基于改进EWT的浅水激光雷达回波信号降噪

• 作者: 魏婷婷 杨家志 周国清 周祥 农学勤
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 遥感与传感器 浅水激光雷达 全波形回波信号降噪 经验小波变换 固有频率
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 全息与信息处理|Holography and Information Processing
• 页码范围: 152-163
• 页数: 12页
• 分类号: TN957.51
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.1109001

摘要

浅水激光雷达回波信号中混有高斯白噪声及系统自由振动时产生的固有频率成分,因此较难从较低信噪比的回波信号中获取目标的距离与特征,需要进行降噪处理.根据全波形回波及固有频率的频域特点,提出了一种改进的经验小波变换方法,并将其用于浅水激光雷达信号的降噪.首先对实验室自制的测深激光雷达系统测到的回波信号进行分解,得到降噪后的回波、噪声及固有频率成分,然后针对降噪后的回波信号,进行非线性阻尼最小二乘算法拟合优化,最终得到全波形回波的分解信号并测得水深.利用MATLAB建立信号模型,对比常用降噪算法处理的降噪效果,结果显示,改进的算法在计算时间、信噪比和均方误差等方面有明显优势;对比0.5～3.0 m水深范围内不同降噪算法的实测回波处理效果,经所提方法降噪后,回波信号的测深误差小于0.1 m.