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GM-APD激光雷达距离像邻域KDE重构

刘迪 孙剑峰 姜鹏 高尚 周鑫 王鹏辉 王骐

刘迪, 孙剑峰, 姜鹏, 高尚, 周鑫, 王鹏辉, 王骐. GM-APD激光雷达距离像邻域KDE重构[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(6): 630001-0630001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0630001
引用本文: 刘迪, 孙剑峰, 姜鹏, 高尚, 周鑫, 王鹏辉, 王骐. GM-APD激光雷达距离像邻域KDE重构[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(6): 630001-0630001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0630001
Liu Di, Sun Jianfeng, Jiang Peng, Gao Shang, Zhou Xin, Wang Penghui, Wang Qi. GM-APD lidar range image reconstruction based on neighborhood KDE[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 630001-0630001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0630001
Citation: Liu Di, Sun Jianfeng, Jiang Peng, Gao Shang, Zhou Xin, Wang Penghui, Wang Qi. GM-APD lidar range image reconstruction based on neighborhood KDE[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 630001-0630001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0630001

GM-APD激光雷达距离像邻域KDE重构

doi: 10.3788/IRLA201948.0630001
基金项目: 

复杂系统控制与智能协同技术重点实验室开放基金(181001);可调谐(气体)激光技术重点实验室基金一般项目(61424060304)

详细信息
    作者简介:

    刘迪(1989-),男,博士生,主要从事激光雷达数据处理和三维重构等方面的研究。Email:liudi_hit@163.com

    通讯作者: 姜鹏(1982-),男,高级工程师,博士,主要从事激光技术、光电导引总体技术方面的研究。Email:51531150@qq.com
  • 中图分类号: TN958.98

