兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6): 240836-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0836
王伟翰, 高铭泽, 施小龙, 胡诗苑, 吴沿江, 陈慧敏*()
收稿日期:
2024-09-11
上线日期:
2025-06-28
通讯作者:
WANG Weihan, GAO Mingze, SHI Xiaolong, HU Shiyuan, WU Yanjiang, CHEN Huimin*()
Received:
2024-09-11
Online:
2025-06-28
摘要:
针对无人机成像场景典型目标点云数据集稀缺的问题,建立机载线阵激光雷达动态成像模型,提出一种基于柱体素的点云目标检测算法对仿真数据真实性进行验证。基于虚拟仿真平台建立典型目标模型与崎岖地形、伪装覆盖和植被遮蔽等典型场景,结合激光点云获取仿真模型、机载平台运动模型、拼接成像及畸变校正方法,获取激光点云数据集,基于重叠面积的完整度判别标注方法进行数据集标注;采用柱体素特征提取模块处理目标顶部特征,通过标注的仿真数据集训练点云目标检测算法,并在基于等效实验获取的真实数据集上进行算法评价。检测算法在实测数据集上的识别准确率为93.2%,评价结果表明机载线阵激光雷达动态成像模型具有较高的可信度,仿真数据能够反映真实目标特征。
中图分类号:
王伟翰, 高铭泽, 施小龙, 胡诗苑, 吴沿江, 陈慧敏. 机载线阵激光雷达动态成像建模与验证[J]. 兵工学报, 2025, 46(6): 240836-.
WANG Weihan, GAO Mingze, SHI Xiaolong, HU Shiyuan, WU Yanjiang, CHEN Huimin. Modeling and Verification of Dynamic Imaging of UAV-borne Line-array LiDAR[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(6): 240836-.
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
脱靶量/m | 5 | 激光重频/Hz | 360 |
脱靶方位/(°) | 0~180 | 起始位置/m | 10 |
交会角度/(°) | 0~360 | 水平视场角/(°) | 60 |
飞行速度/(m·s-1) | 10 | 激光线数 | 300 |
攻击角/(°) | 0~60 | 探测距离/m | 20 |
表1 线阵激光雷达成像仿真参数
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
脱靶量/m | 5 | 激光重频/Hz | 360 |
脱靶方位/(°) | 0~180 | 起始位置/m | 10 |
交会角度/(°) | 0~360 | 水平视场角/(°) | 60 |
飞行速度/(m·s-1) | 10 | 激光线数 | 300 |
攻击角/(°) | 0~60 | 探测距离/m | 20 |
[1] |
张宇, 张焱, 石志广, 等. 基于图像衍生的红外无人机图像仿真方法研究[J]. 光学学报, 2022, 42(2):99-112.
|
|
|
[2] |
陈杉杉, 张合, 徐孝彬. 脉冲激光引信探测平面目标的回波特性研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(6):1095-1102.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2018.06.008 |
|
|
[3] |
陈慧敏, 贾晓东, 蔡克荣. 激光引信技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2016.
|
|
|
[4] |
霍健, 陈慧敏, 马云飞, 等. 基于MEMS激光雷达的车辆目标识别算法[J]. 兵工学报, 2023, 44(4):940-948.
|
doi: 10.12382/bgxb.2021.0822 |
|
[5] |
邓涛, 刘双, 魏汉迪. 基于视觉的无人机艇系统姿态感知研究[J]. 舰船科学技术, 2024, 46(16):81-89.
|
|
|
[6] |
任娜, 张玉, 王洪江, 等. 基于二维正态分布的无人机激光雷达点云匹配研究[J]. 激光杂志, 2024, 45(4):265-270.
|
|
|
[7] |
|
[8] |
|
[9] |
|
[10] |
|
[11] |
|
[12] |
|
[13] |
doi: 10.1016/j.dt.2019.10.003 |
[14] |
张文豪, 李松, 马跃, 等. 星载光子计数激光雷达海面点云仿真方法[J]. 红外与毫米波学报, 2020, 39(4):483-490.
