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非扫描激光雷达成像系统的研究的开题报告
开题报告
一、研究背景
随着激光雷达技术的不断发展，它在机器人、自动驾驶、地图制作等领域得到了广泛应用。激光雷达成像系统的核心是扫描激光雷达，它通过扫描周围环境来获取三维点云数据，进而实现目标检测、定位、识别等功能。然而，扫描激光雷达存在着诸多问题，如难以满足高速运动场景的要求、难以检测到低反射率物体等。因此，非扫描激光雷达成像系统成为了一个备受关注的研究领域。
二、研究目的
本研究旨在设计和实现一种非扫描激光雷达成像系统，具有以下特点：
1.可以实时获取高质量的三维点云数据，满足高速运动场景的要求；
2.能够检测到低反射率物体；
3.设计简单、成本低廉。
三、研究内容
1.硬件设计。设计激光发射器、接收器以及光学透镜等硬件模块。
2.算法设计。采用多频激光脉冲方案，提出一种非扫描激光雷达的信号处理算法，将多个接收波形混叠并分离出目标物体的距离、速度和角度信息。
3.系统实现。将硬件模块和算法整合起来，搭建非扫描激光雷达成像系统原型，并进行测试和优化。
四、研究意义
激光雷达成像技术在未来的智能制造、智能交通等领域有着广泛的应用。本研究的成果将为非扫描激光雷达技术的发展做出贡献，为提高智能化产业的效率和质量，以及改善人们的生活质量发挥积极的作用。
五、研究方法
1.文献资料调研。对非扫描激光雷达的发展历程、基本原理等进行梳理和总结，了解国内外研究现状和发展趋势。
2.硬件设计。依据研究目标，进行激光发射器、接收器、光学透镜等硬件模块的设计，满足多频激光脉冲方案的要求。
3.算法设计。结合硬件设计，提出一种非扫描激光雷达的信号处理算法，用于将多个接收波形混叠并分离出目标物体的距离、速度和角度信息。
4.系统实现。将硬件模块和算法整合起来，搭建非扫描激光雷达成像系统原型，并进行测试和优化。
六、预期结果
本研究预期结果为设计和实现一种非扫描激光雷达成像系统，能够实时获取高质量的三维点云数据，满足高速运动场景的要求，能够检测到低反射率物体，具有成本低廉、设计简单等优点。
七、进度安排
本研究的进度安排如下：
第一年：文献调研，硬件设计，多频激光脉冲方案的信号处理算法设计。
第二年：系统实现，测试与优化。
第三年：论文撰写、文章发表、比赛申报。
八、参考文献
1.尹桂林,郝立洋,张涛.基于非扫描激光雷达的高速行驶车辆目标检测.科学技术与工程,2017(18).
2.David,L.,&Whitney,E.(2014).Single-photondetectorsbasedonsubsampling.OpticsLetters,39(23),6595-6598.
3.Chiocchia,G.,&Langer,M.(2018).Apracticalwaytodetectnon-laneobjectsusinglidar-basedcurvefitting.2018IEEEIntelligentVehiclesSymposium(IV),1553-1559.