【技术实现步骤摘要】
一种面向水深提取的光子计数激光雷达自适应滤波算法
本专利技术涉及模型算法
，具体来说，涉及一种面向水深提取的光子计数激光雷达自适应滤波算法。
技术介绍
光子计数激光雷达是近年来发展出来的新型激光探测技术，相比传统的激光雷达，光子计数激光雷达具有更高的脉冲发射重复频率，并采用极高灵敏度的接受器件，将传统的器件接受数百甚至数千光子的回波包络幅值探测转化为对单个光子的探测，因此具有距离远、高重频、高效率、轻量化等优势，同时克服了传统激光器体积大、质量大、可靠性低，以及脉冲能量和重复频率之间矛盾等问题。光子计数激光雷达在设计思想和数据处理方法上有较大区别。获取有效信号时，它不再专注于用高能量发射获取高信噪比的波形，而是注重利用有限的资源，充分利用回波信号中的每一个光子。通过改进数据处理的方法，在低信噪比的信号中也能做到有效信号的提取。基于光子计数探测的激光测高技术已然成为一种激光探测技术未来发展趋势和方向。当前的诸多研究表明，光子计数雷达具有一定的水深探测能力，但当光子计数激光雷达探测目标区域为水体时，激光点云数据会呈...
【技术保护点】
1.一种面向水深提取的光子计数激光雷达自适应滤波算法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：自适应获取水面光子信号椭圆密度滤波参数，并根据水面光子信号椭圆密度滤波参数得到水下光子信号椭圆密度滤波参数；/nS2：确定水下光子信号滤波参数与光子信号高程值的关系；/nS3：对水面光子信号与水下光子信号进行滤波以及提取，获取连续的水深提取结果。/n
【技术特征摘要】
20200206 CN 20201008182601.一种面向水深提取的光子计数激光雷达自适应滤波算法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：自适应获取水面光子信号椭圆密度滤波参数，并根据水面光子信号椭圆密度滤波参数得到水下光子信号椭圆密度滤波参数；
S2：确定水下光子信号滤波参数与光子信号高程值的关系；
S3：对水面光子信号与水下光子信号进行滤波以及提取，获取连续的水深提取结果。
2.根据权利要求1所述的一种面向水深提取的光子计数激光雷达自适应滤波算法，其特征在于，所述步骤S1中，自适应获取水面光子信号椭圆密度滤波参数的步骤包括：
S11：获取光子计数激光雷达原始点云数据：
，
其中，为每一个光子信号的沿轨距离，为每一个光子信号的高程，为原始点云数据包含的光子数量；
S12：以为高程方向切片间隔，将原始数据在高程方向切分为个切片单元：
；
S13：对于S12中切分的个切片单元，统计每个切片单元中的光子信号数量：
，
其中，为每个高程切片中心高程，为切片单元中的光子信号数量；
S14：利用正态分布曲线对高程切片中心高程与切片单元中的光子信号数量之间的关系进行拟合，得到拟合关系为：
，
其中，表示包含光子信号最多的高程切片中的光子信号数量，表示该切片的中心高程，为正态分布标准差，为正态分布自变量；
S15：以S4中的为中心，两倍正态分布标准差为左右阈值，确定水面光子高程分界线，同时确定搜索椭圆的短半轴长度b：
其中，为水面光子高程下限，为水面光子高程上限；
S16：以水面光子高程下限和上限为界，获取每个水面光子的高程，形成水面光子数据集和水下光子数据集：
，
其中，表示水面光子数据集中某个光子的沿轨距离，表示水面光子数据集中某个光子的高程，为原始数据集中满足下列条件的光子的数量：
，
表示水下光子数据集中某个光子的沿轨距离，表示水下光子数据集中某个光子的高程，为原始数据集中满足下列条件的光子的数量：
；
S17：在水面光子数据集中，在沿轨方向上以光子计数激光雷达沿轨方向分辨率的长度为分界，将水面光子放入个数据集中：
，
；
S18：统计个集合中光子在高程方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：谌一夫，王力哲，乐源，陈刚，陈伟涛，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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