括不同的形状、大小和位置,这些特点具有时变性,使得补全图像缺失区域准确性较低。为此,提出基于U-Net与GAN的低照度激光雷达图像缺失区域补全算法。通过U-Net网络的编码器和解码器,在下采样和上采样之间的跨层连接中加入双注意力机制,引入动态学习率衰减策略优化图像缺失区域分割模型,分割出缺失区域。根据GAN补全图像缺失区域,利用预补全模型展开初步补全,还原图像低维结构信息;通过增强补全模型还原图像缺失区域的高维纹理信息。实验分析表明,所提算法补全图像的峰值信噪比(PSNR)高达34.511 dB,信息保真度(VIF)为0.974,可以获取比较满意的低照度激光雷达图像缺失区域补全效果。 展开更多
关键词 U-Net GAN 低照度 激光雷达图像 缺失区域
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激光雷达观测研究低纬度地区钠层季节变化特征
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作者 何诗敏 张铁民 +4 位作者 柴薇薇 张一民 羊大立 彭鸿雁 王继红 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期102-112,共11页
使用钠荧光激光雷达观测2018-2019年低纬度地区海口(20.0°N,110.3°E)上空钠层变化规律,统计分析了钠层密度分布与其季节变化特征以及特殊事件的季节变化特征,发现海口钠层变化与季节之间有较大关联.钠层平均密度呈现基本对称... 使用钠荧光激光雷达观测2018-2019年低纬度地区海口(20.0°N,110.3°E)上空钠层变化规律,统计分析了钠层密度分布与其季节变化特征以及特殊事件的季节变化特征,发现海口钠层变化与季节之间有较大关联.钠层平均密度呈现基本对称的高斯分布特点,柱密度和峰值秋冬季大,峰值位置夏高秋低,质心高度变化稳定,半高全宽与均方根宽度秋季小冬季大.突发钠层事件(Sporadic Sodium Layer,SSL)随季节变化明显,持续时间夏长春短,峰值秋季大、春季小,秋冬季峰值位置较高,夏季突发强度最大,除秋季外其他季节突发峰值多在后半夜.结合海南儋州(19.5°N,109.1°E)测高仪数据,结果显示海口地区发生在97 km以上的SSL与突发E层(Es)有较大相关性.低纬度地区冬季发生SSL的概率较高,双钠层(Double Sodium Layer,DSL)多出现在春、夏季. 展开更多
关键词 激光雷达 钠层季节变化特点 突发钠层 电离层偶发 双钠层
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基于改进FCN的路侧激光雷达可行驶空间检测
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作者 朱进玉 杨若楠 +3 位作者 鲍宇健 张凯 唐尔迪 汪贵平 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期97-105,共9页
为了提高道路检测的精度,提出了一种基于改进全卷积神经网络(FCN)的路侧激光雷达可行驶空间检测方法。首先,通过建立环形栅格图并统计栅格内的点云信息,生成二维俯视图;然后,在FCN中引入混合膨胀卷积以替换标准卷积,并在池化层后添加空... 为了提高道路检测的精度,提出了一种基于改进全卷积神经网络(FCN)的路侧激光雷达可行驶空间检测方法。首先,通过建立环形栅格图并统计栅格内的点云信息,生成二维俯视图;然后,在FCN中引入混合膨胀卷积以替换标准卷积,并在池化层后添加空间特征对齐模块,在卷积层后添加通道特征对齐模块,从而构建HCS-FCN。在自主构建的16线路侧激光雷达道路数据集和32线路侧激光雷达道路数据集上,将HCS-FCN与传统的FCN和SegNet进行对比实验。实验结果显示,HCS-FCN的F_(1)分数在16线数据集和32线数据集上分别达到88.4%和89.2%;平均像素准确率在16线数据集和32线数据集上分别达到89.1%和89.7%;平均像素交并比在16线数据集和32线数据集上分别达到87.3%和88.9%;均优于传统FCN和SegNet。 展开更多
