低信噪比下多高斯脉冲组成的激光雷达回波信号滤波算法.pdf

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1、第21卷第9期电光与控制Vo1．21No．92014年9月Electr—micsOptics＆ControlSep．2014doi：10．3969／j．issn．1671—637X．2014．09．003低信噪比下多高斯脉冲组成的激光雷达回波信号滤波算法樊宪唐，张斌，马鹏阁，羊毅(1．中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南洛阳471009；2．河南机电职业学院，郑州450021；3．郑州航空工业管理学院，郑州450015)摘要：针对激光目标回波信号在高信噪比与低信朵比时脉冲波形不同的特点，研究设计了针对低信噪比下多高斯脉冲组成的回波信号

2、进行降噪的小波滤波算法。首先介绍了光电探测中信噪比的定义，给出了不同信噪比下脉冲回波的实际波形。接着，研究了高信噪比时激光回波的时域积累及差分平滑滤波算法，仿真并分析了算法性能。随后，对低信噪比下多高斯脉冲组成的目标脉冲波形采用小波低频系数重构滤波，通过仿真实验选择了合适的小波基以及分解层级。关键词：低信噪比；激光回波；多高斯脉冲组成；小波重构中图分类号：V271．4；TN956文献标志码：A文章编号：1671—637X(2014)09—0011—05AFilterAlgorithmforLaserRadarEchoSignalofMulti

3、．GaussianPulseatLowSNRFANXian．tang，ZHANGBin，MAPeng．ge。YANGYi，(1．LuoyangInstituteofElectro—OpticalEquipment，AVIC，Luoyang471009，China；2．HenanMechanicalandElectricalVocationalCollege，Zhengzhou450021，China；3．ZhengzhouInstituteofAeronautics1IndustryManagement，Zhengzhou450015，Chi

4、na)Abstract：ConsideringthecharacteristicsofpulsewaveformoflaserechosignalinhighSNR，whichisdifferentfromthatinlowSNR，awaveletfiheringalgorithmforlowSNRGausspulseechosignalwasstudied．ThedefinitionofphotoelectricdetectionSNRisintroduced，andthedifferentSNRpulse—echowaveformsare

5、presentedinthepaper．Then，theechosignalaccumulationintimedomainandsmoothfilteringalgorithmunderhi【ghSNRconditionsarestudied．Thesimulationandanalysisoftheperformanceofthealgorithmaregiven．Subsequently．forthemulti-GaussianpulseinthelowSNRofthetargetpulsewaveform，thelow．frequen

6、cywaveletcoefficientreconstructionfilterisadopted，andanappropriatewaveletfunctionanddecompositionlevelareselectedbysimulationexperiments．Keywords：lowSNR；laserecho；multi—Gaussianpulse；waveletreconstruction照射获取目标精确的距离信息，实现对光电目标三维0引言空问的定位。受到机载条件下激光发射功率的限制，现代飞机在微波雷达失效或者为避免己方暴露而

7、光电探测系统中激光探测距离远不及红外，相差达数主动关闭的情况下，通常采用光电探测方式对空域或十千米，这导致当目标位于激光作用距离之外却又在地面目标进行搜索与探测。机载光电探测系统通常包红外探测范围之内时，飞行员将只能发现目标而无法括红外探测单元和脉冲激光雷达单元。前者用于被动获知精确距离信息。通过采用多脉冲激光照射及回波探测空域目标的热辐射，锁定目标方位；后者通过激光数字信号处理技术降低可检测信噪比是提高激光作用●距离的重要手段。收稿日期：2013—08—12修回日期：2014-06—05脉冲激光雷达的准匹配滤波及多帧相关检测等数基金项目：河

8、南省科技攻关项目(132102210390)；航空科学基金(20字信号处理算法能有效检测出脉冲激光目标¨。基105155003)作者简介：樊宪唐(1977一)，男，