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舒嵘徐之海等 著，舒嵘 编

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• 激光雷达
• 成像原理
• 运动误差
• 补偿方法
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店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030410818

商品编码：10383234792

开本：16

出版时间：2015-11-18

页数：332

字数：403

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激光雷达成像原理与运动误差补偿方法
	定价	110.00
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	2015年11月
	开本	16
	作者	舒嵘,徐之海等
	装帧
	页数	332
	字数	403
	ISBN编码	9787030410818

内容介绍

     舒嵘、徐之海、房建成等编著的《激光雷达成像 原理与运动误差补偿方法》汇集了国家重点基础研究 发展计划（973计划）课题“多模式激光 雷达成像运动误差溯源与高精度补 偿”（2009CB724004）的主要成果。介绍 了激光雷达的类型、组成和特点，以及成像激光雷达 的发展现状，分析了运 动误差对成像激光雷达的影响；分别从扫描成像、凝 视成像、合成孔径成像 三种体制方面开展了激光雷达成像与误差补偿机理研 究；zui后介绍了误差 补偿方法在机载扫描成像激光雷达中的应用。
     本书可供激光雷达测量、激光制导、激光遥感方 面的科研人员使用，也 可作为高等院校物理电子学、仪器仪表、光电工程等 相关专业的研究生或高 年级本科生的参考书。
    
   

目录

前言 第1章  绪论   1.1  激光雷达基本概念     1.1.1  激光雷达的特点     1.1.2  激光雷达的分类   1.2  激光雷达的基本组成及其功能     1.2.1  激光发射系统     1.2.2  扫描系统     1.2.3  激光接收探测系统   1.3  激光雷达方程   1.4  激光雷达主要成像机理及发展现状     1.4.1  扫描成像激光雷达     1.4.2  凝视成像激光雷达     1.4.3  合成孔径激光雷达   1.5  运动误差对激光雷达成像的影响     1.5.1  飞行平台误差来源分析     1.5.2  运动误差对激光雷达成像的影响     1.5.3  激光雷达运动成像与误差补偿的研究意义   参考文献 第2章  扫描成像激光雷达与误差补偿   2.1  扫描成像激光雷达系统概述     2.1.1  工作原理     2.1.2  坐标系统与测地几何模型     2.1.3  扫描成像激光雷达数据处理     2.1.4  扫描成像激光雷达若干新技术   2.2  扫描成像激光雷达系统构成     2.2.1  激光扫描仪     2.2.2  POS系统     2.2.3  辅助成像装置     2.2.4  同步控制系统     2.2.5  相关参数   2.3  运动误差对扫描成像激光雷达的影响     2.3.1  扫描仪误差影响     2.3.2  POS误差影响     2.3.3  系统集成误差影响     2.3.4  平台振动误差影响     2.3.5  其他误差   2.4  扫描成像激光雷达运动误差补偿     2.4.1  误差补偿与精度评价     2.4.2  系统检校方法     2.4.3  航带平差技术   参考文献 第3章  凝视成像激光雷达与误差补偿   3.1  增益调制型凝视成像激光雷达原理   3.2  增益调制型凝视成像激光雷达系统组成     3.2.1  凝视成像激光雷达系统     3.2.2  电路系统设计   3.3  凝视成像激光雷达的测距误差     3.3.1  基于散粒噪声的测距误差分析     3.3.2  基于强度串扰的测距误差分析   3.4  运动平台成像分析和仿真     3.4.1  机载平台振动对测距性能影响分析     3.4.2  机载平台运动成像仿真     3.4.3  距离图像投影校正   3.5  凝视成像激光雷达的数据处理与误差补偿     3.5.1  从增益灰度图到距离图的解算     3.5.2  基于图像叠加的运动误差补偿     3.5.3  试验结果   参考文献 第4章  合成孔径激光雷达运动成像与误差补偿   4.1  合成孔径激光雷达运动成像原理     4.1.1  合成孔径概念的直观描述     4.1.2  合成孔径雷达的频率分析与解释     4.1.3  合成孔径激光雷达成像几何模型     4.1.4  系统关键技术概述     4.1.5  图像质量评估指标   4.2  合成孔径激光雷达成像算法     4.2.1  距离一多普勒算法     4.2.2  频率变标算法   4.3  平台振动对合成孔径激光雷达运动成像的影响     4.3.1  平台振动数学模型     4.3.2  角振动对成像的影响分析     4.3.3  线振动对成像的影响分析     4.3.4  振动相位误差的测量     4.3.5  性能分析实例   4.4  合成孔径激光雷达运动成像误差补偿     4.4.1  合成孔径激光雷达的差分接收     4.4.2  相位梯度自聚焦补偿算法   4.5  合成孔径激光雷达试验系统构建与成像处理     4.5.1  试验系统构建     4.5.2  数据处理程序设计     4.5.3  系统特点     4.5.4  试验和结果分析   参考文献 第5章  机载扫描成像激光雷达应用中的误差补偿   5.1  机载激光雷达数据的获取     5.1.1  机载激光雷达数据获取硬件设备     5.1.2  机载激光雷达数据获取流程   5.2  扫描成像激光雷达数据质量评价     5.2.1  地面标志物设计     5.2.2  原始数据质量评价     5.2.3  数据产品质量评价   5.3  扫描成像激光雷达质量控制     5.3.1  航线优化设计原则及检校场航线设计     5.3.2  系统误差检校     5.3.3  航带平差   5.4  基于数据驱动的成像激光雷达盲源误差补偿试验     5.4.1  试验目的     5.4.2  试验步骤     5.4.3  试验结果分析   参考文献
   

