雷达学报

作者：肖振, 谷延锋, 蒋彦泽, 李贤

单位：1.哈尔滨工业大学电子与信息工程学院 哈尔滨 150006；2.天空地一体化智能遥感技术黑龙江省重点实验室 哈尔滨 150006；

关键词：全波形, 激光雷达, 轻量化, 回波检测, 波形分解

基金：国家重大科研仪器研制项目(62327803)，激光空间信息全国重点实验室基金(LSI2024JCKY06)

小光斑全波形激光雷达凭借高穿透、完整回波获取能力而蕴含巨大应用潜力。高效精准处理海量回波信号是全波形激光雷达实际应用前提，成为波形分解技术前沿性挑战。对于小光斑全波形激光雷达系统，单目标回波占比高且仅多目标回波需要精细波形分解处理，然而现有方案通常以牺牲精度为代价而采用简单快速波形分解算法，或将全部回波信号无差别进行波形分解而导致效率低下，难以兼顾精度和效率。该研究面向小光斑全波形激光雷达，提出一种时空耦合模型驱动的多目标回波轻量化检测算法，首次实现从未知回波次数的波形数据中高效精准检测多目标回波，有效避免波形分解算法无差别处理单目标回波而引入冗余计算，显著减少波形分解次数。具体地，(1)该算法构建了激光雷达时空耦合回波信号模型，以揭示回波传输的时空特性；(2)基于该模型驱动双高斯函数叠加拟合方式，轻量化估计波形参数；(3)根据信噪比引入自适应相关性判别方法。结合系统发射脉冲一致性，所提方法能够轻量化且准确检测多目标回波信号，在地基和机载波形数据实验结果证明，该研究提出的轻量化多目标回波检测算法检测准确率高达98.4%，召回率93.1%。利用4种波形分解方法结合多目标回波检测，效率显著提高2～3倍，且在单目标回波数量占比增大情况下效率提升更显著。

来源：2025年第3期

《雷达学报》期刊编辑部

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