关键词 辅助驾驶 路侧激光雷达 可行驶空间 全卷积神经网络
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基于特征点匹配的激光雷达与相机间外参标定方法
7
作者 李新 王肖霞 杨风暴 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期19-25,共7页
激光雷达点云和相机图像融合常被应用在多个领域,准确的外参标定是融合两种信息的前提。现有的基于特征的标定算法,提取的3D⁃2D特征存在不匹配的问题,影响了整体标定的性能。为此提出一种基于特征点匹配的激光雷达与相机外参标定方法。... 激光雷达点云和相机图像融合常被应用在多个领域,准确的外参标定是融合两种信息的前提。现有的基于特征的标定算法,提取的3D⁃2D特征存在不匹配的问题,影响了整体标定的性能。为此提出一种基于特征点匹配的激光雷达与相机外参标定方法。首先利用圆心特征提取算法从点云和图像中分别获取标定板上4个圆心特征点的三维和二维坐标;然后建立三维点云数据和二维图像数据中点对间约束关系;最后通过非线性优化算法得到激光雷达和相机标定的外参,利用外参矩阵将激光雷达点云投影在对应的图像上。实验结果表明,文中所提方法平均重投影误差在2.6像素内,与基于手动匹配的标定方法相比,精度提升了42.2%;与基于两孔圆形标定板的标定方法相比,精度提升了27.8%。 展开更多
关键词 激光雷达 点云 相机图像融合 外参标定 特征点匹配 平均重投影误差
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基于场面热点区域的激光雷达与摄像头布局优化研究
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作者 千富荣 丁玉荣 余京津 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期233-238,共6页
在激光雷达与摄像头的布局过程中,原有的布局约束条件不够精确或全面,导致布局后的覆盖率较低,从而影响测量结果可靠性。因此,提出基于场面热点区域的激光雷达与摄像头布局优化方法。补全目标区域运动轨迹数据,并对其进行预处理,获取场... 在激光雷达与摄像头的布局过程中,原有的布局约束条件不够精确或全面,导致布局后的覆盖率较低,从而影响测量结果可靠性。因此,提出基于场面热点区域的激光雷达与摄像头布局优化方法。补全目标区域运动轨迹数据,并对其进行预处理,获取场面热点数据,确定场面热点区域。根据获取到的场面热点数据,通过距离、角度以及碰撞三部分构建激光雷达布局约束条件。确定激光雷达运动速度,使用网格划分场面热点区域,应用约束条件完成布局位置最优点求解。构建实验环节,实验结果表明:此方法完成布局优化,可进一步提升,激光雷达与摄像头布局后覆盖率,保证激光雷达及摄像头测量结果可靠性。 展开更多
关键词 场面热点 激光雷达 覆盖率 测量偏差 布局优化
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相干测风激光雷达对城市风场典型过程分析
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作者 董保华 夏小维 +4 位作者 庄鹏 谢晨波 周月凌 孔现涛 罗红艳 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期90-107,共18页
