红外焦平面区域选取对辐射定标的影响分析

红外辐射定标是获取目标红外辐射特性的基础技术之一。辐射定标精度对后续目标的辐射特性测量具有重要的影响。针对中波红外辐射定标时探测靶面像元大小的选取,研究了其对辐射定标中系统线性度的影响。基于640×520元中波红外焦平面阵列,选取中心像元、中心100×100区域、中心200×200区域以及全靶面区域进行了研究。在高温段,中心20×20区域的随机误差为5.27%,中心100×100区域的最小误差为0.01%。在低温段,中心20×20区域的随机误差为1.78%,中心100×100区域的最小误差为0.45%。在一定靶面区域内,随着所选靶面的增大,误差逐渐减小。研究结果对红外探测器辐射定标靶面的选取具有一定的工程应用价值。     

目标红外辐射特性测量定标方法研究

阐述了定标工作在目标红外辐射特性测量中的重要作用。分别就调焦类成像设备和非调焦类成像设备的定标方法进行了理论分析,针对不同定标方法的优缺点进行了说明,定标时通常采用0米定标,方便且可同时进行所有像元定标。对目标特性测量时定标温度的选择作了分析,得出结论:定标间隔不变时,定标误差随定标温度呈"W"型规律变化,当定标温度分布于测量温度两侧时,误差有限,因此定标温度通常选择在目标等效黑体温度两侧,且定标温度间隔越小辐射特性测量精度越高。     

基于红外相机积分时间的辐射特性测量精度分析

在进行辐射特性测量时,红外相机积分时间的选取是影响特性测量精度的重要因素。针对该问题,以辐射特性测量实验数据为基础,对同一温度、不同积分时间下的红外图像对比度、信噪比以及辐射特性测量精度进行了分析。结果表明,积分时间通过影响红外图像的对比度和信噪比进而影响了辐射特性测量精度。适当延长红外相机的积分时间,可以增强图像的对比度和信噪比,从而提高辐射特性测量精度。该结果对红外辐射特性测量系统相机积分时间的选取具有指导意义。     

3～5μm红外探测器的辐射定标

在对目标进行红外跟踪测量时,为了得到目标空间位置的同时,获得其红外辐射特性数据,设计了一套红外焦平面阵列探测器的实验室辐射定标系统。以高精度的面源黑体为标准辐射源,对成像范围为3～5μm的中波红外探测器进行了响应度的标定。首先建立定标数学模型,确定定标流程;然后使用线性回归统计模型对响应度曲线进行拟合并评估,针对一般线性最小二乘法对局外点(outlier)敏感的缺点,提出Robust优化算法;最后,在外场对温度和特性已知的目标进行测量,通过实验室得到的响应度曲线和大气透过率参数进行红外辐射特性数据的反演,得到实际测量值与理论值的相对误差小于2%。结果表明,Robust优化算法能有效改善红外焦平面阵列响应度非线性引起的反演不确定度。     

基于最小二乘法的DLT摄像机定标法

摄像机定标是图象处理中的一个关键步骤。DLT（直接线性变换法）是一种简单快速的摄像机定标方法，可以应用在许多场合。文章叙述了DLT的原理，并给出了基于最小二乘法的计算过程。     

自适应加权最小二乘法在中波发射机阻抗测量与匹配的应用

本文提出了一种基于自适应加权最小二乘法的复平面阻抗测量校准与匹配方法.该方法通过加权系数的自适应变化改变代价函数及其梯度,使得测量结果误差渐近式地缩小,并且网络实际阻抗逼近50欧姆匹配点.     

最小二乘法分段拟合红外测距系统

为了提高测距的红外测距的精度,提出了以MSP430F149单片机为控制核心,红外线发射接收模块为传感器,通过测量红外发射管发出的红外线反射的光线强度来测量距离。此系统将测量的光线强度转换为电压信号,并测得电压信号和距离的对应关系,最后通过最小二乘法进行分段拟合,得到电压信号和距离的关系式以实现测距。该红外测距系统误差达到1 mm,可以广泛近距离测距和汽车防撞系统中。     

基于加权最小二乘法的空间目标模拟器平面度测量与补偿研究

为减少空间目标模拟器负载台运动轨迹平面度 的测量误差,提高平面度的测量精度,以空间目标模拟器作为研究对象,通过物理建模和数 值计算定量地 分析了误差源,提出根据测试点坐标残差构建权值,采用加权最小二乘法拟合最佳平面,以 点面距离和二 面角作为评价指标进行平面度评定的新方法。在以激光跟踪仪为工具的非接触测量实验中, 依此方法对模 拟器负载台平面度进行校准,平面度精度达到0.4mm,二面角相比非 加权方法降低1个数量级。实验结果 表明在3m×2m的空间范围内,本文的校准和数据处理方法能够保证平面度的测量精度。     

基于加权最小二乘的红外热像仪的标定

目前,人们在对红外热像仪进行辐射标定时,普遍采用精度不太理想的最小二乘法.为减少热像仪的系统随机误差、环境波动和黑体温度不稳定等因素对标定结果的影响,提高标定模型的精度,建立了基于加权最小二乘的红外热像仪标定模型,并分别基于加权最小二乘法与最小二乘法进行了标定实验和辐射测量实验.实验结果表明,基于加权最小二乘的标定模型的拟合精度更高,其在辐射测量实验中的平均测量精度比基于最小二乘的平均测量精度提高了2.3％.基于加权最小二乘的红外热像仪的标定具有较强的实用价值和一定的借鉴意义.     