|
|
|
[15] |
陈剑彪, 孙华燕, 赵延仲. 空中目标激光雷达一维距离像仿真及实验研究[J]. 激光与光电子学进展, 2017, 54(7):324-331.
|
|
|
[16] |
武军安, 郭锐, 刘荣忠, 等. 用于弹载线阵红外与激光扫描成像引信的轻量化卷积神经网络目标识别方法[J]. 弹道学报, 2021, 33(3):89-96.
doi: 10.12115/j.issn.1004-499X(2021)03-014 |
|
|
[17] |
张笑宇, 王凤香, 郭颖, 等. 基于InGaAs单光子探测器的线阵扫描激光雷达及其光子信号处理技术研究[J]. 红外与激光工程, 2023, 52(3):186-194.
|
|
|
[18] |
陈慧敏, 李铁, 刘锡民, 等. 近程激光探测技术[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2018.
|
|
|
[19] |
|
[20] |
|
[21] |
黄泽青, 贺伟. 基于激光引信的回波仿真及抗干扰研究[J]. 激光技术, 2020, 44(6):716-720.
|
|
|
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
|
[25] |
|
[1] | 闫啸家, 朱惠民, 孙世岩, 石章松, 姜尚. 基于改进变异萤火虫优化粒子滤波的无人机目标定位[J]. 兵工学报, 2025, 46(5): 240549-. |
[2] | 张家琦, 石章松, 徐慧慧. 一种基于脑网络特征的水声目标识别算法[J]. 兵工学报, 2025, 46(5): 240735-. |
[3] | 孙殿星, 窦钥聪, 彭锐晖, 董云龙, 郭玮. 基于雷达-红外成像特征级融合的角反射器智能识别算法[J]. 兵工学报, 2025, 46(5): 240501-. |
[4] | 周桢林, 龙腾, 刘大卫, 孙景亮, 钟建鑫, 李俊志. 基于强化学习冲突消解的大规模无人机集群航迹规划方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(5): 241146-. |
[5] | 何子琦, 李博宸, 王成罡, 宋磊. 针对区域防御的多无人机序列捕捉算法[J]. 兵工学报, 2025, 46(4): 240343-. |
[6] | 侯天乐, 毕文豪, 黄湛钧, 李铭浩, 张安. 基于事件触发的多智能体系统预设时间编队控制[J]. 兵工学报, 2025, 46(4): 240292-. |
[7] | 李雅轩, 刘新福. 基于精确凸松弛的固定翼无人机实时轨迹规划[J]. 兵工学报, 2025, 46(3): 240362-. |
[8] | 曾照洋, 彭文胜, 李云凯, 徐明. 智能无人机集群可靠性技术内涵、发展及挑战[J]. 兵工学报, 2025, 46(3): 240322-. |
[9] | 刘聪, 李百庆, 张宗卫, 单泽众. 水平来流作用下无人机旋翼多维气动特征研究[J]. 兵工学报, 2025, 46(3): 240316-. |
[10] | 韩燕文, 闫晓鹏, 高晓峰, 伊光华, 代健. 基于运动阵列微波成像与多尺度可变形卷积网络的引信目标识别方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(3): 240282-. |
[11] | 张奉林, 董轶昊, 辛建社, 郭丽萍, 谷雪晨, 曲家琦. 基于粒子群的小型无人机低过载压缩空气发射参数选择和优化算法[J]. 兵工学报, 2025, 46(2): 240014-. |
[12] | 杨绪祺, 谭启凡, 苏航, 谭浩. 面向无人机视觉制导的自适应目标跟踪方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(2): 240284-. |
[13] | 侯鹏, 葛玉雪, 裴扬, 岳源, 艾俊强. 基于毁伤评估结果的无人机对地攻击任务分配方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(2): 240212-. |
[14] | 徐图南, 高昂, 陈昱成, 闫守成, 邓斌. 面向战场低空目标的轻量化识别方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(2): 240170-. |
[15] | 孙海文, 韩啸, 陈婷, 李丹, 李烨, 靳子荣. 无人机蜂群攻击意图判断方法研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(S2): 25-35. |
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