《电磁波谱与遥感应用：从基础理论到前沿技术》 内容简介 本书全面深入地探讨了电磁波谱的物理基础、电磁波在不同介质中的传播特性，并重点聚焦于电磁波在遥感技术中的广泛应用。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为读者构建一个从微观电磁场理论到宏观地球观测的完整知识体系。 第一部分：电磁波谱基础与传播理论 本书的开篇部分奠定了理解遥感技术的物理基础。首先，系统回顾了麦克斯韦方程组的精髓，详细阐述了电磁场的产生、传播以及波的本质特性，包括波的叠加原理、极化现象及其在传播过程中的变化规律。 随后，深入剖析了整个电磁波谱的结构，从最低频率的无线电波到最高频率的伽马射线。书中对可见光、红外线、微波等关键波段的物理特性进行了详尽的论述，包括其与物质相互作用的机制——反射、吸收、透射和散射。针对不同波段的能量特性和穿透能力，进行了细致的对比分析，为后续遥感传感器的设计和数据解释奠定理论基础。 传播理论部分聚焦于电磁波在复杂环境中的行为。详细讲解了大气层对电磁波的影响，包括大气吸收、折射和湍流效应，这些因素如何导致信号衰减和波前畸变。此外，还探讨了电磁波在不同地表介质（如水体、植被、土壤）中的介电常数和电导率对反射和散射特性的调制作用，这部分内容对于理解遥感数据的物理意义至关重要。 第二部分：遥感传感器原理与数据获取 本部分深入介绍了实现电磁波观测的技术手段，即遥感传感器的工作原理。 无源遥感（被动遥感）： 详细解析了辐射计的工作流程，包括辐射定律、黑体辐射的理论模型以及真实地物辐射亮度和反射率的获取过程。针对光学成像系统，书中细致阐述了扫描成像原理（如机械扫描和推扫式成像），以及分辨率（空间、光谱、辐射和时间分辨率）的概念及其相互制约关系。对于红外遥感，着重讨论了热红外辐射的测量挑战和大气校正技术。 有源遥感（主动遥感）： 重点讲解了雷达系统（Radio Detection and Ranging）的基础。阐述了微波在远距离目标探测中的优势，包括对大气穿透能力强和全天时工作的特性。书中详细推导了雷达方程，用以描述接收到的后向散射信号强度与目标特性、传播路径之间的定量关系。针对合成孔径雷达（SAR）技术，深入剖析了其高分辨率成像的原理，包括距离向和方位向的脉冲压缩、相位补偿以及旁瓣抑制等关键算法，并探讨了影响SAR成像质量的主要几何和辐射畸变。 第三部分：遥感数据处理与信息提取 本部分转向实际数据的处理和应用，将原始的电磁波信号转化为有意义的地理空间信息。 辐射定标与大气校正： 强调了从传感器记录的数字值（DN）到地表真实反射率转换的必要性。详细介绍了辐射定标（内定标和外定标）的方法，并对大气校正模型进行了分类讨论，包括经验模型、半经验模型和物理模型（如MODTRAN），强调了消除大气影响对定量遥感的重要性。 图像几何校正与配准： 论述了遥感影像中存在的系统性误差（如扫描仪扫描不稳定、平台姿态变化）和非系统性误差（如地形起伏）。系统介绍了传感器几何模型（如LADAR模型、太空影像模型）的建立、控制点的选取、以及精密几何校正算法，确保影像能够准确地叠加到地理坐标系中。 信息提取与分类技术： 重点介绍了如何从处理后的影像中提取目标信息。在光谱分析方面，详细介绍了面向特定地物（如植被健康、水体污染）的光谱指数（如NDVI、NDWI）的构建与应用。在地物分类方面，全面梳理了监督分类（如最大似然法、支持向量机）和非监督分类（如K-均值聚类）的算法原理、适用条件及性能评估指标。 第四部分：前沿应用与未来展望 本书的最后部分将理论与实践相结合，展示了电磁波遥感技术在多个关键领域的深度应用。 环境与资源监测： 探讨了利用光学和微波数据进行大尺度森林冠层结构参数（如叶面积指数LAI）的反演方法，以及利用SAR干涉技术（InSAR）监测地表形变、滑坡和冰川运动的原理。 