论文部分内容阅读
激光成像雷达是通过向目标发射激光波束,然后接收来自目标反射回来的光信号成像,能够同时生成距离像和强度像,图像信息丰富,与被动成像相比,具有易于自动目标识别的特点。研制激光成像装置的成本昂贵,因此,如何合理而有效地选取参数,是进行激光成像系统设计的关键,设计时必须考虑各种参数与自动目标识别率之间的关系,以此作为选择激光器、探测器及其它元器件的依据。图像不变量特征的提取与构造是实现图像目标识别的基础。当激光雷达的距离分辨率和图像分辨率发生变化时,所成目标图像的精细程度也发生改变,自动目标识别率也将随着变化,针对不同目标的激光图像应有相应的最佳图像分辨率和距离分辨率。本文采用矩不变量识别的方法对激光图像的参数选取进行了研究,具有重大的实际意义。首先,本文研究了Hu矩、Zernike矩的不变矩的稳定性。实现了激光图像Hu矩、Zernike矩的不变矩提取算法程序的编写,并分别对Hu矩、Zernike矩各阶矩分量在无噪及10dB、20dB噪声下的激光雷达仿真图像提取的矩特征的稳定性进行了仿真实验;在此基础上,本文使用偏微分待定系数法(PDE)计算激光图像的仿射矩,并构造出七个仿射不变矩,研究了激光图像的仿射不变矩的稳定性。实现了激光图像仿射矩的不变矩提取算法程序的编写,对各阶矩分量在无噪及10dB、20dB噪声下的激光雷达仿真图像提取的矩特征的稳定性进行了仿真实验;并以俯视角度为45°的目标激光图像的仿射不变矩矩的稳定性进行了仿真实验研究;就各种矩在图像表示能力、噪声敏感度等方面的性能进行了比较与评价。最后本文完成了激光图像不变矩为特征的基于支持向量机的仿真识别试验。利用仿真图像的精度参数的改变与提取的不变矩特征的变化之间存在的关系,分别对两种目标提取不同精度参数下的矩特征向量,并进行分类识别,利用识别率提出对激光雷达图像精度的要求。通过特定目标场景的仿真实验,分别测算出Zernike不变量和仿射矩不变量的特征提取的方案对激光雷达的距离分辨率及图像分辨率的要求,并对比两种矩的仿真结果,给出各自的适用条件。本文采用仿真技术研究成像激光雷达目标识别技术,对总体设计和功能演示具有重大实际意义。