收藏本站
《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于Nelder-Mead单纯形法的逆合成孔径激光雷达成像技术

刘盛捷  
【摘要】:传统光学成像手段受限于接收孔径的衍射极限束缚,在现有条件下难以对远距离(千公里级)目标获取高分辨率(厘米级)图像。逆合成孔径激光雷达(Inversed Synthetic Aperture Lidar,ISAL)作为新型成像探测体制,由于其成像分辨率理论上与探测距离无关,因此有望作为远距离目标高分辨率探测的有效技术手段。本论文根据中科院光电所课题组对远距离目标高分辨率探测的应用需求,围绕ISAL成像过程开展了相关的课题研究,具体工作描述如下。首先,介绍了ISAL成像的基本原理。针对传统逆合成孔径雷达(Inversed Synthetic Aperture Radar,ISAR)运动模型不再适用于ISAL成像应用的问题,对ISAL重新建立了精确的数学模型,对该成像过程进行了详细的公式推导,重点介绍了其中的距离向聚焦与对齐、方位向运动补偿与成像两个重要环节,并给出了ISAL图像的最终表达式。然后,设计了用于ISAL高分辨率成像的联合补偿成像算法。算法由两部分组成,分别是基于Nelder-Mead单纯形法的全局运动补偿算法和基于BFGS公式的拟牛顿法的残余误差补偿算法。算法首先利用Nelder-Mead单纯形法对ISAL成像过程中存在的平动误差、转动误差和模型误差进行精确补偿,随后利用拟牛顿法补偿残余的相位误差。经过误差补偿后,ISAL能够良好聚焦,实现高分辨率成像。最后,利用联合补偿成像算法开展了相关的ISAL成像仿真实验。仿真实验完成了不加噪声和加噪声的点目标和面目标成像,仿真结果表明算法可以实现高分辨率二维成像,取得的图像质量令人满意,同时算法对散粒噪声和随机相位噪声具有一定的补偿作用。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN958.98

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕亚昆;吴彦鸿;;合成孔径激光雷达成像发展及关键技术[J];激光与光电子学进展;2017年10期
2 卢智勇;周煜;孙建峰;栾竹;王利娟;许倩;李光远;张国;刘立人;;机载直视合成孔径激光成像雷达外场及飞行实验[J];中国激光;2017年01期
3 吴谨;赵志龙;吴曙东;段洪成;唐永新;黄文武;;12.9m高分辨率合成孔径激光雷达成像[J];光学学报;2015年12期
4 刘立人;;高分辨率遥感新途径——合成孔径激光成像雷达[J];科学;2014年06期
5 王宏艳;阮航;吴彦鸿;;机动目标逆合成孔径激光雷达方位成像快速算法[J];光子学报;2015年02期
6 吴谨;杨兆省;赵志龙;李斐斐;王东蕾;唐永新;苏园园;梁娜;;单程远场衍射合成孔径激光雷达成像实验室演示[J];红外与毫米波学报;2013年06期
7 阮航;吴彦鸿;叶伟;贾鑫;;逆合成孔径激光雷达相位误差补偿算法[J];激光与光电子学进展;2013年10期
8 阮航;吴彦鸿;叶伟;;基于FRFT-CLEAN的机动目标逆合成孔径激光雷达成像算法[J];电子与信息学报;2013年07期
9 阮航;吴彦鸿;叶伟;;逆合成孔径激光雷达回波信号特征分析[J];激光与红外;2013年04期
10 尹建凤;李道京;王爱明;李志;;基于星载毫米波顺轨-交轨InISAR的空间运动目标三维成像技术研究[J];宇航学报;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭亮;合成孔径成像激光雷达实验与算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李道京;胡烜;;合成孔径激光雷达光学系统和作用距离分析[J];雷达学报;2018年02期
2 刘盛捷;付翰初;魏凯;张雨东;;基于Nelder-Mead单纯形法的逆合成孔径激光雷达联合补偿成像算法[J];光学学报;2018年07期
3 赵志龙;吴谨;王海涛;李明磊;董涛;国辉;夏正欢;;微弱回波条件下差分合成孔径激光雷达成像实验演示[J];光学精密工程;2018年02期
4 张波;周煜;孙建锋;张国;李光远;许蒙蒙;贺红雨;劳陈哲;;多通道宽幅度合成孔径激光成像雷达收发装置优化研究[J];光学学报;2018年05期