海洋与气象应用： 介绍了利用微波辐射计测量海面温度、海风速度，以及利用微波散射计探测海浪谱的方法。在气象领域，重点阐述了可见光和红外影像在云图分析、风场估计以及大气水汽分布监测中的作用。 三维重建与地形建模： 深入讨论了利用光学立体像对、雷达干涉测量（InSAR）以及激光雷达（LiDAR）技术获取高精度数字高程模型（DEM）的技术路线，并比较了各自的优势和局限性。 未来发展趋势： 展望了遥感领域未来的发展方向，包括高光谱成像技术的发展、星载/星间相对定标技术的突破、以及深度学习在遥感数据复杂特征识别中的应用潜力，强调了多源数据融合和实时处理能力提升的重要性。 本书适合从事遥感科学、地理信息系统、环境科学、测绘工程及相关领域的本科生、研究生和专业技术人员参考阅读。通过本书的学习，读者将能够扎实掌握电磁波遥感的理论基础，熟练运用主流遥感数据处理软件，并能独立设计和实施基于遥感技术的应用项目。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，尤其是“激光雷达”和“运动误差补偿”，让我联想到了很多前沿的科技应用场景。我一直在关注自动驾驶技术的发展，而激光雷达无疑是实现高精度环境感知和障碍物检测的关键传感器之一。一本能够深入讲解激光雷达原理的书，对于理解自动驾驶系统的“眼睛”是如何工作的至关重要。我猜想书中可能会介绍如何利用激光雷达的点云数据来构建高精度的三维地图，以及如何通过实时扫描来感知周围环境的变化，从而实现车辆的精准定位和路径规划。而“运动误差补偿”更是直接关系到自动驾驶系统在动态环境中的鲁棒性，一旦补偿做得不好，可能会直接影响到行车安全。我希望书中能提供一些关于这方面内容的深度解析，比如，在高速行驶过程中，或者在急转弯时，激光雷达的误差是如何产生的，又有哪些先进的技术来应对这些挑战，这对我理解自动驾驶的核心技术非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对这本书产生浓厚的兴趣，很大程度上是因为它所蕴含的“原理”和“方法”的结合。很多技术书籍要么过于侧重理论，要么过于偏重实践，而能够将两者有机融合，深入浅出地讲解清楚的著作却并不多见。激光雷达作为一种集成了光学、电子、计算机科学等多学科技术的复杂系统，其原理的阐述至关重要，但如果脱离了实际应用中的具体问题和解决方案，那么理论的意义也会大打折扣。我希望这本书能够做到这一点，即在讲解清晰的原理基础上，能够引申出解决实际问题的有效方法，形成一个完整的知识闭环。例如，在解释回波信号的解析时，是否能同时讲解如何识别不同地物的回波特征，以及如何根据回波信号的强度和形状来区分地面、植被、建筑物等？这种理论与实践的无缝衔接，将大大提升这本书的学习价值和参考意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就充满了科技感和实用性，特别是“激光雷达成像原理”这部分，让我对如何通过激光束来“看”世界产生了浓厚的兴趣。我一直对遥感技术和测绘领域抱有极大的好奇心，而激光雷达作为一种先进的传感技术，在地理信息获取、环境监测、自动驾驶等众多前沿领域都有着举足轻重的地位。想象一下，通过光脉冲的往返时间就能精准描绘出地貌的三维轮廓，这本身就是一项令人惊叹的成就。我特别期待书中能够详细阐述激光雷达工作的基本物理原理，比如激光的发射、目标的反射、探测器的接收等等，是不是会涉及到一些光学、电磁波的知识？而且，不同类型的激光雷达，比如车载、机载、星载，在原理和应用上会不会有所差异？我希望这本书能够将这些复杂的概念用一种易于理解的方式呈现出来，即使我不是这个领域的专业人士，也能从中领略到激光雷达的魅力。这本书的“按需印刷”模式也让我觉得很贴心，意味着我可以随时获得这份知识，也减少了浪费，这是一种很现代化的出版理念。