近年来,极端天气频发,对社会、经济及公共生命安全造成严重影响,亟需实时、高时空分辨率的气象观测手段。为应对气象的变化,利用多普勒效应,结合最大似然离散谱峰估计(ML DSP),寻找能量峰值最大值频谱位置,进行风数据的反演,进而研制一... 近年来,极端天气频发,对社会、经济及公共生命安全造成严重影响,亟需实时、高时空分辨率的气象观测手段。为应对气象的变化,利用多普勒效应,结合最大似然离散谱峰估计(ML DSP),寻找能量峰值最大值频谱位置,进行风数据的反演,进而研制一款相干测风激光雷达系统,该系统探测距离为50~4000 m范围内,时间分辨率达到10 s,垂直分辨率30 m。该系统与探空气球比对结果,风速相关性为0.962,风向相关性为0.96,风速标准偏差为0.93 m/s,风向标准偏差为6.52°。通过该雷达系统进一步在平阴县及北京市的进行长期监测,根据监测数据发现受地形及近地面温度影响,城市近地空1 km高度以内风场变化较大,1 km高度以上的风场变化较小。同时对平阴县及北京市典型过程进行分析,发现相干测风激光雷达能够有效地监测到城市降雨及冷暖空气交汇过程,具有良好的风场连续观测能力及典型天气现象的监测和分析能力。该雷达可用于对城市风场监测,为极端天气变化提供实时、高分辨率的数据,进而为气象监测和极端天气预警提供数据支撑。 展开更多
关键词 激光雷达 相干测风 风场比对 城市风场
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基于深度学习的激光雷达图像稀疏降噪方法
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作者 王永红 王小峰 刘瑞卿 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期154-160,共7页
由于外界环境的影响,激光雷达图像容易受到各种噪声的干扰,降低了数据的准确性。为此,提出基于深度学习的激光雷达图像稀疏降噪方法。采用加速后向投影算法,生成初始的激光雷达图像,针对成像过程中产生的图像模糊现象,通过设定自适应越... 由于外界环境的影响,激光雷达图像容易受到各种噪声的干扰,降低了数据的准确性。为此,提出基于深度学习的激光雷达图像稀疏降噪方法。采用加速后向投影算法,生成初始的激光雷达图像,针对成像过程中产生的图像模糊现象,通过设定自适应越渡点和增强模糊对比度完成激光雷达图像的去模糊处理。结合深度学习技术的优势,建立自适应栈式修正稀疏降噪自编码器,通过多通道SRDA,每个SDA针对不同类型的噪声进行训练,最后线性组合后可以同时处理多种类型的噪声。这种分通道的方式能够更全面地消除各种噪声,提高了激光雷达图像稀疏降噪的效果。实验结果表明:所提方法在有效去除激光雷达图像模糊现象的同时,具有较高效的降噪能力。 展开更多
关键词 模糊阈值 越渡点 深度学习 激光雷达图像 稀疏降噪 SDA
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一种激光雷达传感数据可信度评估方法设计
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作者 王莉萍 邱建林 《现代雷达》 北大核心 2025年第1期64-70,共7页
由于现有方法在对激光雷达数据可信度进行评估时未考虑其长距离约束影响,导致评估结果不准确的问题,文中提出了一种激光雷达传感数据可信度评估方法设计。先针对激光雷达数据进行激光雷达作用距离分析,然后以此为约束条件,结合反向传播... 由于现有方法在对激光雷达数据可信度进行评估时未考虑其长距离约束影响,导致评估结果不准确的问题,文中提出了一种激光雷达传感数据可信度评估方法设计。先针对激光雷达数据进行激光雷达作用距离分析,然后以此为约束条件,结合反向传播神经网络,完成激光雷达传感数据评估模型的建立,最后利用隐藏层的激活函数激活数据可信显著度,通过权重训练得出信道误差和待评估数据误差。以二者间的误差阈值为判定依据,进行数据可信度评估。测试结果证明,所提方法可信度评估准确性高,可行性强,算法具有一定适应能力。 展开更多
关键词 激光雷达 可信度评估 反向传播神经网络 信度向量 评估集
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ERA5对拉曼激光雷达水汽反演的标定与分析
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作者 王雯慧 曹念文 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期120-129,共10页