加权最小二乘估计中加权系数的确定

简要地对最小二乘估计进行了介绍，通过深入分析加权最小二乘估计，引入了“矩阵型”的许瓦兹不等式，并对该不等式进行了证明，在该不等式的基础上，详细分析了在估计的误差方差达到极小情况下的加权矩阵。通过本文的分析，为加权最小二乘估计提供了详细的分析过程和正确的估计公式     

用于机动车尾气检测的NDIR传感器的加权定标方法研究

非分散红外（NDIR）气体传感器是机动车尾气CO和CO2检测系统的核心部件,一般使用定标的方法来计算待测气体的浓度。针对传统定标方法生成的定标曲线在低于CO和CO2满量程10%范围内的拟合优度不能满足实际使用要求的问题,提出了一种基于最小二乘加权拟合法的定标方法,通过对低浓度点赋予更大的权重和增加定标点的数目来改善定标曲线在低浓度范围内的拟合优度。采用该方法的定标结果表明,定标曲线在整个量程范围内的定标误差均小于2%。所提出的定标方法具有较高的应用价值。     

基于绝对辐亮度计定标的积分球紫外光谱辐射特性研究

针对积分球开口光谱辐射特性测量的复杂性及紫外波段标准光源不确定度大的缺点,构建了一种基于紫外标准探测器的高精度绝对辐亮度计。用所构建的绝对辐亮度计,以3个波长为例,标定积分球开口光谱辐亮度,修正了250~400 nm波段积分球开口光谱辐亮度曲线。同时,利用该绝对辐亮度计对积分球输出稳定性、积分球开口均匀性以及朗伯余弦特性进行了全面测试。积分球开口3个波长280,313和352 nm处光谱辐亮度定标合成标准不确定度分别为3.2%,3.0%和3.0%,积分球输出稳定性、开口均匀性以及朗伯余弦特性3个波长处合成标准不确定度分别为1.7%,1.6%和1.6%。不确定度分析表明用绝对辐亮度计研究积分球光谱辐射特性与传统的积分球光谱辐射特性研究相比方便可行且精度更高。     

采用归一化最小均方误差准则的LM-BP算法

传统神经网络通常以最小均方误差(LMS)或最小二乘（RLS）为收敛准则,而在自适应均衡等一些应用中,使用归一化最小均方误差（NLMS）准则可以使神经网络性能更加优越。本文在NLMS准则基础上,提出了一种以Levenberg-Marquardt（LM）训练的神经网络收敛算法。通过将神经网络的误差函数归一化,然后采用LM算法作为训练算法,实现了神经网络的快速收敛。理论分析和实验仿真表明,与采用最速下降法的NLMS准则和采用LM算法的LMS准则相比,本文算法收敛速度快,归一化均方误差更小,应用于神经网络水印系统中实现了水印信息的盲提取,能更好的抵抗噪声、低通滤波和重量化等攻击,性能平均提高了4%。      

基于加权最小二乘的宽带波束形成算法

宽带波束形成技术是阵列信号处理研究的一个重要方向。基阵对信号的响应特性随频率而改变导致通过基阵的宽带信号产生波形畸变。恒定束宽波束形成可以实现在信号带宽内基阵波束图主瓣宽度保持恒定。主要研究基于加权最小二乘的恒定束宽宽带数字波束形成方法及其实现,MATLAB仿真实验表明算法的正确性和有效性。     

最小二乘法测向技术研究

最小二乘法广泛应用于工程实践中,利用最小二乘法处理测向数据,可充分利用所有的相位测量信息,得到很高的测向精度。论文推导出了最小二乘法测向基本公式,并根据公式,论述了最小二乘测向算法的硬件实现技术。文中所述的测向技术和硬件实现技术,具有算法实现简单、测向精度高等优点,具有一定的工程应用价值。     

一种基于最小二乘的K-分布参数估计方法

提出了一种基于最小二乘的K-分布参数估计方法,并利用仿真对该方法进行了验证。这种方法利用变量替换将杂波矩量和分布参数之间的关系转换为线性函数,然后通过最小二乘方法求解线性超定方程组获得K-分布参数的估计,这样能够避免常规矩量法在处理实际杂波数据时由于数据长度和噪声所导致的错误估计的发生,利用最小二乘法提高了估计精度。