[发明专利]一种激光雷达频域稀疏采样方法

说明书

本公开提供了一种激光雷达频域稀疏采样方法，包括：步骤A：采用激光照射目标，用傅里叶透镜将激光回波信号变换到频域；步骤B：在频域利用小规模探测器进行稀疏采样，重构图像。本公开对激光回波信号在频域用小规模探测器进行稀疏采样，以解决宽视场高分辨率成像所需的大规模探测器问题，实现大规模探测器的成像效果，同时避免现有方法产生的大数据量，便于成像数据传输。

技术领域

本公开涉及激光雷达数据获取领域，尤其涉及一种激光雷达频域稀疏采样方法。

背景技术

目前探测器规模在20k×20k的可见光相机已很常见，随着高分辨率宽幅相机需求的不断扩大，探测器的规模还在进一步扩大。

由此带来两个问题：(1)大规模探测器研制周期长成本较高，通过小规模探测器拼接大规模探测器(尤其是要实现无缝拼接)将使相机方案复杂，并会增加较多的体积重量。(2)大规模探测器给数据存储、传输和处理带来极大困难，为实现数传，数据压缩已是必不可少环节。前端先大数据量采集，然后后端再数据压缩，这似乎是一个前后矛盾的过程。

和可见光相机类似，用于高分辨率宽幅成像的激光雷达也有同样问题，研究在稀疏采样条件下的激光雷达成像方法具有重要意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种激光雷达频域稀疏采样方法，以至少部分解决下述技术问题：

对激光回波信号直接在频域进行稀疏采样，以解决激光雷达数据量大的问题。

通过在频域使用小规模探测器实施稀疏采样，实现宽视场高分辨率成像所需的大规模探测器的效果。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种激光雷达频域稀疏采样方法，包括：

步骤A：采用激光照射目标，用傅里叶透镜将激光回波信号变换到频域；

步骤B：在频域利用小规模探测器进行稀疏采样，重构图像。

在本公开的一些实施例中，所述步骤B中在频域利用小规模探测器进行稀疏采样时，所述小规模探测器覆盖低频区域，以使信号失真程度最小。

在本公开的一些实施例中，所述步骤B中在频域利用小规模探测器进行稀疏采样时，所述小规模探测器在频域随机布设，以使信号失真程度最小。

在本公开的一些实施例中，应用对象为直接探测体制激光雷达。

在本公开的一些实施例中，所述步骤B中重构图像选用逆傅里叶变换法、压缩感知法中任一种。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开激光雷达频域稀疏采样方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

本公开通过在频域进行稀疏采样，大幅度降低探测器规模，在保证重构图像质量的同时降低数据量，为后续数据传输和处理减轻压力，特别适用于高分辨率宽幅激光成像应用场合。

附图说明

图1为本公开实施例激光雷达频域稀疏采样方法流程框图。

图2为傅里叶光学成像中的4f实验示意图。

图3(a)为依据本公开激光雷达频域稀疏采样方法中的遥感图像频谱。

图3(b)为图3(a)对应的遥感图像。

图3(c)为图3(a)对应的遥感图像局部放大图。

图4(a)为依据本公开激光雷达频域稀疏采样方法中的1/2×1/2规模频域探测器范围。

图4(b)为图4(a)对应的遥感图像。