在探测大气水汽方面,拉曼激光雷达是精度较高的探测方法。探空资料经常用来对拉曼激光雷达反演水汽进行标定和对比分析,但是探空资料在时间和空间上具有局限性,在无探空数据时,拉曼激光雷达的标定和反演受限。ERA5再分析资料与探空资料... 在探测大气水汽方面,拉曼激光雷达是精度较高的探测方法。探空资料经常用来对拉曼激光雷达反演水汽进行标定和对比分析,但是探空资料在时间和空间上具有局限性,在无探空数据时,拉曼激光雷达的标定和反演受限。ERA5再分析资料与探空资料的相似度较高,时空分辨率比探空数据高。对安徽地区ERA5水汽混合比数据的适用性进行了分析,结果表明在安徽两个探空站ERA5资料与探空资料的水汽混合比相关性较好,整体偏差较小。因此在无探空数据的合肥地区,选择ERA5再分析资料作为参考数据,对拉曼激光雷达反演水汽混合比进行标定。将标定常数代入水汽混合比的反演公式,得到水汽混合比在高度上的垂直廓线,将反演结果与探空站插值得到的合肥水汽混合比廓线进行对比分析,在0.5~1.5 km高度内,相对误差大概在-15%~7%范围内。结果表明拉曼激光雷达反演的水汽混合比与探空站插值得到的合肥水汽混合比具有较好的一致性,验证了ERA5资料对拉曼激光雷达反演水汽混合比标定的可行性。 展开更多
关键词 拉曼激光雷达 水汽混合比 ERA5再分析资料 探空资料
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基于相干激光雷达的双偏振探测技术
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作者 罗晓翩 冯力天 +5 位作者 尹微 靳国华 彭涛 董吉辉 张永科 周鼎富 《激光技术》 北大核心 2025年第1期8-13,共6页
为了在大气遥感中对风场和退偏比进行联合分析,提出了一种双偏振相干探测方法。基于传统相干测风激光雷达(LiDAR),设计了能实现正交偏振信号分集接收的探测系统,并推导了此系统下大气退偏比计算原理;搭建系统并进行了实验,在不同天气条... 为了在大气遥感中对风场和退偏比进行联合分析,提出了一种双偏振相干探测方法。基于传统相干测风激光雷达(LiDAR),设计了能实现正交偏振信号分集接收的探测系统,并推导了此系统下大气退偏比计算原理;搭建系统并进行了实验,在不同天气条件下,对比观测平行偏振光和垂直偏振光径向风速信息,结合实时大气退偏比参数双维度描述大气状态。结果表明,激光发射能量为100 J、脉宽为400 ns、距离分辨率为30 m时,阴天、雾天、雨天、晴天径向风速测程分别可达6.0 km、5.5 km、3.0 km、3.0 km;大气退偏比测程为2.0 km、2.0 km、1.0 km、1.0 km;测程内双通道径向风速的一致性不随天气而变化。该研究为大气多要素一体化探测提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光雷达 双偏振接收 相干多普勒测风 大气退偏比
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基于手持激光雷达的人工侧柏纯林冠层空间互补性
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作者 胡蕾 刘茜紫 +3 位作者 耿燕 余世有 姜俊 陈玲 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第4期61-73,共13页
