[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)重建方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110377954.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113138374B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張弛;班曉瑞;朱林;張博義;張杏雨;張黎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京觀詳光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/497
• 分類號(hào): G01S7/497;G01S17/58;G01S17/95
• 代理公司: 深圳智趣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44486
• 代理人: 崔艷崢

1.一種激光雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)重建方法，其特征在于，適用于四個(gè)方向的徑向風(fēng)速計(jì)算，包括如下步驟：

獲取風(fēng)速數(shù)據(jù)Vr1、Vr2、Vr3、Vr4中的一個(gè)或多個(gè)，所述Vr1、Vr2、Vr3、Vr4分別為激光雷達(dá)測(cè)量得到的在待測(cè)位置、待測(cè)水平高度上四個(gè)方向的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)，其中，Vr1的方向和Vr3的方向相互對(duì)應(yīng)，Vr2的方向和Vr4的方向相互對(duì)應(yīng)，Vr1的方向和Vr2的方向相互垂直；

若缺失所述Vr1、Vr2、Vr3、Vr4中的任意三個(gè)風(fēng)速數(shù)據(jù)，或缺失所述Vr1、Vr2、Vr3、Vr4中任意兩個(gè)在方向上互相對(duì)應(yīng)的風(fēng)速數(shù)據(jù)時(shí)，

則獲取其它位置和/或其他水平高度的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于垂直風(fēng)切變系數(shù)和/或水平風(fēng)切變系數(shù)，推導(dǎo)出缺失的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)；缺失的風(fēng)速數(shù)據(jù)獲取過(guò)程具體包括：獲取所述待測(cè)位置上其它水平高度上的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于垂直風(fēng)速按照垂直風(fēng)切變系數(shù)變化計(jì)算所述待測(cè)水平高度的垂直風(fēng)速；基于同一位置、同一水平高度上四個(gè)方向的垂直風(fēng)速相同，根據(jù)所述待測(cè)水平高度的垂直風(fēng)速推導(dǎo)出缺失的風(fēng)速數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述Vr1、Vr2、Vr3、Vr4計(jì)算出所述待測(cè)位置、所述待測(cè)水平高度上的水平風(fēng)速和水平風(fēng)向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述“獲取其它位置和/或其他水平高度的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于垂直風(fēng)切變系數(shù)和/或水平風(fēng)切變系數(shù)，推導(dǎo)出缺失的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)”包括：

獲取其它位置在所述待測(cè)水平高度上的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于水平風(fēng)速按照水平風(fēng)切變系數(shù)變化計(jì)算所述待測(cè)位置的水平風(fēng)速；

根據(jù)所述待測(cè)位置的水平風(fēng)速推導(dǎo)出缺失的風(fēng)速數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述“獲取其它位置和/或其他水平高度的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于垂直風(fēng)切變系數(shù)和/或水平風(fēng)切變系數(shù)，推導(dǎo)出缺失的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)”包括：

獲取其它位置、其它水平高度上的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于水平風(fēng)速按照水平風(fēng)切變系數(shù)變化計(jì)算所述待測(cè)位置的水平風(fēng)速，基于垂直風(fēng)速按照垂直風(fēng)切變系數(shù)變化計(jì)算所述待測(cè)水平高度的垂直風(fēng)速；

根據(jù)所述待測(cè)位置的水平風(fēng)速和所述待測(cè)水平高度的垂直風(fēng)速推導(dǎo)出缺失的風(fēng)速數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還可用于八個(gè)方向的徑向風(fēng)速計(jì)算，具體包括：

獲取八個(gè)方向中一個(gè)或多個(gè)方向的風(fēng)速數(shù)據(jù)，八個(gè)方向的風(fēng)速數(shù)據(jù)為激光雷達(dá)測(cè)量得到的在待測(cè)位置、待測(cè)水平高度上八個(gè)方向的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)；

若缺失所述八個(gè)方向的風(fēng)速數(shù)據(jù)中的任意七個(gè)風(fēng)速數(shù)據(jù)，或獲取所述八個(gè)方向的風(fēng)速數(shù)據(jù)中的任意兩個(gè)在方向上互相對(duì)應(yīng)的風(fēng)速數(shù)據(jù)時(shí)，則獲取其它位置和/或其他水平高度的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于垂直風(fēng)切變系數(shù)和/或水平風(fēng)切變系數(shù)，推導(dǎo)出缺失的風(fēng)速數(shù)據(jù)；

根據(jù)八個(gè)方向的風(fēng)速數(shù)據(jù)計(jì)算出在所述待測(cè)位置、所述待測(cè)水平高度上的水平風(fēng)速和水平風(fēng)向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，由以下公式推導(dǎo)得出缺失的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)：

w1＝w2＝w；

其中，w為垂直風(fēng)速，w1為Vr1方向和Vr3方向上的垂直風(fēng)速，w2為Vr2方向和Vr4方向上的垂直風(fēng)速，θ為雷達(dá)出射光束與垂直方向的夾角。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述Vr1、Vr2、Vr3、Vr4矢量投影計(jì)算公式分別為：

Vr1＝usinθ+wcosθ；

Vr2＝vsinθ+wcosθ；

Vr3＝-usinθ+wcosθ；

Vr4＝-vsinθ+wcosθ；

其中，u、v、w分別為投影分量，所述u、v、w的表達(dá)式分別為：

所述水平風(fēng)速和所述水平風(fēng)向的表達(dá)式分別為：

其中，Vh為水平風(fēng)速，azi為水平風(fēng)向。