基于混合编程的激光雷达回波数据反演系统实现

J4 ›› 2013, Vol. 30 ›› Issue (5): 621-627.

基于混合编程的激光雷达回波数据反演系统实现

孙楠楠李杰陈超田维坚

1青岛市光电工程技术研究院，山东青岛 266111； 2 国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛 266061； 3 中国海洋大学，山东青岛 266100； 4 山东省科学院海洋仪表仪器研究，山东青岛 266001

收稿日期:2012-11-15 修回日期:2012-11-23 出版日期:2013-09-28 发布日期:2013-09-17
通讯作者: 孙楠楠（1983- ），山东烟台人，硕士，工程师，研究方向为海洋光学和激光雷达应用. E-mail:supermassive@foxmail.com。

Lidar Echo Data Retrieving System Design Based on Mixed Programming

SUN Nan-nan, LI Jie, CHEN Chao, TIAN Wei-jian

1 Qingdao Academy for Opto-Electronics Engineering， Qingdao 266111, China； 2 The First Institute of Oceanography, SOA， Qingdao 266061, China； 3 Ocean University of China， Qingdao 266100, China； 4 Institute of Oceanographic Instrumentation, Shandong Academy of Sciences, Qingdao 266001, China

Received:2012-11-15 Revised:2012-11-23 Published:2013-09-28 Online:2013-09-17

摘要/Abstract

摘要： 提出通过C#和Matlab混合编程实现雷达回波数据采集和反演软件设计的方法。利用C#友好的界面实现用户接口，将Matlab编写的函数文件编译成共享库在C#中进行调用。以现有的大气激光雷达所采集数据为例，进行了回波数据采集、预处理及消光系数反演。运行结果表明，将C#界面开发的优势与Matlab强大的算法处理和仿真功能相结合，可增大运算速度并提高编程效率，软件可有效地应用于激光雷达系统的数据采集和监测，快速批量地实现回波数据预处理以及反演参数的实时动态显示。系统通过调整算法参数也可用于其它激光雷达信号的处理。

关键词: 激光雷达, 激光雷达数据处理, 消光系数, 混合编程, 软件设计

Abstract: C# and Matlab are presented for the design of lidar echo data acquisition and inversion software. With friendly user interface, C# is used to call the DLL format shared library compiled by function files wriiten in Matlab. The existing atmospheric Lidar echo data are applied as an example and the processing results show that this method can improve computing speed and programming efficiency. The software system can be effectively used in the data acquisition and system monitoring. Echo data are preprocessed efficiently with high precision. The retrieving extinction coefficient and echo energy accumulation are processed and displayed dynamically in real time. By adjusting algorithm parameters, it can also be used for other kind of lidar signal processing systems.

Key words: lidar, lidar data processing, extinction coefficient, mixed programming, software design

中图分类号:

TN958.98

孙楠楠李杰陈超田维坚. 基于混合编程的激光雷达回波数据反演系统实现[J]. J4, 2013, 30(5): 621-627.

SUN Nan-nan, LI Jie, CHEN Chao, TIAN Wei-jian. Lidar Echo Data Retrieving System Design Based on Mixed Programming[J]. J4, 2013, 30(5): 621-627.

[1]	龚文林∗ , 陈明亮 , 韩申生∗. 激光关联成像雷达研究进展与展望[J]. 量子电子学报, 2022, 39(6): 835-850.
[2]	曹也, 程亮亮, 杨昊, 方志远, 李路, 邓旭, 邢昆明, 王邦新, 谢晨波, . 基于FPGA 的激光雷达数据采集卡设计[J]. 量子电子学报, 2022, 39(4): 620-631.
[3]	刘晨凯, 胡明勇∗, 李昭阳, 孙东起, 封志伟, 蔡晓波. 一种多波长激光雷达光学系统设计[J]. 量子电子学报, 2021, 38(6): 806-814.
[4]	李仕春, ∗, 黄祖鑫, 石东东, 辛文辉, 宋跃辉, 高飞, 华灯鑫, ∗. 机载近红外偏振激光雷达探测过冷云研究[J]. 量子电子学报, 2021, 38(6): 872-879.
[5]	成远, 张振, 华灯鑫, 宫振峰, 梅亮∗. NO₂差分吸收激光雷达技术研究进展[J]. 量子电子学报, 2021, 38(5): 580-592.
[6]	杨勇, 程学武, 杨国韬, 薛向辉, 李发泉∗. 高层大气探测激光雷达研究进展[J]. 量子电子学报, 2020, 37(5): 566-579.
[7]	储玉飞, 刘东, 王珍珠, 吴德成, 邓迁, 李路, 庄鹏, 王英俭, ∗. 多普勒测风激光雷达的基本原理与技术进展[J]. 量子电子学报, 2020, 37(5): 580-600.
[8]	邵甲第, , 谢晨波, 李路, 庄鹏, 方志远, 付松琳, 曹也, 杨婧. 星载激光雷达中固态标准具的结构设计及检测[J]. 量子电子学报, 2020, 37(2): 235-241.
[9]	郑显明1,2，张文忠1,2，王菲菲1,3，朱文越1，罗涛1，李学彬1. 红外成像激光雷达测量大气能见度实验研究[J]. 量子电子学报, 2019, 36(5): 627-634.
[10]	柴文轩1，王帅1*，尤洋1，侯玉婧1，张天舒2，王界2,3,4. 基于激光雷达的北京一次典型污染过程分析[J]. 量子电子学报, 2019, 36(1): 93-100.
[11]	王贤宇方欣李陶. 基于卡尔曼模糊自适应PID的激光雷达斩光频率控制方法[J]. J4, 2018, 35(5): 608-617.
[12]	邵楠1，陈玉宝1,2*，步志超1，韩旭1，刘秉义3，高玉春1. 非相干多普勒激光雷达探测风廓线精度分析[J]. 量子电子学报, 2018, 35(3): 344-352.
[13]	杜洋华灯鑫辛文辉何廷尧崔岩普亚洲. 大气探测激光雷达发射能量监测[J]. J4, 2018, 35(2): 209-215.
[14]	李震1，王晓宾2,3,4，胡顺星4. 用于CO2排放源监测的近红外光参量振荡系统[J]. J4, 2017, 34(1): 72-75.
[15]	张志勇毛建东孙颖. B/S架构激光雷达数据采集及远程监控系统设计[J]. J4, 2016, 33(5): 590-597.