针对在不同视角下所获得的三维点云数据，提出了一种基于特征提取的点云自动配准算法。算法根据点云在不同半径内的法向量变化度来提取特征点，综合利用点云局部点的三种几何特征搜索匹配点对。通过利用距离约束条件来获取准确匹配点对并计算初始配准参数。精确配准阶段采用改进的迭代最近点(ICP)算法完成二次拼接。实验结果表明，与传统ICP算法相比，该算法在运行时间与精确度上都有着明显的提升。

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提出了一种合成孔径激光成像雷达（SAIL）的二维匹配滤波成像算法，对利用单频本振激光与线性调频信号光外差接收得到的SAIL目标回波信号同时在距离向、方位向进行相位二次项匹配滤波以实现目标成像。给出了单频本振信号外差接收情况下的单一分辨单元的二维数据收集方程，并对SAIL二维匹配滤波成像算法进行了数学描述，具体分析了矩形和圆形天线孔径下的成像分辨率，给出了此算法对模拟SAIL回波信号的成像处理结果。

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可调谐二极管激光频率调制吸收光谱（FM-TDLAS）技术是一种高灵敏度的痕量气体检测方法。为改善以CH4为目标气体检测系统的信噪比，提高系统的检测灵敏度，以双平衡混频器（double balanced mixer）为核心，设计了一套用于提取被噪声淹没的微弱信号的调制解调高频相敏探测器。在对高频相敏探测器进行具体设计和分析的基础上，结合实验，利用CH4气体在1653nm附近的近红外吸收光谱，对整体电路的性能进行了测试，获得了具有较高信噪比的二次和一次谐波信号，检测灵敏度可达10×10-6。

线性调频连续波激光雷达在光电器件响应速度有限的条件下，要满足较高的距离分辨率的测量要求，就需要比同体制微波雷达大得多的相对带宽。这就导致线性调频连续波微波雷达的距离与速度去耦合方法不能被直接应用。针对探测近距高速运动目标和实时性高的要求，根据激光雷达目标回波的特点，提出了一种快速线性调频信号参数估计方法，利用均匀分成两段的中频信号的傅里叶变换来获取目标的距离与速度信息。在目标距离50 m，速度1000 m/s，中频信噪比为0的仿真条件下，雷达测距误差小于15 mm，测速误差小于10 m/s。仿真实验表明，该方法具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力。

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