[发明专利]一种星载大光斑激光雷达全波形数据分解方法

权利要求书

1.一种星载大光斑激光雷达全波形数据分解方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，对星载大光斑激光雷达全波形数据包括的每个原始回波波形数据进行预处理，以判断每个所述原始回波波形是否为有效原始回波波形，并对所述有效原始回波波形进行一维高斯滤波处理，得到滤波后的回波波形；

步骤S2，检测所述滤波后的回波波形中的明显峰值点和与所述明显峰值点对应的拐点，基于检测到的明显峰值点和与所述明显峰值点对应的拐点，判断检测到的所述明显峰值点是否有效，并估计有效峰值点对应的高斯分量的参数的初始值；

步骤S3，检测所述有效明显峰值点两侧的叠加高斯分量，并估计所述叠加高斯分量的参数初始值；

步骤S4，对所述滤波后的回波波形中检测到的高斯分量的总个数进行更新并对所述高斯分量的参数进行最优化估计；其中：

步骤S1具体包括以下子步骤：

步骤S1.1，估计所述星载大光斑激光雷达全波形数据中的每个所述原始回波波形的背景噪声水平；

步骤S1.2，基于所述背景噪声水平设置背景噪声阈值，并将所述原始回波波形的采样点的最大振幅值与所述背景噪声阈值进行比较，以判断所述原始回波波形是否为有效原始回波波形，并仅保留所述有效原始回波波形；

步骤S1.3，对所述有效原始回波波形进行一维高斯滤波处理，得到滤波后的回波波形；

步骤S1.4，计算滤波后的回波波形的采样点的最大振幅值，并将所述最大振幅值与该回波波形的背景噪声阈值进行比较，如果所述最大振幅值小于等于所述背景噪声阈值，则保留滤波前的原始有效回波波形，否则，保留滤波后的回波波形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1.1中，所述原始回波波形的背景噪声水平包括所述原始回波波形的背景噪声的平均值μ_n和背景噪声的标准差δ_n，其中：

背景噪声的平均值μ_n的计算公式如下式所示：

其中，N为选取的某个原始回波波形中采样点数的总和，n为在所述原始回波波形的采样点中开头部分的和结尾部分分别选取的采样点数，n取为20，V_i是第i个采样点的振幅；

背景噪声的标准差δ_n的计算公式如下式所示：

其中，N为选取的某个原始回波波形中采样点数的总和，n为在所述原始回波波形的采样点中开头部分的和结尾部分分别选取的采样点数，n取为20，V_i是第i个采样点的振幅。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1.1中，根据以下公式设置背景噪声的阈值th：

th＝μ_n+m·δ_n

其中，th为背景噪声阈值，μ_n为背景噪声的平均值，δ_n为背景噪声的标准差，m为常数值，m取为4.5；

其中，如果原始回波波形中采样点的最大振幅值大于背景噪声阈值th，则该原始回波波形可被判定为有效原始回波波形，否则将该原始回波波形判定为噪声回波波形，并仅保留有效原始回波波形。