[發明專利]一種利用激光復合成像進行目標識別的方法和系統

有效

• 申請號: 201811503301.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109581408B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 劉波;陳念江;眭曉林;曹昌東;顏子恒;吳姿妍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 田衛平

1.一種利用激光復合成像進行目標識別的方法，其特征在于，包括：

通過激光復合成像獲取目標各點的距離像、強度像、方位角和俯仰角；

對所述距離像、強度像、方位角和俯仰角進行三維點云數據重構，得到三維點云數據，三維點云數據包括目標的幅度、高度、形狀、頻譜和散射信息；

對所述三維點云數據進行濾波處理；

通過數學上的多維空間變換估算目標的大小、形狀、高度、距離、散射和表面層的物理特性參數，最后根據大量訓練樣本所確定的鑒別函數，結合已知典型目標的特征數據庫，在分類器中進行識別；

其中，對所述三維點云數據進行濾波處理，具體包括：

在空間上對三維點云數據濾波，空間上設置一個x、y、z方向的一個取值范圍，以過濾掉不在視場范圍的點云數據；

單點濾波，查找預設半徑或者相鄰域內的相鄰點云數據個數，當個數少于預設閾值時，去除該點云數據，以過濾掉孤立點云數據；

統計濾波，對每個點，計算最近鄰32個點云數據距離的均值，去除距離在一個標準差外的點云數據，去除不合群離散點；

對點云數據進行分層處理；

對點云數據進行分割，將點云數據分成不同的連通區域塊。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過激光復合成像獲取目標各點的距離像和強度像，具體包括：

探測激光發出的信號，記錄激光信號發出的時間；

將所述激光信號分束成多個子光束，多個子光束分別照射到目標各點；

接收多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號，記錄每束回波信號到達的時間和幅度值；

根據所述發出的時間與所述到達的時間的差值計算目標各點的距離像，對每束回波信號的幅度值進行采樣得到目標各點的強度像。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號，具體包括：

通過多個單元探測器分別接收多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，將所述激光信號分束成多個子光束之后，還包括：

對所述多個子光束進行整形變換，使所述多個子光束分別與所述多個單元探測器相匹配。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號之前，還包括：

所述多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號經過接收光學系統，使子光束的發散角與單元探測器的空間分辨率一致。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，將所述激光信號分束成多個子光束之后，還包括：

將激光發射光路與激光接收光路調成同軸。

7.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號，記錄每束回波信號到達的時間和幅度值；根據所述發出的時間與所述到達的時間的差值計算目標各點的距離像，對每束回波信號的幅度值進行采樣得到目標各點的強度像，具體包括：

多個單元探測器分別接收多個子光束分別照射到目標各點后的回波信號，回波信號經過光電轉換為電信號，電信號經過放大電路放大后是一個多路信號，所述多路信號包括：

第一路信號，經過觸發電路產生回波信號后送往計數電路，記錄回波信號到達計數電路的時間，計數電路計算所述發出的時間與所述到達計數電路的時間的差值，進而計算目標各點的距離像；

第二路信號，經過峰值保持電路，峰值保持電路用于獲得放大電路的峰值并保持一段時間，使采樣電路有足夠的時間對回波信號的幅度值進行采樣，得到目標各點的強度像。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述多路信號還包括：

第三路信號，用于作為噪聲電平檢測信號去控制單元探測器的偏壓電源，使單元探測器始終工作在最佳偏置狀態。