基于曲线拟合的投弃式剖面仪电感量算法

本文研究的结果,为深海走航投弃式剖面仪在大深度测量的信道分析过程中电感量的计算提供了一种可行的计算方法,对于深海投弃式剖面仪信道分析的研究具有一定的意义.     

基于人脸视频的非接触式心率测量系统研究

心率作为一项重要的生理特征信息,在医疗诊断方面有着不可替代的作用。非接触式心率检测无须与测试者直接接触即可测量出心率,避免了传统心率测量时测试者长时间接触仪器造成的不适,且成本更低,便携性更好。文章提出一种结合ICA和小波变换的算法,对摄像头输入的人脸视频依次进行颜色空间转换、降噪、时频域变换等操作,并搭建了一个基于人脸视频的心率测算系统,针对不同指标设计了多个实验。实验结果表明,系统能够快速实时检测人体心率数据,实现非接触式心率检测,满足心率检测需求。     

基于吸收光谱技术的气流速度测量研究

气体运动速度的非接触在线测量在发动机等高速流场实验研究中具有重要意义。基于吸收光谱技术中吸收谱线的多普勒频移效应,设计并搭建了高速气流测速系统,对经过拉瓦尔喷管加速的高速气流速度进行了实时在线检测。实验选用H2O在1392 nm附近的特征吸收谱线,基于LabVIEW程序进行数据采集与处理得到实时流速。在此基础上,分析了该系统的速度测量极限,为后续系统进一步优化及整体装置的开发奠定了基础。     

船载投弃式仪器信道模型求解方法

船载投弃式仪器工作过程中,信道性能对信号的稳定传输具有重要影响,信道建模及其关键参数求解是信道传输可靠性分析的基础。文中主要采用“准静态法冶对船载投弃式仪器数据传输信道模型的分布参数进行求解。直线段的参数求解采用微积分与经典求解相结合的方法,线轴段的参数求解则根据其实际的物理结构,提出双层电容求解模型。通过试验测试信道参数和时频域响应,在信道工作频率内,理论计算与试验结果一致,说明信道模型参数求解方法的可行性,为后续匹配电路的设计、传输方案的改进提供理论基础。     

光子多普勒速度测量系统的数据处理技术

光子多普勒速度测量（PDV）系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分,旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动体的速度信息。在分析PDV系统测速原理的基础上,分别采用条纹法、短时傅里叶变换法和小波变换法对激光冲击强化实验中自由靶面运动的PDV数据进行了处理。针对其中的去噪、奇异点、小波基的选择等问题,提出了一些独特的处理方法。同时,对3种处理方法的误差、实时性、有效性进行了比较。     

基于图像处理的交通灯检测技术

针对城市交通安全和路口通行效率等问题,研究一种交通信号灯检测的技术。采用亮度分析、图像分割和形态学滤波对采集的图像进行预处理,排除背景干扰;利用RGB颜色空间下的颜色各通道差值分布检测交通灯颜色;最后基于对图像[0°,180°]的Radon变换找出峰值对应的角度,对图像在该角度上分别进行变换,利用形状特征对交通灯进行形状检测。采集自然环境下图像进行试验。结果表明,该算法的正确识别率达到90%以上,是一种较好的交通信号灯检测方法。     

飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量

以激光测速为基础,引入飞秒光频梳,通过鉴相信号处理,研究出了一种高精度的测速方法,理论测量下限低至m/s量级。文中详细分析了飞秒光频梳经运动目标反射后梳齿相位发生变化的原理,建立了较为全面的数学模型并使用MATLAB软件进行了仿真。采用快速傅里叶变换方法对仿真测量信号相位信息进行提取并处理,分别对m/s、mm/s和m/s量级速度值进行了测量,理想情况下测量误差在1 m/s以下。同时,还对做任意运动的目标进行了测量仿真实验,结果表明文中方法还可以还原目标的运动状态。最后搭建了实验装置对mm/s量级的速度进行测量,测量相对误差均在4%以内,验证了此方法的可行性。     

Chirp-Z变换在CW雷达高精度速度测量中的应用

理论分析表明Chirp-Z变换可实现频谱的局部细化,得到较为精确的频率值。针对CW速度测量雷达,提出了一种高精度速度测量方法。该方法结合FFT与Chirp-Z变换,此方法与传统基于FFT的测速方法相比,在运算量增加不多的情况下,可获得更高的测速精度。仿真结果验证了此方法的有效性。     

基于单帧图像的物体面内位移和速度测量

为了实现单帧图像检测物体两个运动状态的目的 ,提出了一种利用隔行扫描摄像机采集单帧图像 测量物体在远动平面内的位移和速度的新方法。隔行扫描方式的摄像机采集在平面内运动物 体的一帧图像, 是由相隔一个场周期时间采集的奇场和偶场图像组成,每个单场图像经过傅里叶变换去隔行 算法处理,获 得与单场对应的帧图像质量相当的去隔行图像。根据物体与背景对光的反射率不同,提取物 体的轮廓获得 二值化模板,计算质心获得亚像素的定位精度,通过标定获得匹配点的空间坐标,进而计算 在一个场周期 时间内的位移和平均速度。对面内匀速运动物体的实验中,被测速度的最大绝度误差为0.35mm/s,相对误 差为0.78%。实验结果证明本文方法的有效性。     

基于小波分析的单个天幕靶速度测量方法研究

提出了用单个天幕靶测量弹丸初速的原理及方法，介绍了测量系统的组成及原理框图；由实弹射击实验获得的天幕靶信号，利用小波变换分析了弹丸穿越天幕靶光幕时产生的电动势，建立了弹丸穿越天幕靶光幕的时间间隔及弹丸初速的计算方法。与双天幕靶弹丸初速测试结果进行了比对，证明了该方法的可行性。     

