光子计数激光雷达采用单光子探测器,受背景环境、目标特征和仪器性能等因素的影响,在记录目标散射/反射回波信号的同时还记录了大量的背景噪声。为实现海量光子点云中地物信号光子的高精准识别,本文提出利用两级体素的光子点云自适应降...光子计数激光雷达采用单光子探测器,受背景环境、目标特征和仪器性能等因素的影响,在记录目标散射/反射回波信号的同时还记录了大量的背景噪声。为实现海量光子点云中地物信号光子的高精准识别,本文提出利用两级体素的光子点云自适应降噪方法,包括:1)利用光子点云的空间分布特征构建大尺度的体素,结合体素的密度属性筛选包含密集信号光子点云的体素,实现光子点云的粗降噪;2)基于最近邻距离建立粗降噪后光子点云的小尺度体素,并利用拓扑关系进一步提取聚集于地物表面的信号光子。以Ice,Cloud and land Elevation Satellite-2/Advanced Topographic Laser Altimeter System(ICESat-2/ATLAS)获取白昼与夜晚光子点云的ATL03级数据为实验数据,将提出方法与改进Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise(DBSCAN)、改进Ordering points to identify the clustering structure(OPTICS)以及ATL08级数据产品进行比较分析。结果表明,该方法具有最优的性能表现,其平均精度(P)、召回率(R)和F1分数(F1)分别达到0.98、0.97和0.98。展开更多
文摘光子计数激光雷达采用单光子探测器,受背景环境、目标特征和仪器性能等因素的影响,在记录目标散射/反射回波信号的同时还记录了大量的背景噪声。为实现海量光子点云中地物信号光子的高精准识别,本文提出利用两级体素的光子点云自适应降噪方法,包括:1)利用光子点云的空间分布特征构建大尺度的体素,结合体素的密度属性筛选包含密集信号光子点云的体素,实现光子点云的粗降噪;2)基于最近邻距离建立粗降噪后光子点云的小尺度体素,并利用拓扑关系进一步提取聚集于地物表面的信号光子。以Ice,Cloud and land Elevation Satellite-2/Advanced Topographic Laser Altimeter System(ICESat-2/ATLAS)获取白昼与夜晚光子点云的ATL03级数据为实验数据,将提出方法与改进Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise(DBSCAN)、改进Ordering points to identify the clustering structure(OPTICS)以及ATL08级数据产品进行比较分析。结果表明,该方法具有最优的性能表现,其平均精度(P)、召回率(R)和F1分数(F1)分别达到0.98、0.97和0.98。
文摘随着现代社会的工业化进程和快速发展,工业生产中的危险化学气体泄漏严重危及人身财产安全。如何有效检测污染气体的存在并获取气体的浓度和分布等信息,成为气体泄漏检测的重要课题。非制冷快照式红外视频光谱成像仪(Uncooled Snapshot Infrared Video Spectrometer,USIVS)是一种理想的硬件方案,能够直接从图像中感知危险化学气体的存在并获取危险化学气体的位置,为紧急处置提供有力支持。但是,商业化的轻量级被动式红外光谱成像仪的灵敏度和光谱分辨率相对受限,已有的气体浓度反演方法难以准确检测污染气体的存在。本文介绍了一种基于非制冷快照式红外视频光谱成像仪及其适用的数据处理技术流程。利用气体浓度反演方法对不同温度和光程长度下的气体进行了模拟实验,并得到了较为准确的反演结果,平均误差分别为2.88%和0.61%。在实验室和室外场景下进行了气体浓度反演方法的测量实验,结果表明该算法具有较好的稳定性,平均误差分别为6.18%和7.47%。通过USIVS与数据处理技术流程的有效结合,能够快速准确地检测污染气体的存在并给出图像中每个像素的气体浓度,实现气云浓度反演的效果,为后续该类技术的商业化及实用化提供了参考。