【目的】探讨手持激光雷达在冠层空间互补性研究中的适用性,分析冠层空间互补性的影响因素及其对单木生长量的影响,为优化侧柏纯林的林分结构并提高生产力提供参考。【方法】基于地面实测数据验证手持激光雷达点云数据的精度,评估其在... 【目的】探讨手持激光雷达在冠层空间互补性研究中的适用性,分析冠层空间互补性的影响因素及其对单木生长量的影响,为优化侧柏纯林的林分结构并提高生产力提供参考。【方法】基于地面实测数据验证手持激光雷达点云数据的精度,评估其在冠层空间互补性研究中的可行性;以邻域树木性状变异、邻体密度、土壤因子和地形因子为解释变量,运用线性相关分析和全子集回归模型探讨解释变量与冠层空间互补性之间的相关关系;采用结构方程模型解析冠层空间互补性在解释变量影响目标树生长量过程中的中介作用。【结果】(1)手持激光雷达提取的胸径、树高和冠幅与野外实测值呈显著正相关(P<0.001),表明其参数精度适用于冠层空间互补性研究。(2)树冠形状变异(P<0.001)、树冠大小变异(P<0.01)和树木高度变异(P<0.001)对冠层空间互补性具有显著的促进作用;株数密度(P<0.001)同样也具有显著正效应;坡向(P<0.05)与坡度(P<0.05)能显著影响冠层空间互补性;土壤全磷(P<0.05)、全钾(P<0.01)、有效磷(P<0.05)、有效钾(P<0.05)含量和土壤容重(P<0.05)均显著负向影响冠层空间互补性。全子集模型结果表明,邻域树木性状变异和土壤因子为冠层空间互补性变异的主要驱动因素,解释量分别占总解释量的40.75%和31.64%。(3)冠层空间互补性显著促进目标树胸径生长(P<0.01)。结构方程模型结果表明,邻域树木性状变异、邻体密度、土壤和地形因子均可通过冠层空间互补性间接影响目标树生长。【结论】冠层空间互补性在人工侧柏纯林中普遍存在,并受到生物和非生物因子的共同影响,这些因子通过冠层空间互补性间接促进了树木的生长。基于本研究结果,建议在种植侧柏时,应优先选择阴坡且土壤养分丰富的区域;对于已建成的人工侧柏纯林,可通过定期修剪侧柏、增加树木间垂直方向差异的方式促进胸径的生长。 展开更多
关键词 冠层空间互补性 胸径生长量 手持激光雷达 纯林 侧柏
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激光雷达技术在复杂山地地震采集中的应用及前景展望
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作者 徐文瑞 王利业 +3 位作者 魏晨成 秦鑫 刘壹雁 彭晓 《新疆石油天然气》 2025年第1期1-9,共9页
准噶尔盆地南缘山前带油气资源蕴藏非常丰富,由于高陡起伏的地表条件和复杂多变的地下结构,区内地震勘探面临野外采集实施难度及安全风险大、采集效率低、投资成本高的问题。围绕地震采集提质增效目的,引入激光雷达技术,利用激光雷达影... 准噶尔盆地南缘山前带油气资源蕴藏非常丰富,由于高陡起伏的地表条件和复杂多变的地下结构,区内地震勘探面临野外采集实施难度及安全风险大、采集效率低、投资成本高的问题。围绕地震采集提质增效目的,引入激光雷达技术,利用激光雷达影像和高精度高程数据的“千里眼”功能,可快速实现山地激发类型划分、山地炮点预设计、精细表层调查设计、山地车辆通行导航设计、风险等级划分等功能。通过野外山地地震资料采集的实际应用,实现了可控震源进山,有效提高了山地可控震源激发比例和野外采集作业效率,达到了野外提质增效目的。展望未来,认为激光雷达技术在复杂山地地震采集作业中将发挥更大的作用,激光雷达影像的高精度坐标和高程模型有望取代野外采集中传统测量工序;应用高分辨率的坐标和高程可以提高表层建模反演精度;通过高清影像和数字高程平台有望实现快速构建数字露头模型,推动物探工序升级换代,促进山地高效勘探实施和复杂山地构造资料改善。 展开更多
关键词 激光雷达 复杂山地 地震采集 提质增效 准噶尔盆地
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雨雾天气对路侧激光雷达测试性能的影响研究
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作者 姜晓庆 万青松 +1 位作者 郝文邦 程卫平 《公路与汽运》 2025年第1期6-11,17,共7页
