基于圆孔夫琅和费衍射的CCD像素间距标定

提出了一种基于圆孔夫琅和费衍射原理的像素间距标定方法,利用研制的测试设备对图像采集系统的像素间距进行了测试,实现了CCD摄像系统像素间距的标定。     

离子推力器栅极组件热态间距测量系统研制

为了完成LIPS-300离子推力器三栅极组件在真空、高温环境中微小热态间距的高精度测量,设计了一套使用远距显微镜的非接触摄像测量系统。基于拍摄的图像,运用交互式分区方法获得多个圆形合作标志稳定、清晰的边缘,利用合作标志和标定片完成图像放大系数标定、图像畸变校正以及栅极热态间距亚像素级测量。精度验证实验表明,本系统在非加热情况下测量精度优于6μm,在加热情况下测量精度优于12μm。大气环境下的加热实验结果显示屏栅和加速栅温度差越大,栅极热态间距的减小量越大,当温差最大为150℃时热态间距减少量达到最大,即420μm。同时,由于安装环的热变形影响,栅极在热稳态时热变形量下降、在冷却期时产生负位移现象,测量结果与国外同类实验趋势一致。系统满足栅极组件热态间距测量的需求。     

特种冲模量具的测试研究

本文阐述了利用具有CCD非接触式影像测量系统的万能工具显微镜检测特种冲模具的新方法及其测量不确定度的分析,通过与常用平台测量方法的对比,说明CCD测量系统实现检测自动化和人工智能化,检测数据更精确、更快捷。     

基于ADV212的探空火箭图像采集与压缩系统

针对探空火箭遥测带宽低、图像监控通路多、系统小型化等设计难点,本文提出了一种基于ADV212的图像采集与压缩系统设计方案。采用可以同时支持无损和高压缩比有损压缩的JPEG2000图像压缩标准,提出适用于箭上图像采集特点的通道切换和中断处理策略,并以“乒乓”操作的流水线作业方式实现多路图像通道数据吞吐,通过两个实时发送通道和一个缓存发送通道向火箭遥测链路发送图像数据。提出了一种具有动态帧频和压缩比的图像压缩方案,解决了探空火箭遥测带宽有限这一问题。本设计以Virtex-4系列FPGA作为系统控制核心,采用ADV7182和ADV212分别完成图像的采集和压缩,分别采用SRAM和SDRAM实现图像的实时传输和缓存传输。通过比较图像间的PSNR值,试验并分析了适用于CCD图像的压缩滤波器和小波变换级数,得到了较为满意的图像质量。设计较好地满足了本次空间环境垂直探测探空火箭的图像采集任务。     

基于时间配准的视频图像稳定方法

在车载视频监控系统中,由于载体的姿态变化或振动的影响,使得获得的图像信息模糊、不稳定,增加了观察者的疲劳度。为了解决车辆行进间视场抖动、图像模糊的问题,需要对实时视频图像进行稳定处理。本文研究的是将视频采集装置直接固定在初步稳定的测量平台上,通过稳定平台的稳定残差进行二次图像稳定,但由于传输延迟的存在,对接收到的传感器数据和视频采集的图像数据分别进行了队列缓存,即加入了时间配准方法。通过在某遥控车上验证,其能保证实时视频图像获得最佳的稳定效果。     

弹道修正技术的地面测量系统组成及误差分析

弹道修正是一种能够更加精确有效打击目标的技术,具有很大的发展空间.首先阐明了弹道修正技术的修正原理和组成,然后构建了弹道修正技术的地面弹道测量系统,即采用双CCD作为传感器跟踪炮弹,采用交汇方法测量弹道的轨迹,并论述了弹道测量系统的工作原理.同时,也重点对双CCD跟踪测量系统进行误差分析,为优化配置双CCD提供了技术途径.     

超高分辨率图像实时显示系统设计

自行设计的超高分辨率图像实时显示系统由图形系统处理机、超高分辨率显示器组成 ,其核心是图形系统处理机 ,显示分辨率为 2 0 4 8× 2 0 4 8,逐行扫描 ,每像素 8位 ,图像输入速率最高 2 4 0MB/s ,可同时显示n (n =8,4 ,2 ,1)个CCD相机的实时图像数据 ,并能进行n抽m (n =8,4 ,2 ,1;m =8,4 ,2 ,1;n≥m)处理。采用的主要技术有 :图像输入双重缓冲抽样复合拼接技术 ,单帧存图形图像共体技术 ,视频双重并串转换技术等。该系统可用于卫星地面站、航测、医学成像及其他传感器的高分辨率图像的实时显示     

利用线阵CCD自动测量MSBS中悬浮模型的位置与姿态

以我国自行研制的磁悬挂天平系统为背景,主要研究了利用线阵CCD传感器构建MSBS的模型位置与姿态测量系统以及相应的传感器配置方案、信号转换、测量原理和测量流程等问题。该系统的位置与姿态测量系统以两组共5片线阵CCD作为MSBS中悬浮模型的5自由度位置与姿态传感器,以串联的多级惯性环节电路为脉宽-电压转换电路,将测量信号分别输入控制回路和校准测量回路。文中详细介绍了5片CCD传感器的配置方案及其测量原理,然后研究了使用多级惯性环节实现脉宽-电压信号的转换问题,并对该方案进行了理论分析和仿真,最后研究了利用CCD的测量信号反演悬浮模型位置与姿态的数学原理及其自动测量流程。     

相位恢复镜面检测性能研究

在镜面面形检测中应用相位恢复技术,可以简化测量系统,增强抗震动干扰能力.为确定相位恢复镜面测量系统的性能,从两个方面进行了研究.结合提出的相位恢复测量系统,运用傅立叶光学和几何光学理论讨论硬件对测量范围的限制,确定了CCD像素尺寸与被测镜f数,CCD整体尺寸与被测镜最大像差之间的定量关系.从算法效能角度,采用单因素仿真实验考察算法对镜面误差幅度和频率的适应性.仿真结果表明,表面误差频率在31.4mm附近时算法效率较高,过高或过低都将降低算法的效率;误差幅值的影响不大,镜面误差RMS值大至六个波长,小至百分之波长算法都可以胜任.     

