拉索模型模态参数识别的实验研究

基于高速摄影成像技术,利用改进的数字时间序列图像相关方法,测定了自由振动状态下拉索模型的模态参数。该方法具有实验装置简单、全场非接触、无附加质量、无附加阻尼、测量频率和位移范围可调等优点。采用高速CMOS摄像机及其计算机处理系统,实时获取拉索的振动图像,基于VC编制时间序列图像相关软件自动对序列图像进行相关运算,获得其位移-时程曲线;利用小波分析的方法确定拉索的固有频率和阻尼比,实验结果与理论分析结果吻合得较好。测试及分析结果表明:该方法为拉索模型的模态参数识别提供了新的途径。     

甲烷-空气混合气燃烧过程的高速摄影测量

采用高速摄影方法测试了圆柱形聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)管道内当量浓度甲烷空气混合气燃烧火焰传播过程.建立了准确的数学模型和测试系统,利用Matlab对高速CMOS相机采集到的视频进行图像处理和数据计算,绘制了火焰锋面传播速度的变化曲线,清楚地再现了甲烷空气混合气燃烧过程.通过分析火焰锋面传播速度变化曲线,得到当量浓度...     

电源和驱动时序可调整CMOS成像系统的实现

从电源和驱动时序两方面入手,对影响CMOS图像传感器LUPA-4000成像质量的各种因素进行了分析.在此基础上,设计并实现了一套基于FPGA和ARM的具有参数调整功能的成像系统.LUPA-4000工作中需要调节的7种电源,采用了可调电阻与相应电源芯片相结合的方法进行设计.调整LUPA-4000驱动时序所需的多个参数首先在PC机中进行设置,然后通过基于ARM的以太网传输至FPGA.实测显示,该成像系统操作灵活、可扩展性强,能够对LUPA-4000驱动时序中多种参数进行精确的调整.本文对在实现该成像系统中需要解决的三个主要问题:硬件电路中可调电源的设计、参数的设置与传输方法以及LUPA-4000驱动时序的FPGA实现,都进行了详细的描述.     

一种三维图像处理系统的FPGA与DSP实现

三维图像信息处理系统在传真、远程加工、快速成型等方面有着重要的实际意义,基于FPGA与DSP的实时三雏图像处理系统利用xilinx公司的FPGA芯片和ADI公司的高速DSP处理芯片构建了三维图像处理硬件系统,借助DSP的高速运算性能和优化的DSP代码,实现了系统的软件设计。基于FPGA与DSP的实时三维图像处理系统为三维图像的处理提供了一种更加实用的解决方案。     

地下核爆炸卫星监测关键技术

为有效利用成像卫星监测地下核试验,对其卫星图像特征和遥感识别模式进行了归纳和总结.基于对地下核爆炸前后爆心目标区域TM图像相关性与参考背景区域的对比分析,得出地下核爆炸的光谱异常现象在可见光波段更为显著等重要结论,提出了"区域图像相关比"的地下核爆炸检测判据,该判据对于原本较为隐蔽而不易被发现的平洞核爆炸试验的检测识别特别有效,且能减少虚警事件.图像融合、主分量分析( PCA)、差分合成孔径雷达干涉测量(D-In SAR)、高光谱等其它技术以及GIS数据库,对地下核试验的卫星监测也很有用,卫星核查是一个高度复杂的综合决策过程.本文对上述问题以及卫星核查技术的未来发展也进行了简要讨论.     

基于CCD的参数检测仪光辐射检定系统设计

为了满足参数检测仪光辐射参数检定需求,弥补使用标准电视测角仪进行计量带来的量值传递不明和无法溯源等缺陷,提出了一种系统设计思路。借鉴标准电视测角仪的检定思路,通过数据及拟合图形验证其与感光器件的可替代性。将感光器件与积分球系统有机结合,通过对量值传递和溯源的描述,按照设计思路对系统进行了定标,对定标结果进行了展示,并对结果使用进行了阐述。对参数检测仪进行了试计量,结果显示系统能够完成参数检测仪的计量,完全符合设计思路的计量检定构想。系统建成以后,能大大提高参数检测仪光辐射参数检定的效率和准确性,对装备研制、维修和日常检定具有重要意义。     

基于静电感应的引信目标探测传感器研究

针对复杂干扰环境中传统引信目标探测系统无法稳定工作的问题,探讨了一种新型目标探测体制.基于静电感应基本理论,建立了静电引信探测传感器模型,设计和制作了高灵敏度的静电引信探测传感器和微弱信号检测电路.在实验室环境条件下对探测系统进行实验研究,结果表明:理论分析和实验结果趋于一致;输出电压与系统增益、目标电荷、相对速度和距离相关;所设计电路能够满足引信的探测要求,可对静电引信目标探测系统在复杂环境下的工程化设计提供参考.     