5 张国;孙建锋;周煜;卢智勇;李光远;许蒙蒙;张波;劳陈哲;贺红雨;;本振增强直视合成孔径激光成像雷达的二维成像实验[J];激光与光电子学进展;2018年06期
6 李光远;卢智勇;周煜;孙建锋;许倩;劳陈哲;贺红雨;张国;;直视逆合成孔径激光成像雷达外场实验[J];光学学报;2018年04期
7 孙力帆;何子述;冀保峰;张森;普杰信;;基于高精度传感器量测的机动扩展目标建模与跟踪[J];光学学报;2018年02期
8 陈波;孙天齐;刘爱新;杨旭;;分布式孔径综合成像系统旋转和放大率误差的校正[J];激光与光电子学进展;2018年01期
9 吕亚昆;吴彦鸿;;合成孔径激光雷达成像发展及关键技术[J];激光与光电子学进展;2017年10期
10 孙力帆;张森;冀保峰;普杰信;;基于改进豪斯多夫距离的扩展目标形态估计评估[J];光学学报;2017年07期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 黄宇翔;相位调制连续波逆合成孔径激光雷达研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2017年
2 李飞;相位编码合成孔径激光雷达关键技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2016年
3 李小珍;机载合成孔径激光雷达系统设计与算法研究[D];西安电子科技大学;2015年
4 雷翔;板条固体激光器光束净化控制技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄宇翔;宋盛;徐卫明;胡以华;;连续m序列相位调制的实时逆合成孔径激光雷达系统[J];激光与光电子学进展;2017年07期
2 卢智勇;周煜;孙建峰;栾竹;王利娟;许倩;李光远;张国;刘立人;;机载直视合成孔径激光成像雷达外场及飞行实验[J];中国激光;2017年01期
3 李道京;杜剑波;马萌;胡烜;乔明;;天基合成孔径激光雷达系统分析[J];红外与激光工程;2016年11期
4 张鸿翼;李飞;徐卫明;舒嵘;;利用优化算法对合成孔径激光雷达相位误差补偿的研究[J];电子学报;2016年09期
5 杜剑波;李道京;马萌;胡烜;乔明;;基于干涉处理的机载合成孔径激光雷达振动估计和成像[J];中国激光;2016年09期
6 张宁;卢智勇;孙建锋;周煜;栾竹;李光远;刘立人;;直视合成孔径激光成像雷达滑动聚束模式下图像信噪比研究[J];光学学报;2016年08期
7 胡以华;;空间激光成像目标精确侦察技术[J];国防科技;2016年01期
8 吴谨;赵志龙;吴曙东;段洪成;唐永新;黄文武;;12.9m高分辨率合成孔径激光雷达成像[J];光学学报;2015年12期
9 张艳;陈涌;周鼎富;侯天晋;;锐化函数对合成孔径激光雷达成像图像的影响[J];红外与激光工程;2015年09期
10 李飞;张鸿翼;吴军;洪光烈;徐卫明;舒嵘;;强度编码合成孔径激光雷达原理与实验[J];红外与激光工程;2015年09期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李燕平;单/双基SAR成像和运动补偿研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 张振华;双/多基SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 周峰;机载SAR运动补偿和窄带干扰抑制及其单通道GMTI的研究[D];西安电子科技大学;2007年
4 唐禹;高分辨率SAR成像算法及实时处理技术的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
5 邢孟道;基于实测数据的雷达成像方法研究[D];西安电子科技大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李小林;;单纯形法计算方法存在的问题[J];商业文化(下半月);2011年11期
2 赵全胜;张春会;佟德君;;改进单纯形法及其应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年06期
3 邱迪华;张珩;邱维;全大勇;;改进单纯形法计算药物动力学参数[J];武汉工程大学学报;2009年07期
4 毕晓丽,洪伟,吴承祯,闫淑君;改进单纯形法在林分结构规律研究中的应用[J];江西农业大学学报;2002年01期
