光幕靶用大动态范围信号处理电路设计

为提高光幕靶测速精度和弹径适应范围,设计了一种光幕靶用自动调节增益的对数放大电路,扩大信号处理电路的测试动态范围。论文分析矩形探测光幕和扇形探测光幕两类典型光幕靶式光幕工作原理,分析弹丸过幕信号幅值与弹丸直径和过幕位置之间的关系。依据对数放大电路特性设计了基于TL441芯片的电压型对数放大电路和LOG112芯片的电流型对数放大电路,对设计的电路进行对数放大特性和动态范围进行测试。试验结果表明,设计的信号处理电路的输入输出信号幅值具有对数特性,其动态范围可达31dB,提高了光幕靶的测试动态范围,满足各口径弹丸的速度测量。     

立靶光幕探测性能分析与弹丸信息提取研究

交汇立靶测量系统可以实现飞行弹丸的速度、着靶坐标测量,是靶场测试中不可缺少的测龟装置,然而,由于交汇立靶中的倾斜光幕存在,致使飞行弹丸在穿越光幕过程中的输出信息不一致,影响了测量精度;基于立靶测最系统原理,分析了立靶光幕的光学探测性能;从光学探测方面,研究与分析光幕幕厚、作用距离与光电探测输出信息的关系,并根据交汇光幕布阵的几何特点,提出采用相关算法对飞行弹丸穿越光幕信号的时刻提取,减少光幕幕厚不一致产生的计时误差,提高系统测量精度.     

弹丸过靶时间提取的算法研究

针对测速系统中弹丸过靶时间提取算法影响测试精度的问题.在介绍激光光幕测速系统的基础上,讨论了弹丸过靶时间提取的斜率计时法、峰值一半计时法、手动计时法等.分析了过靶波形基础上,提出了计算弹丸过靶时间的相关算法,经论证相关算法方法较常规方法计算更加准确.并且可以提高测试系统的抗干扰能力.     

高速物体速度测量反射式光幕光电性能研究

在使用区截装置的测速系统中,为了扩大靶面面积,适用于大口径的高速飞行物体的速度测量,系统采用没有反射装置的光幕做为靶面.通过理论分析了光幕探测距离的影响因素,并通过实验验证系统的实际探测性能,系统在距离镜头1300 mm处,形成一个半径为400 mm的圆形有效探测区域,面积为0.502 m<'2>.在这个范围内,直径大...     

单个线圈靶速度测量分析

建立了磁化弹丸的磁偶极子模型 ,分析了弹丸沿轴线穿越线圈靶时线圈靶产生的感应电动势 ,并由此提出了可利用单个线圈靶测量速度的观点 ,最后通过磁化弹丸的自由落体运动实验验证了单靶测速的可能性并分析影响单靶测速准确度的因素     

多线阵光电立靶弹丸攻角测量

基于立靶坐标交汇测量原理,介绍了传统单线阵CCD立靶系统,并对单线阵CCD立靶系统中弹丸攻角测量方法进行了分析,指出了其中存在的扫描帧频不足和弹头、弹尾着靶点距离误差的问题.在此基础上,提出了一种新的多阵列光电立靶测量系统的布设方法,利用6个交汇列图像在空间交汇组成光幕阵列,根据飞行弹丸穿越不同光幕阵列的时刻和多光幕立靶系统结构参数,提出了一种新的计算弹丸攻角的方法.利用多线阵光电立靶测量系统巧妙地避免了弹头、弹尾着靶点距离误差对测量结果的影响,保证了测量精度,降低了系统成本.     

战斗部破片光电测速系统设计

战斗部破片的飞行速度是体现其性能指标的重要参数。针对目前在战斗部破片速度参数测试中存在对测试环境要求高,测试面积小,设备结构易被破片误击而损坏,成本昂贵等问题,设计了非接触式战斗部破片光电测速系统,包含原向反射膜,反射式光电探测装置,光电转换电路,信号处理电路及测速装置;阐述了系统结构组成和测速原理,通过反射式光电探测装置与光电转换电路,将得到的光信号转换为电信号,利用集成信号处理电路对电信号滤波放大,比较整形处理,由FPGA,STM32及其他外设组成的测速装置自动处理数据输出并显示战斗部破片的飞行速度结果;实验结果表明：该系统能够可靠,稳定地完成战斗部破片速度的测量任务;与传统测速系统相比,具有不受限于环境,测试区域大,易维护,低成本,操作简单等优势。     

线圈靶动态特性分析与补偿

弹丸水下运行时弹道远不如空气中稳定,线圈靶作为其测速的区截装置如果半径太小,则容易捕捉不到信号或被弹丸打坏;半径太大其动态响应又相对太差.分析了线圈靶的动态特性,并给出了大半径线圈靶的补偿方法,试验证明:该方法可行.     