GM-APD lidar range image reconstruction based on neighborhood KDE

  • 摘要: 对盖革模式APD激光雷达系统的距离像重构算法进行了研究,设计了一种基于像素邻域核密度估计的重构算法。从系统原理出发,结合探测概率模型研究了距离像重构算法的理论基础。根据系统特点提出了一种基于像素邻域核密度估计的改进算法,并对其原理进行了分析。通过仿真数据对直方图算法和邻域核密度估计算法进行了验证,以距离重构准确率曲线进行了定量评价对比,并进一步将算法应用到真实盖革模式APD激光雷达数据中进行了距离像重构实验。实验结果表明,在低帧数时,基于像素邻域统计核密度估计的重构算法可有效提高距离像重构的效果。
  • [1] Marino R M, Stephens T, Hatch R E, et al. A compact 3D imaging laser radar system using Geiger-mode APD arrays:system and measurements[C]//SPIE, 2003, 5086:1-15.
    [2] Aull B F, Loomis A H, Young D J, et al. Geiger-mode avalanche photodiodes for three-dimensional imaging[J]. Lincoln Laboratory Journal, 2002, 13(2):335-350.
    [3] Xue Li, Zhai Dongsheng, Li Zhulian, et al. Signal-to-noise ratio analysis on APD arrays in laser ranging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3):0306001. (in Chinese)
    [4] Sun Jianfeng, Jiang Peng, Zhang Xiuchuan, et al. Experimental research of 3232 InGaAs Gm-APD arrays laser active imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12):1206006. (in Chinese)
    [5] Wang Fei, Tang Wei, Wang Tingfeng, et al. Design of 3D laser imaging receiver based on 88 APD detector array[J]. Chinese Journal of Optics, 2015, 8(3):422-427. (in Chinese)
    [6] Wang Shuai, Sun Huayan, Guo Huichao, et al. Development and status of single pulse 3D imaging lidar based on APD array[J]. Laser Infrared, 2017, 47(4):389-398. (in Chinese)
    [7] Luo Le, Wu Changqiang, Lin Jie, et al. Time-domain denoising based on photon-counting LiDAR[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(5):177-182. (in Chinese)
    [8] Shin D, Kirmani A, Goyal V K, et al. Information in a photon:Relating entropy and maximum-likelihood range estimation using single-photon counting detectors:IEEE International Conference on Image Processing[C]//IEEE, 2013.
    [9] Kirmani A, Venkatraman D, Shin D, et al. First-photon imaging[J]. Science, 2014, 343(6166):58-61.
    [10] Shin D, Shapiro J H, Goyal V K. Computational single-photon depth imaging without transverse regularization:IEEE International Conference on Image Processing[C]//IEEE, 2016.
    [11] Shin D, Xu F, Venkatraman D, et al. Photon-efficient imaging with a single-photon camera[J]. Nature Communications, 2016, 7:12046.
    [12] Xu Zhengping, Shen Honghai, Xu Yongsen, et al. Review of the development of laser active imaging system with direct ranging[J]. Chinese Journal of Optics, 22015, 8(1):28-38. (in Chinese)
    [13] Xu Zhengping, Shen Honghai, Yao Yuan, et al. Scannerless laser active imaging validating system by directly ranging[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(2):251-259. (in Chinese)
    [14] Henriksson M. Detection probabilities for photon-counting avalanche photodiodes applied to a laser radar system[J]. Applied Optics, 2005, 44(24):5140-5146.
    [15] Li D, Yang H J, Zheng Q Z, et al. Application of range-gated technology in the three-dimensional imaging laser radar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1):85-88.
    [16] O'Brien E M, Fouche D G. Simulation of 3D laser radar systems[J]. Lincoln Laboratory Journal, 2005, 15(1):37-60.
  • [1] 王新伟, 孙亮, 张岳, 宋博, 夏晨昊, 周燕.  激光距离选通三维成像技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2024, 53(4): 20240122-1-20240122-19. doi: 10.3788/IRLA20240122
    [2] 冯杰, 冯扬, 刘翔, 邓陈进, 喻忠军.  远距离监视激光雷达动目标快速检测 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220506-1-20220506-9. doi: 10.3788/IRLA20220506
    [3] 谢达, 王春阳, 袁凯, 卫旭阳, 刘雪莲.  基于FPGA的远距离单光子精细化时间数字转换电路 . 红外与激光工程, 2023, 52(10): 20230094-1-20230094-11. doi: 10.3788/IRLA20230094
    [4] 张楠, 孙剑峰, 姜鹏, 刘迪, 王鹏辉.  激光雷达场景三维姿态点法向量估计方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105004-0105004(8). doi: 10.3788/IRLA202049.0105004
    [5] 曹杰, 郝群, 张芳华, 徐辰宇, 程阳, 张佳利, 陶禹, 周栋, 张开宇.  APD三维成像激光雷达研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20190549-1-20190549-10. doi: 10.3788/IRLA20190549
    [6] 白涛, 陈远金, 戴放, 徐春叶, 刘小淮, 吕江萍, 刘成玉, 李秋利, 沈吉.  大面阵InGaAs基线性APD单片激光雷达读出电路 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190529-1-20190529-6. doi: 10.3788/IRLA20190529
    [7] 龚道然, 李思宁, 姜鹏, 刘迪, 孙剑峰.  激光雷达三维距离像超分辨重构方法研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190511-1-20190511-7. doi: 10.3788/IRLA20190511
    [8] 马乐, 陆威, 姜鹏, 孙剑峰, 周鑫, 刘迪.  基于双高斯方差优化的Gm-APD三维距离像预处理方法研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200388-20200388. doi: 10.3788/IRLA20200388
    [9] 马乐, 陆威, 姜鹏, 刘迪, 王鹏辉, 孙剑峰.  基于匹配滤波的Gm-APD激光雷达三维重构算法研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0205006-0205006. doi: 10.3788/IRLA202049.0205006
    [10] 杨彪, 胡以华.  代数迭代法在激光反射断层成像目标重构中的应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 726002-0726002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0726002
    [11] 陈剑彪, 孙华燕, 赵融生, 孔舒亚, 赵延仲, 单聪淼.  基于距离分辨的激光雷达技术研究进展 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 805007-0805007(14). doi: 10.3788/IRLA201948.0805007
    [12] 郭力仁, 胡以华, 王云鹏.  相干激光探测中微动参数估计的克拉美-罗界 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 706002-0706002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0706002
    [13] 邓潘, 张天舒, 陈卫, 刘洋.  合肥上空中层大气密度和温度的激光雷达探测 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 730003-0730003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0730003
    [14] 周颖捷, 周安然, 孙东松, 强希文, 封双连.  差分像移大气湍流廓线激光雷达的研制 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1130001-1130001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1130001
    [15] 夏文泽, 韩绍坤, 曹京亚, 王亮, 翟倩.  激光雷达距离估计技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906005-0906005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906005
    [16] 赵远, 张子静, 马昆, 徐璐, 吕华, 苏建忠.  高灵敏度的光子偏振激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 902001-0902001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0902001
    [17] 史风栋, 刘文皓, 汪鑫, 丁娟, 史屹君, 修春波.  室内激光雷达导航系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3570-3575.
    [18] 吕丹, 孙剑峰, 李琦, 王骐.  基于激光雷达距离像的目标3D姿态估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1115-1120.
    [19] 姜成昊, 杨进华, 张丽娟, 李祥.  新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 411-416.
    [20] 杨成华, 张勇, 赵远.  基于点阵照明的APD阵列外差激光雷达外差效率的提高 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3269-3275.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-07
  • 修回日期:  2019-02-13
  • 刊出日期:  2019-06-25

GM-APD激光雷达距离像邻域KDE重构

doi: 10.3788/IRLA201948.0630001
    作者简介:

    刘迪(1989-),男,博士生,主要从事激光雷达数据处理和三维重构等方面的研究。Email:liudi_hit@163.com

    通讯作者: 姜鹏(1982-),男,高级工程师,博士,主要从事激光技术、光电导引总体技术方面的研究。Email:51531150@qq.com
基金项目:

复杂系统控制与智能协同技术重点实验室开放基金(181001);可调谐(气体)激光技术重点实验室基金一般项目(61424060304)

  • 中图分类号: TN958.98

摘要: 对盖革模式APD激光雷达系统的距离像重构算法进行了研究,设计了一种基于像素邻域核密度估计的重构算法。从系统原理出发,结合探测概率模型研究了距离像重构算法的理论基础。根据系统特点提出了一种基于像素邻域核密度估计的改进算法,并对其原理进行了分析。通过仿真数据对直方图算法和邻域核密度估计算法进行了验证,以距离重构准确率曲线进行了定量评价对比,并进一步将算法应用到真实盖革模式APD激光雷达数据中进行了距离像重构实验。实验结果表明,在低帧数时,基于像素邻域统计核密度估计的重构算法可有效提高距离像重构的效果。

English Abstract

参考文献 (16)

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