【摘要】：能見度是指視力正常的人在當時特定的天氣條件下,人眼從背景中所能識別出物體的最大水平距離。長期以來我國在可見光能見度的測量技術上日趨成熟,而基于紅外成像原理大氣能見度測量技術的研究鮮有報道。迫于紅外光電工程應用的需求,本文在大氣能見度定義的基礎上,研制一套紅外成像激光雷達大氣能見度的測量系統(tǒng)。本人開展的主要工作是對該測量系統(tǒng)的控制部分進行了設計,并且編寫了一套控制軟件。本文在成像激光雷達圖片處理中引入了移位相減法和小波新閾值去噪算法。與傳統(tǒng)背景扣除法相比移位相減法有效降低了激光光柱的雜點,經(jīng)過新閾值降噪處理后MIE散射激光雷達和成像激光雷達反演結(jié)果與能見度儀測量結(jié)果的相關性分別提高了6.2%和8%。實驗結(jié)果表明紅外成像激光雷達的測量結(jié)果與能見度儀的測量結(jié)果兩者的相關性系數(shù)達80%以上。最后對沿海地區(qū)大氣能見度測量結(jié)果進行了分析,并利用三種反演模型對廣州茂名地區(qū)大氣能見度進行了反演研究。實驗表明三種模型反演的結(jié)果與測量結(jié)果具有較好的相關性,相關系數(shù)均達87%以上。統(tǒng)計分析表明支持向量機和非線性回歸模型反演值與實測數(shù)據(jù)相比相對誤差絕對值均在0.35以下,且基于支持向量機的反演結(jié)果與實測結(jié)果更吻合,即支持向量機所建模型為三種模型的最優(yōu)模型。
【圖文】：

２．２紅外成像激光雷達系統(tǒng)介紹逡逑紅外成像激光雷達大氣能見度測量系統(tǒng)主要由脈沖激光發(fā)射部分、準直鏡、逡逑濾光片、以及光信號接收部分構成，系統(tǒng)結(jié)構如圖２．１【２３］。圖中Ｄ為激光器距紅逡逑外相機的垂直距離，本文中我們設定該距離為３．邋８米，理論計算該距離越遠會使逡逑得距離分辨率越高，但是經(jīng)過試測發(fā)現(xiàn)超過３．邋８米之后，，紅外相機獲取的激光光逡逑柱圖片非常微弱，不利于信號光的提取。逡逑ｌａｓｅｒ邋ｂｅａｍ逡逑ｄｚＴ逡逑［Ｉ逡逑圖２．１紅外能見度測量系統(tǒng)逡逑２．２．１激光發(fā)射部分逡逑本文中所使用的激光器為北京鐳寶光電的一款Ｄａｗａ－２００的脈沖固體激光逡逑器，激光器冷卻系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)蒸餾水冷卻，外循環(huán)采用風冷方式。該款脈沖固逡逑體激光器要求最佳的工作環(huán)境溫度為２５攝氏度，濕度不大于６０％，具體參數(shù)如逡逑表２．邋１所示。逡逑表邋２．１邋Ｄａｗａ－２００邋參數(shù)逡逑Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邐Ｒａｎｇｅ逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邐１０６４ｎｍ＞邋５３２ｎｍ邋Ｍｉｘｅｄ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ逡逑Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邐ｌ－２０Ｈｚ逡逑８逡逑

２．２紅外成像激光雷達系統(tǒng)介紹逡逑紅外成像激光雷達大氣能見度測量系統(tǒng)主要由脈沖激光發(fā)射部分、準直鏡、逡逑濾光片、以及光信號接收部分構成，系統(tǒng)結(jié)構如圖２．１【２３］。圖中Ｄ為激光器距紅逡逑外相機的垂直距離，本文中我們設定該距離為３．邋８米，理論計算該距離越遠會使逡逑得距離分辨率越高，但是經(jīng)過試測發(fā)現(xiàn)超過３．邋８米之后，紅外相機獲取的激光光逡逑柱圖片非常微弱，不利于信號光的提取。逡逑ｌａｓｅｒ邋ｂｅａｍ逡逑ｄｚＴ逡逑［Ｉ逡逑圖２．１紅外能見度測量系統(tǒng)逡逑２．２．１激光發(fā)射部分逡逑本文中所使用的激光器為北京鐳寶光電的一款Ｄａｗａ－２００的脈沖固體激光逡逑器，激光器冷卻系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)蒸餾水冷卻，外循環(huán)采用風冷方式。該款脈沖固逡逑體激光器要求最佳的工作環(huán)境溫度為２５攝氏度，濕度不大于６０％，具體參數(shù)如逡逑表２．邋１所示。逡逑表邋２．１邋Ｄａｗａ－２００邋參數(shù)逡逑Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邐Ｒａｎｇｅ逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邐１０６４ｎｍ＞邋５３２ｎｍ邋Ｍｉｘｅｄ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ逡逑Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邐ｌ－２０Ｈｚ逡逑８逡逑
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P427.2

【參考文獻】

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本文編號：2628579