基于高速摄影图像的轻气炮弹速测量研究

目前对轻气炮弹丸测量的方法通常采用磁测速、激光遮断测速两种方法,这两种方法受到弹丸材质、尺寸、弹前激波等影响时易导致测量结果失效;针对此类问题,提出了一种可靠性更高的基于高速摄影图像模板匹配的轻气炮弹丸速度测量方法;利用高速摄影相机、辅助光源、刻度标尺等组成高速弹丸摄影系统,设置高速弹丸拍摄方案,得到轻气炮弹丸在观察室运动过程的高速摄影结果;采用弹丸目标模板匹配的方法对摄影结果进行计算,得到弹丸运动过程中的位置信息从而得到弹丸速度;将计算结果与激光遮断测速方法得到的速度值进行了对比,满足试验要求,证明了该方法既能可独立作为轻气炮发射弹丸测速手段,也可为现有测试手段提供有效校核.     

战斗部破片速度测量方法综述

介绍了目前破片速度测量方法的发展及主要技术手段,包括两大类:一类是接触式测量,如网靶、铝箔靶等;一类是非接触式测量,如线圈靶、天幕靶、光幕靶、高速摄影法,并对各技术手段的优缺点进行了对比分析,重点探讨了战斗部破片速度测量方法存在的问题,最后对战斗部破片速度测量方法的发展方向进行了展望。     

Real-Time Range Measurement Device for Three-Dimensional Object Recognition

This correspondence describes a real-time range measurement device for detecting the range, shape, and position of a three-dimensional object by a light stripe projection method. The device consists of a light stripe projection unit, a light stripe scanning control unit, a TV camera, a signal processing unit, and a microcomputer. While a laser light stripe is projected and scanned on an object at a high speed, range measurements and their calculations are done with special hardware. Range data are obtained by triangulation. This device can detect the range and shape of the object placed in a 60 cm square area at a distance of 100 cm in 490 ms by 48 × 50 points. The measurement accuracy of the device is ±2.0 cm. A sorting system for machine parts using this device has also been developed. By use of a unique range gating method, the system can discriminate three types of machine parts on a conveyor belt in 4.0 s.     

基于图像处理的划线激光笔系统设计

论文设计一种划线激光笔系统,通过USB摄像头拍摄投影屏,编制软件采集图像并进行处理,检测出激光笔在屏幕上的亮点位置,在屏幕上绘制亮点的轨迹线,使教师能够操作激光笔在投影屏上指示时能够留下痕迹,起到较好的指示作用。系统设计红光和绿光组合的激光笔,在摄像头前设置可通过绿光的滤光片,实现激光笔发射绿光时系统划线,而发射红光时则不划线的功能。系统可以增加演讲的交互性,使讲解更加生动。     

隧道裂缝自动识别性能影响因素研究

在室内环境下,利用混泥土试验模块,设计一种基于互补金属氧化物半导体（ CMOS）传感器件的装置来进行隧道裂缝自动识别试验。将裂缝图像灰度值分布作为衡量自动识别的重要指标,分析有效像素、检测距离、光照强度等因素对自动检测性能的影响。模拟试验结果表明：有效像素和检测距离对图像分布的特征影响不大;有效像素增大,检测距离减小,相应的检测性能增加;光照强度不仅对裂缝图像灰度分布特征影响大,对自动检测性能也有显著的影响,光照强度过高或过低都会影响检测性能。     

Laser display with single‐mirror MEMS scanner

Abstract— While arrayed DMD and LCD microdisplays are well‐established approaches for visualization tasks, image‐forming laser scanners are an emerging technology used to build miniaturized projection displays. A directly modulated RGB‐laser module consisting of diode lasers for red and blue and a frequency‐doubled semiconductor laser for green with color combining optics form the light source for the laser scanner have been developed. Subsequent beam‐shaping optics suppresses unwanted stray light and enables optimum illumination of the scanning mirror. The MEMS device features a single scanning mirror oscillating in two directions in resonant mode. This requires appropriate data delivery realized by a custom‐made driving logic, which converts the pixel stream originally arranged in rows and columns to the Lissajous‐like spot trajectory on the screen. Additionally, the increased image brightness at the vertical and horizontal borders of the field of view (FOV) is also compensated by the modulation of laser power. Theoretical investigations of the resulting maximum achievable system transmission are presented. Different systems, such as an extremely miniaturized monochrome projection head with an integrated diode laser and a full‐color projector have been realized. Important problems to be tackled are fast analog modulation of the laser power with high resolution and improved suppression of stray light and speckle.     

