第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2激光雷达成像技术的发展与现状 3
1.3单点激光雷达成像系统的缺点 7
1.4面阵激光雷达发展现状 7
1.5激光成像仪的基本组成部分 10
1.6三种典型激光雷达成像模式与比较 11
第2章 面阵激光雷达成像原理 19
2.1面阵激光雷达成像系统组成 19
2.2非相干探测的激光雷达测距原理 23
2.3光电探测器工作原理及APD接收性能分析 26
2.4时间间隔测量原理和方法 30
2.5面阵激光雷达测距原理 34
第3章 面阵激光雷达的激光器 39
3.1激光器类型 39
3.2半导体激光器 39
3.3半导体激光器驱动原理 42
3.4半导体激光器RC驱动电路 43
3.5驱动电路的仿真与实验分析 44
3.6半导体激光模块试验与测试 48
第4章 面阵激光雷达光机系统 55
4.1光学系统分析 55
4.2光学系统组成及功能 55
4.3 5×5面阵激光雷达发射光学系统设计 56
4.4 5×5面阵激光雷达接收光学系统设计 60
4.5 5×5面阵激光雷达光学系统调试及测试 65
4.6面阵激光雷达系统结构设计 67
第5章 面阵激光雷达阵列探测处理 70
5.1 APD探测器功能与选择 70
5.2探测处理电路分析 72
5.3并行探测处理电路 73
5.4抗干扰处理 79
5.5阵列探测处理电路实现及测试分析 80
第6章 多通道高精度时间间隔测量 84
6.1多通道时间间隔测量的实现方式 84
6.2基于TDC-GPX多通道时间间隔测量 85
6.3基于TDC-GPX软件设计 90
6.4时间间隔测量系统测试及32通道测时仪 94
第7章 面阵激光雷达仪三维几何成像数学模型及模拟 96
7.1面阵激光雷达仪几何成像模型 96
7.2面阵激光三维（3D）坐标数学模型 98
7.3理想飞行状态下面阵激光雷达成像模拟 104
7.4非理想飞行状态下面阵激光雷达成像模拟 109
7.5点阵扫描激光雷达数据精度分析 125
7.6面阵激光雷达数据与单点扫描激光雷达3D数据精度对比分析 126
第8章 面阵激光雷达成像仪初始误差校准及系统评价 127
8.1面阵激光雷达成像仪误差来源 127
8.2误差校正方法 128
8.3面阵激光雷达测距性能验证试验 131
8.4绝对精度评估 137
第9章 面阵激光雷达数据预处理及三维可视化系统 141
9.1面阵激光测距点云异常数据分类 141
9.2点云异常数据补偿方法 143
9.3点云异常数据预处理 145
9.4点云异常数据处理程序设计及测试结果 146
9.5面阵激光多幅点云配准及拼接 148
9.6面阵激光雷达三维数据处理软件 152
9.7数据预处理及精度分析 159
第10章 GPS和电子罗盘组合的低价POS系统 161
10.1 POS系统的功能与组成 161
10.2 POS系统常用坐标系及相互关系 162
10.3 GPS/电子罗盘组合的低价POS系统设计 164
10.4低价POS系统误差分析及误差模型 179
10.5低价POS系统测试及精度分析 181
第11章 机载激光雷达的应用 185
11.1典型机载LiDAR数据应用领域 185
11.2几种典型点云数据滤波算法 188
11.3点云滤波算法的评价 194
11.4点云数据应用实例——森林地区多回波滤波 197
11.5结论 216
11.6点云数据后处理的展望 216
附录 A 英文简写和中英文对照 218
附录 B 面阵激光雷达成像仪样机简介 220
参考文献 229