基于FPGA的图像实时压缩系统设计

面对图像信息数据呈现几何级数增长,传统DSP压缩系统难以实时处理。设计了一种基于JPEG2000压缩编码的实时图像压缩系统。系统采用模块化设计,以FPGA为核心控制器,协调采集、缓存、处理和传输等模块工作的顺利进行。采集的图像数据经解码芯片转换,通过FPGA控制进入缓存模块,选用专用芯片ADV212对图像进行数据压缩,压缩比例达到24∶1。试验结果表明,该压缩系统在处理速度、图像压缩等性能上有显著提高,压缩后的图像极大地保留了图像的主观视觉效果,同时保证了系统实时处理的性能要求。     

潜艇多媒体侦察系统的研究

提出了潜艇多媒体侦察系统的工作原理和设计方案,建立了一个基于QDD—10对空导航潜望镜、CCD彩色摄像机和多媒体计算机之上的侦察系统,分析了海上目标图象的退化,并提出了一套相应的图象处理算法。     

基于整体变分和数学形态学的空间非合作目标边缘检测

非合作目标不提供已知的目标标识器和敏感器件,无疑增加了检测识别的难度.CCD相机能够提供大量包含有非合作目标的尺寸、形状、相对位置和相对姿态等信息的高分辨率图像,用常规方法进行非合作目标图像分割时,由于空间环境的影响,使得目标的轮廓线非常零碎,常掩埋在杂乱的背景分割线中.为了克服这种问题,提出了一种保持边界的整体变分方法和数学形态学相结合的方法.先用整体变分方法对图像进行平滑的同时可以最大限度地保留图像中的轮廓、边缘等特征信息以增强目标的边缘,然后采用数学形态学的方法对其进行膨胀、腐蚀以滤除众多的背景噪声.经大量的实验验证,这种方法可以有效地提取出非合作目标的边缘信息,并可滤除大量噪声,为进一步开展非合作目标识别工作奠定基础.     

基于线阵CCD的弹丸图像处理

分析了线阵CCD测弹丸攻角的原理,研究了线阵CCD在弹丸动态测试中的整体图像处理方法,提出一种新的方法:帧相减、局部归一化、二维自适应除噪滤波器和两重阈值复合算法的综合。该方法对复杂环境下的动态CCD图像处理特别有效。     

用神经网络变易有效焦距的摄像机标定法

针对传统摄像机标定中由于像差等非线性因素的影响造成结果精度和稳定性不高且算法复杂的特点 ,提出了用 4层前向神经网络模型变易摄像机横纵向有效焦距的方法。给出了摄像机标定结果和用标定后的摄像机进行三维立体测量的结果 ,并与传统方法作了对比。结果表明 ,基于神经网络的摄像机标定方法可以获得比传统方法更高的精度和稳定性     

基于CCD技术的火控自动复瞄精度测试方法

分析了火控系统自动复瞄精度现有测试方法，提出了一种采用高分辨率的CCD光电系统测试自动复瞄精度的新方法，该方法具有很高的实用价值。     

编队飞机突击单个目标的像素法仿真分析

针对编队飞机对单个目标突击的问题,提出仿真求解其突击能力的思路。求解过程中以蒙特卡洛法为基础,利用计算机像素知识,设计了像素扫描模拟编队飞机对目标投弹问题的算法。算法中建立了目标被弹坐标系,推导了投弹坐标产生公式。通过像素点来模拟弹着点和对搜索区有效像素的统计,得出与实际投弹对应的轰炸结果。由于此方法以真实目标的缩小图为研究对象,并由计算机对像素细致搜索,所以结果精确可信,对我防空部队分析敌方可能采取的突击方案有一定的参考作用。     

高炮随动系统性能测量算法

针对火炮调炮精度检测中存在的不足, 提出了一种基于双目立体视觉的三重交会测量方法,在炮身管上附加球状标志物,利用CCD摄像机获取标志物图像,通过标志物成像的几何投影关系计算球心的三维坐标.为了降低图像识别误差的影响,对投影的识别位置进行拓展和细化,并对球心投影边界进行插值,摄像机光心与插值点连线射线形成了一个锥体,两摄像机的锥体分别与炮台球面相交形成曲面,计算两曲面公共部分的形心,即为球心位置.通过确定球心位置,对炮身管的高低角、方位角进行计算,从而检测火炮调炮的性能.实验证明,该算法简单、快速,具有较高的精度.     

8031构成的线性CCD应用系统

以8031为核心部件,采用软硬件结合技术,构成CCD驱动电路,将CCD对应单元的输出电压直接转换为数字信号送入8031进行处理,省去了复杂的模拟电路信号处理过程,构成了一套实用的线性CCD应用系统。