电磁曲射炮实验装置的设计与实现

为满足实验教学和电子爱好者的需要,提出了一种电磁曲射炮实验装置的设计与实现方法;首先给出了基于单片机的电磁曲射炮实验装置整体功能和发射机构分析和计算依据;然后设计了电磁炮子系统的硬件实现电路以及控制方法;采用OPENMV摄像头模块识别标靶方向,利用TFmini激光传感器进行标靶的距离测量,选择CDS5500总线式闭环控制舵机精确控制水平方向角和仰角;设计分段二次多项式拟合仰角和发射炮弹距离的二次函数关系来实现精准发射;该装置具有向固定位置发射、自定义位置发射、自动瞄准模式和弹仓装填等几种工作模式;经测试在射程设定为240 cm时,该装置射击平均误差为1.125 cm;最后通过实验证明了本实验装置的可行性和有效性.     

基于视觉的移动设备屏幕提取与规范化方法

为了解决照片中移动设备屏幕图像的获取问题,提出了一种基于视觉的移动设备屏幕图像提取与规范化方法。首先使用轮廓识别算法对原始图像进行边缘检测,获得包含设备和手部的轮廓;其次,通过种子填充法从轮廓得到设备和手部的填充区域;接着在原始图像上使用基于颜色空间的皮肤检测方法得到手部区域,再与之前得到的填充区域做减运算,以得到独立的设备区域;然后再在独立设备区域的轮廓上做多边形拟合,得到设备的四个顶点;最后通过透视变化得到规范化后的设备屏幕图像。实验表明,该方法在背景不复杂且设备作为主体的照片环境下具有较高的准确率。     

光催化降解废气过程中紫外辐射照度模拟和优化

为在光催化设计中合理布置紫外灯,减少光在传输过程中的损失,概括总结径向辐射模型、多点源叠加近似辐射模型和离散坐标辐射模型等3种经典的紫外辐射物理模型;基于离散坐标辐射模型模拟某公司生产的光催化氧化废气处理装置的紫外辐射照度;通过调整灯管布置距离改变光强分布,并拟合光催化单元和光催化网表面的平均紫外辐射照度随灯管布置距离变化曲线.结果表明,距离参数在55～65 mm时,该光催化反应装置的光能利用率较好;紫外灯的合理布置可有效提高光能利用率.     

High frequency scanning response of an APD photocurrent for laser range finder

In this paper, the scanning response of the photocurrent emitted by a large area avalanche photodiode (APD) is studied for a 3D laser camera. This 3D camera is based on a phase-shift laser range-finder to measure distance from 1 to 20 m. To obtain a large field of view of the optical head, a large area APD working as an optoelectronic mixer is used. Photocurrent response versus light spot position above the APD active area is analysed for high frequency measurements. Optoelectronic mixing permits to measure the scanning response phase of the internal photoelectric current. Moreover, it is demonstrated that the signal phase depends on the photoelectric gain. Signal-to-noise ratio and distance measurement error for the 3D camera are then discussed.     

基于激光阵列的运行车辆宽度投影轮廓在线测量方法

提出一种基于激光阵列投射与相机相结合的运行车辆宽度投影轮廓在线测量方法，利用龙门架顶端近红外激光器阵列向下垂直投射激光点，激光器阵列左右两侧各布置一台相机，实时拍摄地面上被测运行车辆遮挡后的光斑，通过对地面光斑投射情况的分析，采用图像分割、区域标记算法分割光斑区域，采用区域面积周长约束算法去除干扰区域，进一步采用质心配准算法提取边缘数据，分析计算得出车辆宽度，实现了运行车辆宽度投影轮廓的精确测量。现场测试实验结果表明，所提出的方法对运行车辆宽度投影轮廓的测量误差＜1％，平均耗时低于10 s。与传统扫描式红外激光光幕的测量方法相比，所提出的方法具有安装结构简单、测量精度高、响应快、抗环境污染能力强、硬件成本低等优点，可直接应用于高速公路入口、汽车检测站等场景，为未来基于大数据的高速公路车辆管理、车型识别等提供有效技术手段。     

激光引信收发视场测试及数据处理

要批量生产导弹激光引信,就要快速测试激光引信的各种测量参数。使用通常方法,完成各项测试所需时间较长,不利于批量生产激光引信产品。为了快速获得发射视场与接收视场的各项测量参数,针对采用宽光束的激光引信,本文采用激光引信收发视场的一次测量,根据所得测试数据,进行数据处理的方法。由测试数据可以计算出收发视场的匹配系数,并推导了在已知目标反射率和面积情况下,计算引信作用距离随视野分布所用的公式,可以避免实际测量带来的耗时。通过的实验验证,发现理论计算值基本与实际测量值的误差较小,可以认为它们基本相同。利用该计算方法可以在实验室测试引信收发组件后,快速计算出每套引信窗口的作用距离曲线,可以避免和减少实物测试的麻烦。