半导体激光自混合变速测量的离散Chirp-Fourier变换方法

当外部激光被反射回激光内腔时,反馈光与激光器腔内光混合,调制激光器的输出功率和频率,通过信号处理可以得到物体运动的多普勒频率,从而计算出物体的运动速度。基于这种特性,设计出一种激光自混合干涉仪,为了知道该技术是否适用于变速测量,对激光自混合用于变速运动物体的速度测量进行了探索。基于激光自混合三镜腔模型,建立了激光自混合用于变速测量的数学模型,提出了基于该模型的特征参量提取方法,该方法基于离散Chirp-Fourier变换理论。对激光自混合输出信号进行离散Chirp-Fourier变换,变换结果的主瓣坐标反映了物体运动的速度及加速度信息。最后,对该方法进行了仿真分析,在SNR=0 dB和SNR=7 dB的情况下,能较好地获得物体的速度和加速度信息。因此,仿真试验证明:该方法在较低信噪比的情况下仍能有效提取物体的速度及加速度信息。     

一种新的双频激光多普勒测速方法的实验研究

提出了一种新的双频激光多普勒测速方法,利用同偏振的双频激光器作为光源,并用两个线偏振光同时传感物体的速度,可以大大提高最高可测量速度。本文分析这种新方法的原理并进行了实验验证。结果表明,利用这种方法可以实现对高速运动物体速度的高精度测量。     

提高弹载雷达测速精度的方法研究

基于弹载雷达系统高精度目标信息测量的性能需求,本文提出对FFT频谱数据检测结果采用扩展比值插值算法进行处理,以减少目标速度信息测量误差。仿真试验验证了该方法对提高测量精度的有效性,该方法在实际应用中实现了高精度目标信息测量,从而为提高弹载雷达系统性能、实现对目标的精确跟踪提供有力技术基础。     

基于数码相机的大型物体测量方法研究

工业生产中,常常需要对某些物体的几何参数进行检查、测量,以检查是否满足质量要求。本文提出了一种利用数码相机测量大型物体几何尺寸的方法。介绍了测量原理、相机成像模型、标定原理以及畸变情况,通过直接线性变换（DLT）标定相机内部参数,结合透镜成像的知识,对采集到的序列图像进行测量,计算出建筑的宽度和高度。实验证明,该方法能够克服传统测量方式的缺点,并且获得较为准确的结果,满足工业测量的要求。     

用于梳状结构光学测速系统的周期优化方法

为了提高梳状结构光学测速系统的测速精度,采用数学原理研究了梳状结构的间距大小对输出光强信号周期性的影响,通过优化输出光强信号的周期性来提高测速精度,并采用一种结合图像处理选择最佳间距的实验方法,进行了相关的理论分析,对两种不同路面进行了实验仿真验证,得到不同间距下不同的输出光强信号的周期性情况。结果表明,当栅状结构的间距大小与地面特征点大小一致时,得到的输出光强周期性最优,对于普通的柏油和水泥路面,对应到地面的最佳栅状结构间距大小为1.0mm ~1.5mm。     

基于摄像视频分析的降雨量测量方法

提出一种新颖的基于视频的降雨量测量方法。首先 根据雨图亮度变化特征检测雨滴;其次,为解决雨滴离摄像机距离信息未知情况下的雨滴尺 寸估计问题,在雨滴成像光度模型中融入散聚焦因素, 构建了基于亮度差和色彩张量响应特征的散聚焦雨滴判别方法;然后,根据透视成像关系计 算聚焦雨滴的尺寸并根据气象学 雨滴谱的定义来构建观测雨滴谱;最后,为抑制观测雨滴谱中的噪声,采用气象学Gamma模 型拟合观测雨滴谱,并由模型参 数计算降雨量。在不同程度的降雨环境下实验检验算法,并与雨量计记 录数据对比,测量结果较为一致。     

基于多方向像素连续折叠机制与Radon变换的图像加密算法

提出了基于多方向像素连续折叠机制与Radon变换的图像加密算法,从不同的方向、利用不同的像素扩散技术来加密明文,显著消除密文周期性.首先,对初始明文完成均等分割,获取左、右两个子块;引入Radon变换机制,对左、右子块进行0°～180°的Radon变换,获取对应的Radon投影谱图像;利用Arnold映射、引力模型分别混淆左、右子块的Radon谱图像,获取两个子置乱密文,将二者进行组合,输出完整的置乱图像.为了从空间多个方向来扩散像素,设计了4个方向连续折叠机制,利用4个不同方向对应的扩散函数来改变像素值,实现图像加密.实验结果表明,与当前图像加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与抗攻击能力,输出密文的像素分布更加均匀.     

一种地下排水管道流速测量方法

城市地下管网排水系统是整个城市的“血脉”,准确掌握管道水流状况能为制定科学的管理方案提供有效数据支撑。地下管网腐蚀性强、湿度大、毒性重、空间狭小等环境特点,给传统流速测量设备带来挑战。为更好地监测流速情况,设计了一种以0.12 THz频段雷达流速仪,使用透镜天线将雷达电磁波约束在较小的范围内,采用多普勒谱中心频率估计算法计算多普勒频率,结合速度统计滤波法获取稳定可靠的流速测量结果。所设计的太赫兹雷达流速仪具有精度高、体积小、功耗低、耐腐蚀、不受温湿度影响等优点,为地下管网流速测量提供有效可行性方案。