Algoritmo de formação de imagens através da fumaça baseado em estimativa de dois parâmetros para lidar Gm-APD

ZHANG Yinbo ,  

LI Haoyang ,  

SUN Jianfeng ,  

LI Sining ,  

JIANG Peng ,  

HOU Yue ,  

ZHANG Hailong ,  

摘要

Ao utilizar o lidar Gm-APD (diodo fotônico de avalanche no modo Geiger) para formar imagens de alvos atrás de fumaça densa, a forte retroespalhamento e absorção do laser pela fumaça limitam severamente a capacidade dos algoritmos tradicionais de extrair sinais de alvos afundados no sinal da fumaça. Foi proposto um algoritmo de formação de imagens através da fumaça baseado na estimação de dois parâmetros para o lidar Gm-APD. Foi apresentado o modelo de disparo baseado no lidar Gm-APD e o princípio para resolver o sinal de eco recebido real com base na probabilidade de detecção, e, com base na teoria da colisão de fótons com partículas de fumaça e na teoria de espalhamento de Mie, as relações físicas entre os dois parâmetros do modelo Gamma foram derivadas detalhadamente. Com base nas relações derivadas, um algoritmo de estimação de dois parâmetros foi proposto, considerando como estimar com precisão os parâmetros μ e k. Por fim, foram realizados simulações e experimentos de formação de imagens através da fumaça em ambiente interno, usando simulações para verificar a correção da relação μ-k e experimentos internos para validar a capacidade de formação de imagens através da fumaça do algoritmo proposto. Os resultados experimentais mostraram que, em comparação com os algoritmos tradicionais, o grau de restauração do alvo na imagem reconstruída aumentou 73% e a similaridade estrutural melhorou 0,2289. Este estudo melhora efetivamente a capacidade de percepção de alvos do lidar Gm-APD em ambientes com fumaça.

关键词

lidar; formação de imagens através da fumaça; modelo Gamma; estimativa de dois parâmetros

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