激光雷达信号小波降噪算法参数选取规则.pdf

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1、第34卷第2期2012年2月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．2Feb．，20"12激光雷达信号小波降噪算法参数选取规则康圣1一，王江安2，陈冬2，蒋冰莉3，王乐东2(1．海军91653部队，北京102249；2．海军工程大学电子工程学院，湖北武汉430033；3．华中科技大学光电予科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：对激光雷达信号降噪算法进行研究，分析指出小波分解降噪算法能较好地对其进行信号处理。重点对小波降噪算法参数选取进行研究，利用激光雷达仿真信号为例进

2、行仿真实验。结果表明，选用尺度参数为4的coif4小波为基函数，采用启发式阈值的软阈值处理效果较好。该降噪算法能在能量损失较低的前提下极大提高信噪比，为后续的数据分析提供更多高精度数据进而提高探测精度。关键词：激光雷达；信号处理；小波变换；降噪中图分类号：TN958．98文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)02—0086—04doi：10．3404／j．issn．1672-7649．2012．02．018Theparameterselectionofwaveletde-noisingalgori

3、thmforlidarbackscatteringsignalKANGShen91一，WANGJiang．an2，CHENDon92，JIANGBing．．．1i，WANGLe—don92(1．TheArmy91653ofNavy，Beijing102249，China；2．CollegeofElectronicEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China；3．CollegeofOptelectronieScienceandEngineeri

4、ng，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Thede-noisingmethodoflidarbackscattersignalsisdiscussedinthispaper．Inordertodetectthelidarweaksignalsburiedinnoises，itwaspointedoutthatthewavelettransformmethodisanefficienttoolforlidarsig

5、nalanalysisafteranalysis．Thispaperparticularlystudiesthemethodforparameterselectionofwaveletde—noisingalgorithm．Utilizingthesimulatedlidarbackscattersignals，thesimulationexperimenthasbeencarriedout．Theresultsshowedthat，itcanloselessenergyandsubstantialincreas

6、esignaltonoiseratiousingthisalgorithm．Onthispremise，itcanprovidemorehighaccuracydataandincreasedetectionaccuracy．Keywords：lidarbackscatter；signalanalysis；wavelettransform；de·noising0引言激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物。它有极高的角分辨率、距离分辨率、速度分辨率，具有测量范围广，抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点¨。‘

7、。正是其所具有的上述优点，现已广泛应用于大气光学参数包括大气对光的散射、吸收、衰减等的探测以及空气质量预报等领域。对于大气探测激光雷达来说，激光散射回波能量随距离衰减剧烈，而回波信号能量是整个系统得到的惟一变量，提高该信号的信噪比是增加探测距离、提高探测精度的重要手段H。。对于激光雷达来说，传统的降噪方法包括多次测量取平均值、频谱分析低通滤波等方法。然而，在实际情况中，激光雷达信号谱和噪声谱是任意重叠的，传统的滤波方法不能达到有效去除噪声，提取有用信号的目的。研究表明，激光雷达信号具有频率随距离增加而降低的特点，

8、所以一些学者提出采用小波进行降噪的方法。但小波降噪收稿日期：2011—02—17；修回日期：201l一05—17基金项目：总装备部军用测试仪器型号资助项目(1178200715)作者简介：康圣(1981一)，男，博士，工程师，研究方向为大气激光雷达。第2期康圣，等：激光雷达信号小波降噪算法参数选取规则·87·算法的重点和难点是小波参数的选取，本文针对所研制的能见度激光雷达