[发明专利]一种基于光子计数激光雷达的最优编码生成及解码方法

摘要

本发明公开了一种基于光子计数激光雷达的最优编码生成及解码方法，首先根据给定的编码长度与粒子个数以及强度范围随机化初始粒子群；再依据光子计数激光雷达对编码的要求设计适应度函数并计算每个粒子的适应度；再通过粒子群算法的迭代进化公式进化每个粒子，并记录适应度最高的粒子；重复进化步骤，直到满足提前设置的最大进化代数或停止准则。将获得的最优编码应用于发射激光的调制，再通过接收系统获取接收编码。采用快速傅立叶变换算法对发射编码和接收编码做相关即可获取目标距离信息。可以方便地产生满足光子计数激光雷达要求的伪随机序列并在该条件下是最优序列；同时还具有整数编码，收敛快，不易产生非法解等优点。

主权项

1.一种基于光子计数激光雷达的最优编码生成及解码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据激光雷达系统参数预设相关参数；包括：编码长度、调制比例、缓冲位数、强度范围以及粒子群算法参数；其中粒子群算法参数包括：学习因子、惯性权重、种群规模、最大进化代数以及收敛阈值；步骤二、获得多相伪随机编码；2.1)随机产生长度为设定编码长度的随机数序列，并赋值给一个向量，对该向量中的每个元素就近取整，将取整后的向量作为粒子的初始化的位置向量；2.2)随机产生长度为设定编码长度的随机数序列，并赋值给一个向量，对该向量中的每个元素就近取整，将取整后的向量作为粒子的初始飞行速度向量；步骤三、获得粒子群的初始种群；重复步骤二，分别记录每一次的位置向量和速度向量，获得符合设定种群规模的多相伪随机编码，构成粒子群算法中粒子群的初始种群；步骤四、获得最优编码；4.1)依据光子计数激光雷达对编码的要求设计适应度函数；所述适应度函数应包括对探测环境中存在的干扰的模拟以及对优良特性的奖励项与非法解的惩罚项；4.2)根据得到的适应度函数计算步骤三得到的初始种群中每个粒子的适应度；选取适应度值最好的粒子作为初始最优粒子；4.3)通过粒子群算法的迭代进化公式更新初始粒子群中的每个粒子的位置向量，并根据适应度函数计算更新后每个粒子的适应度，记录适应度最高的粒子，并与历史最优粒子适应度比较，选取全局最优粒子；4.4)重复步骤4.3)，直到满足提前设置的最大进化代数，获得的全局最优粒子对应的位置向量即为最优编码；步骤五、通过光子计数激光雷达获取发射编码与接收编码，所述发射编码即为步骤四获得的最优编码；再对发射编码与接收编码做相关，从而解算出目标距离。