[發明專利]潤滑脂和施加潤滑脂的方法

無效

• 申請號: 201280069149.4
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104199041A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 何偉基;尹文也;方劍;陳錢;顧國華;張聞文;林杰;葉凌;錢惟賢;隋修寶
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛;孟睿

技術領域

本發明屬于激光雷達技術領域，具體涉及一種基于光子計數型激光雷達信號重建的距離估計方法。

背景技術

激光雷達系統自問世以來一直備受關注，這種通過主動激光照射目標進行探測方式，可以得到目標的距離信息以及三維特征，廣泛應用于軍事和民用領域。大部分激光雷達采取測量光子飛行時間，間接測量距離。在此基礎上，使用時間相關單光子計數技術(TCSPC)或者突發照明(BIL)技術的光子計數型激光雷達，在系統時間分辨和探測精度上具有明顯的優勢。由光子計數型激光雷達系統的工作特性可知，在分辨率極高的時間軸上多次測量會累積形成光子統計直方圖，通過分析這種統計數據可以減小隨機誤差，得到有關目標更準確的信息。

通常通過光子統計直方圖估計目標距離的方法有：峰值判別法、均值法、中心均值等。(1)、峰值判別法是最常用的方法，根據光子統計直方圖峰值所在時間軸的位置判斷距離。該方法簡單實用，計算量小，但是其精度取決于峰值信噪比和系統的時間分辨率。(2)、均值法的精度一般來說要比峰值判別法高，但是計算量也比峰值判別法大。更多地利用整個有效數據，對整個時間軸的光子計數值做均值，會引入相當多的噪聲從而造成測量誤差。(3)、中心均值法利用峰值及峰值附近的幾個點做平均運算，有效提高了測量精度。以上幾種方法的測量精度依賴于光子統計直方圖的時間分辨率和信號的信噪比。一般來說光子統計直方圖峰值位置的信噪比較高，但是峰值位置仍易受到噪聲等因素的影響產生偏移，從而導致測量誤差。

發明內容

本發明提出一種基于光子計數型激光雷達信號重建的距離估計方法，去除了噪聲等隨機因素對信號的影響，提高了測量精度。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于光子計數型激光雷達信號重建的距離估計方法，首先，對探測過程進行建模，將如何重建信號的問題簡化為求解噪聲、回波信號峰值位置和峰值幅度三個參量的問題；然后，以馬爾可夫方法更新和估計以上參量，任意一次某個參量更新后與其它參量構成一個關于回波信號的推斷；其后，依據貝葉斯推論對估計出的信號進行對比，綜合考慮多個參量，從而完成信號重建的工作；最終，利用峰值法、均值法或中心均值法對重建的信號進行處理，完成有關距離的估計。在參量的求解過程中，依據測量系統對目標回波的抽樣信息，可以確定待求的參量存在于一個相對較小的空間，因此選定較容易實施和有效的Metropolis算法(詳情見于盛錚，Estimation?of?lower?refractivity?uncertainty?from?radar?sea?clutter?using?Bayesian-MCMC?method.中國物理B,2013,22(2):029302.)作為求解參量的工具。基于光子計數型激光雷達信號重建的距離估計方法具體包括以下步驟：

步驟一、輸入一個光子計數型激光雷達信號y，明確待求參量為：t₀、β、B，其中：

B為入射到激光雷達探測器的噪聲信號，其取值范圍為：(0,max(y))，max(y)是全波形數據y的最大值；

t₀為目標回波信號峰值位置對應的時間點，t₀的所有元素的取值范圍為：(0,i_max)，i_max是全波形數據y的長度；

β為目標回波信號的峰值幅度，β的所有元素的取值范圍為：(0,max(y))；

將max(y)所在的時間點賦值給參量t₀、max(y)賦值給β、0賦值給B，完成各待求參量的初始化；在完成初始化的待求參量中選取任意一個參量，以被選中的參量開始進行一次更新操作；

步驟二、將更新操作后的所有待求參量組成一個全局近似解(t₀、β、B)，在每次更新操作后組成的全局近似解(t₀、β、B)中隨機選擇任意一個參量繼續進行更新操作；重復本步驟，直至更新操作次數的總和達到預先設定的更新操作次數的最大值后停止更新操作；

步驟三、將每一次更新操作后獲得的所有全局近似解分別代入后驗分布概率密度函數，求出每一個全局近似解的后驗分布概率值，將值最大的后驗分布概率值對應的全局近似解作為全局最優解；所述后驗分布概率密度函數如公式(1)所示：