光辐射量值传递系统的建立与新发展

光辐射计量以其独有的特性被广泛的应用于各行各业，从近期的国际比对来看，光辐射参数的计量测试占有相当重要的地位，参数涉及越来越多。从最初的坎德拉到应用广泛的温度、功率及辐射照度等，体现了光辐射计量技术快速发展的同时，也体现了光辐射技术在各个领域的广泛应用。本文主要介绍以探测器为基础的新型的光辐射量传系统，该系统主要以低温辐射计为基准，以各种标准探测器、辐射计等为传递标准对辐射的各个专业进行量值传递，并简要说明了现阶段光辐射计量面临的新问题及其新的发展方向。     

基于图像处理的单张纸胶印机对角线套准及自动控制系统

介绍一种基于图像处理的单张纸胶印机的对角线方向套准及自动控制系统,对印版的测量标记进行图像识别和分析,得到与产品图像质量相关的参数,并利用测量标记产生的误差,通过步进电机对印版滚筒进行调节,达到理想的印刷效果.     

随机参数高速电梯轿厢系统共振可靠性灵敏度研究

针对高速电梯轿厢系统制造安装过程中误差使系统设计参数具有随机性问题,以实现轿厢系统共振可靠性灵敏度分析为目标,基于摄动技术导出轿厢系统固有频率与随机参数间关系式,分析参数随机性对固有频率影响;据振动稳定性准则构建基于激振频率变化的高速电梯轿厢系统共振失效功能函数,采用灵敏度技术导出轿厢系统共振可靠性灵敏度表达式,并进行灵敏度分析。结果表明,考虑参数随机性时轿厢系统固有频率存在分散性;取相同变异系数时导靴系统刚度及导轮安装位置对轿厢系统共振可靠性影响较大。该结果可为高速电梯轿厢系统防共振设计、安全评估提供参考。     

Geometric centre tracking of tagged objects using a low power demodulation smart vision sensor

In this study, a modulated light detecting smart CMOS image sensor is presented. The design has the ability to sense asynchronous signals transmitted from electronic markers such as flashing light emitting diodes (LEDs) tagged on moving objects. The geometric centre of the detected region is returned as the output result. With the presented sensor, object localisation and position detection functions are simplified, performed at higher speeds in real time and power requirement is reduced. The sensor in-pixel processing filters out the background image data, detects the modulated marker regions and projects the extracted region on the two axes, while the geometric centre extraction units placed at each axis identify the coordinates assigned to the marker. The design presents less sensitivity to object texture compared with techniques based on edge extraction or binarisation. The sensor has been designed as a 64 x 64 pixel VLSI CMOS chip in the 0.35 μm standard CMOS technology and analysed in the presence of mismatches and noise. Issues such as sensor array scalability, speed and power dissipation are also examined in this study and features of the sensor are reported and compared with some previous designs.     

CMOS像传感器光饱和效应研究

图像传感器在光学测量中具有重要作用,随着光源光强的提高,图像传感器处于饱和光强的情况越来越多.因此本文通过采用激光辐照CMOS像传感器的方法,研究了CMOS像传感器的饱和效应,明显观察到高光强使得图像灰度由亮变暗现象.该研究可以为高光强测试以及相机设计及后续图像处理提供参考.     

LIP多重微区域分解算法扩展数字图像动态范围

CCD/CMOS 图像传感器的饱和电流和背景噪音使得一次曝光很难超过 60-80dB 的动态范围。用 LIP(Logarithmic image processing)模式将图像转换为灰色调函数,再将基于 LIP 模式的非线性多重微区域图像分解算法进行改进,可以适应不同亮度的单幅图像处理,提高了可分辨信息量和图像对比度,同时抑止了噪声。质量评价显示,该算法能将 MOS 等级四的源图像提高到等级一。     

A 3.2 kHz, 14-Bit Optical Absolute Rotary Encoder With a CMOS Profile Sensor

We have developed a 3.2 kHz, 14-bit optical absolute rotary encoder system using a profile sensor and a slit disc. The profile sensor, which we have designed for this purpose, is a unique CMOS area image sensor aimed at high-speed position detection of X and Y axes. Y axis profile data from the profile sensor is used for recognition of an index code on the slit disc, and X axis profile data is used for position detection of the index code. This combination of two-axis information enables high resolution even with a small number of index codes (64 indexes) and a small amount of digital calculations. Experimental results show that this system can detect rotation with an angular resolution of 14 bits (0.022deg) and a maximum detection speed of 3.2 kHz.     