评分☆☆☆☆☆

“运动误差补偿方法”这几个字，则立刻点燃了我对这本书实用性的期待。任何精密测量技术，在实际应用中都难免会受到各种外部因素的干扰，而“运动误差”无疑是激光雷达这种需要精确定位和测量技术的核心挑战之一。无论是车载激光雷达在颠簸的路面上行驶，还是无人机在复杂气流中飞行，都会带来成像的抖动和不准确。我很好奇书中会具体介绍哪些补偿方法？是基于惯性测量单元（IMU）的数据进行姿态补偿，还是利用GPS/GNSS进行位置校正？或者有更高级的算法，比如视觉里程计或者基于点云配准的自适应补偿技术？我希望书中能通过具体的案例分析，展示这些补偿方法是如何克服实际操作中的困难，从而提高成像的精度和稳定性。对于那些希望将激光雷达技术应用于实际项目中的工程师和科研人员来说，这部分内容无疑是最具价值的部分，能够直接解决他们在工作中遇到的实际问题，让技术落地，而非停留在理论层面。

评分☆☆☆☆☆

尽管我购买这本书的初衷可能并非是直接从事激光雷达的研发工作，但“按需印刷”的便捷性和书名所透露出的专业性，还是让我对其产生了购买的冲动。我本身从事的工作与数据分析和模式识别有一定的关联，而激光雷达产生的点云数据，本身就是一种非常丰富和有价值的数据集。我期待书中除了介绍基础原理和误差补偿方法外，还能提供一些关于点云数据处理和分析的思路。例如，如何从海量的点云数据中提取有用的特征，如何进行点云分割和分类，如何利用这些数据进行三维重建和目标识别等等。这些内容如果能有涉及，将会极大地拓宽我的知识边界，并可能为我的工作带来新的启发和解决方案。毕竟，掌握不同类型的数据处理技术，对于提升数据分析的能力和应对多样化的数据挑战来说，是极其重要的。