5 许红平,马智兰,陈兴国,胡之德;改良单纯形法在催化动力学光度法测定微量锇中的应用[J];兰州大学学报;2001年01期
6 陈新建,刘海林,何文章;修正半单纯形法[J];广西大学学报(自然科学版);1998年03期
7 郑亚林,安凯,李彩萍;单纯形法的一种改进[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);1999年02期
8 吕庆文,刘磊,钱学贤,李树祥;单纯形法在医学回归分析中的应用与改进[J];中国卫生统计;1994年01期
9 刘德智,李汉邦;论产品最优组合确定的单纯形法[J];地质技术经济管理;1994年02期
10 徐广通;候镜德;朱群;杨建华;;加权单纯形法在液相色谱操作条件最优化中的应用[J];山东建材学院学报;1990年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 易桂莲;隋允康;孟令图;;梯度投影单纯形法求解线性规划[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
2 曾勇;唐小我;;非负投资比例约束下的组合证券风险最小化方法[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
3 韩伟一;;单纯形法入基规则的修正[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
4 申卯兴;宁振民;郝彩丽;;线性规划单纯形法的改进与教学[A];中国企业运筹学学术交流大会论文集[C];2008年
5 王昌衡;谭红霞;梁贤侦;邬曙光;;公路岩质边坡稳定性分析优化计算方法[A];湖南省岩石力学与工程学会2003年年会论文集[C];2003年
6 汪波;石勇;;一个基于妥协解的多目标线性规划分类模型[A];第六届(2011)中国管理学年会——商务智能分会场论文集[C];2011年
7 赵蔚;刘颖;;叠加方法的一种交互式算法[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
8 高引民;尚子娟;;基于线性规划可行域界面上寻优的单纯形算法[A];第12届全国信息管理与工业工程学术会议论文汇编[C];2008年
9 徐杰;刘旭;王波;洪玮;于兵;柏宁丰;肖金标;孙小菡;;用于光纤-光子芯片自动对准的单纯形模拟退火混合算法[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
10 陈俊风;任子武;范新南;;一种基于改进单纯形法和粒子群算法的混合优化算法[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 敖特根;线性规划的起因和发展[D];西北大学;2014年
2 王攀攀;感应电机定转子故障的微粒群诊断方法研究[D];中国矿业大学;2013年
3 丁国昌;林木Photoautotrophic Micropropagation管理系统研制及三次设计在优化复合因子的应用研究[D];福建农林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘盛捷;基于Nelder-Mead单纯形法的逆合成孔径激光雷达成像技术[D];中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所);2018年
2 张美芳;改进的求解线性多层规划的主元标单纯形法[D];湘潭大学;2009年
3 向毅;基于Nelder-Mead单纯形法的混合动态多种群粒子群优化算法的研究与应用[D];广州大学;2013年
4 薛静芳;线性规划的单纯形算法研究及应用[D];大连海事大学;2013年
5 蒋宝成;群体药物动力学分析软件的应用研究与技术开发[D];兰州大学;2008年
6 卢向东;椭偏法测量光栅参数的理论研究[D];四川大学;2003年
7 王加翠;基于多精英单纯形和双种群综合学习的人工蜂群算法[D];南京师范大学;2017年
8 吕仁平;基于GPU加速的一种线性规划算法及其应用[D];大连理工大学;2011年
9 李鸿鹏;锥临界角及P锥的若干性质[D];东北林业大学;2011年
10 刘娜;控制系统参数优化方法的研究[D];华北电力大学(河北);2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026