Image Processing Vision Systems: Standard Image Sensors Versus Retinas

To decrease the computational complexity of computer vision algorithms, one of the solutions is to achieve some low-level image processing on the sensor focal plan. It becomes a smart sensor device called a retina. This concept makes the vision systems more compact. It increases performances thanks to the reduction of data flow exchanges with external circuits. This paper presents a comparison relating two different vision system architectures. The first one implements a logarithmic complimentary metal-oxide-semiconductor (CMOS)/active pixel sensor interfaced to a microprocessor, where all computations are carried out. The second involves a CMOS sensor including analog processors allowing on-chip image processing. An external microprocessor is used to control the on-chip data flow and integrated operators. We have designed two vision systems as proof-of-concept. The comparison is related to image processing computation time, processing reliability, programmability, precision, bandwidth, and subsequent stages of computations.     

单片机处理信号的自动聚焦系统

介绍一种基于单片机信号处理的自动聚焦系统。通过对CMOS图像传感器输出的视频信号进行模拟滤波，单片机采样、分析、控制马达转动镜头至对焦清楚的位置。该系统具有功耗低、小型轻便、聚焦快等特点，可以应用于许多信息家电和一般工业控制场合。对系统关键技术进行了分析讨论，并给了实验结果。     

FPGA图像采集系统研究与设计

设计了一种基于FPGA与DDR2SDRAM的图像采集显示系统,该系统采用Xilinx公司Spartan-6系列的FPGA作为主控芯片,利用高带宽数据、大容量的DDR2SDRAM存储器实时地对CMOS数字图像传感器OV7670图像数据进行缓存,最后图像数据通过TFT LCD液晶显示屏实时显示出来.实验结果表明,设计并实现的图像采集系统不仅运行稳定,而且图像显示效果较好.     

基于白色与黑色像素区域相间明显的快速边界获取的方法

在实现工业机器视觉系统时,边界获取成为必不可少的一环。为了提高边界获取的速度和生产效率,介绍了一种边界获取的简单有效的新方法,该方法是基于白色与黑色像素区域相间明显的条件下提出的。方法的主要思路是通过计算连续黑白像素宽度及相关处理,获得边界。该方法检测目标时快速,稳定;通过选取不同的像素宽度阀值,可以方便地检测出相应的不同的边界。此方法适用于处理速度要求非常高的工业机器视觉中特征边界的边界获取。     

科学级CCD相机在星敏感器中的设计与应用

星敏感器通过探测天球上不同位置的恒星来确定航天器的姿态。星相机是星敏感器的成像系统。虽然近年来CMOS成像技术快速发展,但在科学级成像领域,特别是星敏感器应用中,CCD技术较成熟。本文的研究目的是研究一种探测能力强、数据更新快的用于星敏感器的成像系统。文中主要研究了基于TH7888A科学级CCD传感器的星相机的设计和应用,说明了CCD工作原理,详细分析了该种CCD传感器的星等探测灵敏度,论述了CCD星相机的设计方案。并用成像实验、动态范围测试、星等探测能力实验等实验验证了所设计的相机的性能。设计的星相机可以用给定的小型光学系统在60 ms以内的积分时间探测6等星,相机可达到10帧/秒的图像数据更新频率,满足短积分时间进行快速星光成像的要求。     

金标试纸条的三聚氰胺定量检测仪的研制

为了实现对乳制品中三聚氰胺的快速定量检测,研制了一种基于CMOS图像传感器的便携式金标试纸条定量检测仪.依据纳米金颗粒的吸收峰波长及CMOS器件的光谱响应,选择绿光LED作为系统照明光源,通过CMOS采集试纸条反应区域的光强分布得到检测带吸收特征峰曲线.利用特定算法对图像原始数据进行处理,从而有效降低了由于光电、生化和外界因素对系统检测的影响.建立被检测物浓度与检测带曲线特征值的函数关系用以确定样品中目标被测物的浓度.使用该金标检测仪对滴加有三聚氰胺标准样品的金标试纸条进行检测,在质量浓度为10⁵00ng/mL范围内具有良好的线性响应特性,相关系数R2>0.92.对同一金标试纸条各进行10次重复测量,变异系数小于2.5%,说明仪器具有响应快、高灵敏、便携等特点.