随着车路协同与自动驾驶技术的迅猛发展,路侧感知设备在智慧交通系统中的作用越来越重要。但目前对路侧感知设备性能尤其是雨雾等恶劣天气条件下激光雷达(LiDAR)性能变化的研究还不充分。针对该问题,文中通过CARLA(Car Learning to Act... 随着车路协同与自动驾驶技术的迅猛发展,路侧感知设备在智慧交通系统中的作用越来越重要。但目前对路侧感知设备性能尤其是雨雾等恶劣天气条件下激光雷达(LiDAR)性能变化的研究还不充分。针对该问题,文中通过CARLA(Car Learning to Act)仿真平台模拟复杂道路和天气条件,以定位偏差为适应性指标对路侧激光雷达在雨雾天气下的适应性进行模糊综合评价。结果表明,与晴天相比,路侧激光雷达在中雨和大雨条件下的定位偏差均值分别增长0.70%、1.24%,中雾和浓雾条件下定位偏差均值分别增长0.15%、0.26%,雨天对激光雷达的影响比雾天更显著;总体而言,激光雷达在雨雾天气下具有良好的适应性。 展开更多
关键词 智慧交通 激光雷达(lidar) 天气适应性 雨雾天气 模糊综合评价
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激光雷达探测青藏高原气溶胶吸湿增长
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作者 张博文 范广强 +1 位作者 张天舒 项衍 《激光与红外》 北大核心 2025年第2期215-225,共11页
本研究使用多波长Mie-Raman激光雷达收集相对湿度和气溶胶光学参数等数据,研究吸湿增长对气溶胶颗粒光学和微物理特性的影响。选取青藏高原林芝机场观测的两个典型案例,在二维分析层面进行深入分析。无论Case1还是Case2,激光雷达探测数... 本研究使用多波长Mie-Raman激光雷达收集相对湿度和气溶胶光学参数等数据,研究吸湿增长对气溶胶颗粒光学和微物理特性的影响。选取青藏高原林芝机场观测的两个典型案例,在二维分析层面进行深入分析。无论Case1还是Case2,激光雷达探测数据都表明,吸湿增长因子首先表现出快速上升的趋势,然后随着相对湿度的增加而缓慢增长。为了提高分析的准确性,对几种模型进行了拟合和比较。结果表明,本文提出的三参数模型具有最高的相关系数,证明了其有效性和准确性。此外,通过将观测数据与浊度计进行对比,进一步验证了多波长Mie-Raman激光雷达在识别气溶胶吸湿增长特性的可靠性。结果表明,在不同高度观测气溶胶的吸湿增长因子后,气溶胶颗粒的吸湿性、沉降性和吸收饱和度有明显的增强趋势。这一发现增加了对气溶胶性质的重要理解,并为青藏高原大气环境变化的研究提供了重要的经验支持。 展开更多
关键词 拉曼激光雷达 气溶胶探测 吸湿增长 光学特性
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基于对称加密的激光雷达网络电子通讯数据安全传输方法
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作者 牟小令 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期175-180,共6页
激光雷达网络电子通讯作为当前关键通讯技术之一,随着其应用范围的不断扩大,面对的安全风险程度也随之增加,导致电子通讯数据传输的安全性无法得到有效保障。因此,本文提出一种基于对称加密的激光雷达网络电子通讯数据安全传输方法研究... 激光雷达网络电子通讯作为当前关键通讯技术之一,随着其应用范围的不断扩大,面对的安全风险程度也随之增加,导致电子通讯数据传输的安全性无法得到有效保障。因此,本文提出一种基于对称加密的激光雷达网络电子通讯数据安全传输方法研究。该方法通过引入对称加密算法,搭建激光雷达网络电子通讯数据安全传输框架。在该框架下,电子通讯数据经过数据处理、字节代换、行移位、列混淆与轮密钥添加等环节进行加密,同时确定密钥扩展模式。解密过程则通过密文处理、逆向行移位、逆向字节代换、逆向列混淆与逆向轮密钥添加等环节完成,从而实现电子通讯数据的安全传输。实验结果显示:应用提出方法获得的电子通讯数据安全传输时间最小值为1 s,电子通讯数据传输丢失率最小值为0.6%,充分证实了提出方法应用性能较佳。 展开更多
关键词 电子通讯 激光雷达网络 数据传输 对称加密算法 通讯数据 安全性
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激光雷达回波信号多尺度增强方法研究
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作者 王芳 宋斌 袁浩 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期60-66,共7页
由于目标物体的形状、大小、距离等因素的影响,激光雷达回波信号中的特征信息会分布在不同尺度上,且信号经历多径效应后,导致信号相位扭曲和叠加,使单纯依靠小波阈值对整体回波信号进行增强的思路变得过于简单,并且信号的非线性也影响... 由于目标物体的形状、大小、距离等因素的影响,激光雷达回波信号中的特征信息会分布在不同尺度上,且信号经历多径效应后,导致信号相位扭曲和叠加,使单纯依靠小波阈值对整体回波信号进行增强的思路变得过于简单,并且信号的非线性也影响信号增强的效果。提出一种基于CEEMDAN联合小波阈值算法的激光雷达回波信号多尺度增强方法。该方法首先利用形态滤波器去除激光雷达回波信号中含有脉冲、间歇等间断事件;再基于上述处理结果利用CEEMDAN算法对激光雷达回波信号实施有效的尺度分解,以有效地将复杂非线性信号分解成若干个IMF分量,提高信号处理的准确性;利用相关系数指标,获取回波信号中噪声以及信号之间的IMF临界点,使用小波阈值算法对其主导IMF分量实施去噪处理,根据处理结果实现信号的多尺度增强。实验结果表明,利用该方法开展回波信号增强时,信号去噪效果好、增强性能高。 展开更多
关键词 CEEMDAN分解 小波阈值 激光雷达通信 回波信号 多尺度 增强算法设计
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激光雷达森林结构指标在森林植物多样性评估中的研究进展
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作者 刘鲁霞 胡波 +1 位作者 桑国庆 刘玉玉 《林业科学》 北大核心 2025年第1期176-196,共21页
森林生态系统保护需要及时、准确、动态获取森林植物多样性现状和变化信息,并对导致其变化的因素做出分析与评价。遥感技术的发展为森林植物多样性多尺度监测提供了契机,尤其是基于光谱变异假说的光学遥感数据已广泛应用于森林植物多样... 森林生态系统保护需要及时、准确、动态获取森林植物多样性现状和变化信息,并对导致其变化的因素做出分析与评价。遥感技术的发展为森林植物多样性多尺度监测提供了契机,尤其是基于光谱变异假说的光学遥感数据已广泛应用于森林植物多样性监测中;然而树冠的光谱变异信息更多反映水平方向的多样性,对森林垂直结构多样性的监测能力有限,且容易受光饱和效应的影响。尽管森林结构特征在理解森林功能多样性和物种多样性方面具有很大潜力,但迄今为止,对森林结构的测量手段仍十分有限。近年来,随着以激光雷达(LiDAR)为代表的主动遥感技术的发展,遥感技术对森林植物多样性的探测已从光谱维度拓展到结构维度,为厘清森林的结构-功能关系提供了契机。本研究通过文献整理,从森林结构角度出发,探讨森林植被结构与植物多样性的关系,概述不同平台激光雷达数据提取的结构指标在森林结构属性量化、结构多样性、植物物种多样性和功能多样性的评估、森林类型与演替阶段的区分、林下植被和枯木的探测等方面的研究进展。对不同的森林生物多样性指标有显著解释意义的LiDAR结构指标不同,且受数据采集、传感器类型、采样尺度、森林类型、地理位置等因素影响。将光学影像的光谱信息与LiDAR的结构信息融合在一起对物种识别与多样性相关研究非常有利。依托星-机-地不同平台的激光雷达遥感技术可以实现不同尺度森林结构与多样性的监测与评估,融合星载激光雷达和卫星影像数据有助于理解全球范围内冠层垂直结构变化对生态系统组成和功能的影响,在生物多样性保护和管理中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 激光雷达 森林植被结构 结构多样性 生物多样性 多尺度监测
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