多CCD拼接相机系统中畸变误差研究

光学畸变普遍存在于高精度光电测量设备系统中,是影响系统测量精度的一个重要因素.在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统畸变误差模型,同时提出了测量该系统中畸变误差的方法以及修正方法.大量实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该方法可行且对其他光电测量设备有参考价值.     

CCD立靶操作误差的改善方法研究

CCD立靶在应用中,光幕对准与靶距测量等都是现场布靶时人工操作完成,传统的设备和方法精度较差,影响了系统的测量精度。通过研究操作不慎对测量精度的影响,将操作误差转化为CCD对弹丸成像位置的偏差,推导了带有偏差的成像位置计算公式,针对光幕对准与靶距测量问题提出了激光测距仪双向对准靠平测距法,试验结果表明,采用该方法后系统...     

激光与可见光系统光轴平行性检测

介绍了一种利用CCD器件测量激光测距系统与可见光系统光轴平行性的检测方法.通过精密调整CCD靶面中心与十字分划板中心的共轭关系,使两者同在光轴上,形成同一测量基准.测量时,被检仪器可见光系统视场中心时准十字分划板中心,激光测距机发出的激光束汇聚到CCD靶面上,通过测量激光光斑偏离靶面中心的量计算出光轴的平行性误差.简要介绍了激光光斑重心的算法,通过对光斑图像的预处理,提高重心的计算精度.最终通过实验验证了该方案的准确性,测量精度达到5".     

基于CCD的聚焦光斑能流密度分布测量系统的研制

设计并研制一套旋转抛物面聚光器聚焦光斑能流密度分布测量系统,采用朗伯靶和CCD照相机的非直接测量方法,摄取焦平面和各个离焦面的能流密度分布图,由计算机保存并对图像进行处理.介绍了系统的标定方法,给出焦平面处的光斑分布图,并与蒙特卡罗方法计算结果相比较,最后对系统的主要误差源进行分析,实验结果表明:能流密度总测量误差为6.85%.     

CCD交汇测量系统布站方式的精度分析

采用空间光幕代替纸靶来实现对弹丸目标立靶坐标的实时获取。在分析了CCD相机的精度与结构参数精度对交汇测量精度的影响后，对两相机像面上不同位置点在靶面上的交汇坐标测量结果进行了仿真计算，最终给出了最优的布站方式及测量系统的最大误差。仿真结果证明CCD相机光轴正交时系统具有最高的测量精度。     

声阵列与光探测组合测试弹着点坐标的研究

在立靶密集度测试中,为构建更大的测试靶面(10m×10m),且要求测试系统具有较高的精度,在声探测阵列中增加了光探测器,组成了一种新的测量模型。该模型既具有声阵列能构成巨大测试靶面的特点,又通过引入光探测来提高测试系统的精度。推导了该模型的测量公式,并进行误差分析和仿真,得到了x坐标误差为5mm、y坐标误差为15mm的理论测试精度。     

采用CCD 相机测量目标靶形心位置精度的方法

利用CCD 相机完成对目标靶形心位置精度的测量后,需要对其测量精度进行验证,提出了一种通过测量目标靶图像特征点到形心位置的距离偏差来对测量精度进行验证的方法。介绍了利用CCD 相机对目标靶形心位置进行测量的原理。为了对形心位置测量结果进行验证,提出在目标靶的形心及特征点位置上加装LED 光源作为特征目标点,用于在像面上提取形心及特征点像素坐标值。根据目标靶与像面坐标的对应关系,给出了精度验证的数据处理方法。进行了两次检测实验,形心测量精度分别为A1=0.037 mrad,E1=0.021 mrad,A2=0.032 mrad,E2=0.015 mrad,两次实验结果基本一致。实验表明:利用该方法可以完成对CCD 相机目标靶形心位置测量精度的验证。     

CCD双目立体视觉测量系统的理论研究

利用几何成像原理建立起CCD双目立体视觉测量系统的数学模型,从提高系统测量精度出发,在理论上重点对系统结构参数、图像识别误差与系统测量精度的关系进行了深入的分析和探讨,并通过实验对结论进行了验证.研究内容对实际建立该测量系统具有很强的指导作用.     

光电经纬仪轴系误差仿真计算的新方法

轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,过去常将球面三角学方法做某些简化后来推导轴系误差引起的光电经纬仪测量误差,存在适用局限性。根据光电经纬仪的测量坐标系,采用坐标变换方法,将轴系误差出现的过程看作坐标系的旋转过程,并用旋转矩阵来表示各个轴系误差,最终建立了轴系误差引起测量误差的数学模型。采用MATLAB与VB混合编程的方法对该误差模型进行了仿真分析,通过比较仿真结果与单项误差法计算的结果,验证了该轴系误差模型的正确性,为光电经纬仪的精度分析和误差修正提供了参考。     

单脉冲雷达速度量折射误差高精度修正方法

单脉冲雷达是高精度外弹道测量系统中的一种主要测量设备之一,为了提高其测量精度,对所有测量参数都需要进行电波折射误差修正.针对目前单脉冲雷达测速参数折射误差修正精度较低的现状,在距离和角度折射误差修正基础上,提出了基于方向余弦的速度量折射误差高精度修正方法.首先根据经折射修正后的目标精确位置,利用二阶中心平滑微分方法求出目标的真实速度向量;然后再利用测站、地心的位置得到目标到雷达站、地心的方向余弦,进而求出目标与雷达站间电波射线在目标处切矢方向余弦;最后进行距离变化率的折射误差修正.实验证明,该方法比常用的直接微分方法的精度高出20％,且具有较好的实用性和有效性.     

多CCD拼接相机中图像传感器不均匀性校正

CCD图像传感器不均匀特性是影响光电测量设备精度的一个重要因素.在分析了单片CCD图像传感器不均匀特性基础上,提出了多CCD拼接相机系统中不均匀特性的校正方法.大量实验结果表明,利用该校正方法不仅保持原图像的目标,而且简单快速,具有通用性,能够显著提高系统测量精度.该方法可行且对其他光电测量设备有参考意义.     

基于偏最小二乘回归多CCD拼接相机模型研究

为了建立多CCD拼接相机光学系统的数学模型,文章根据偏最小二乘回归理论,首先分析了CCD拼接原理,建立了光学畸变的单元相机数学模型和分析了拼接相机物空间坐标系和像空间坐标系的对应关系,最后由偏最小二乘计算方法解算出相机的内方位元素,建立了完整的数学模型.     

基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统

为了实现对视度和视差的客观检测,提高自动化检测程度,设计了一种基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统。对CCD视度和视差检测原理公式进行了推导,通过分析发现需要测量成像最清晰时CCD光敏面的位置。为此,构建了像面可调的CCD摄像系统和图像采集与处理系统,采用扫描求解图像像素灰度值梯度的方法,实现图像清晰度测量和边缘提取;同时利用视频图像清晰度峰值搜索法,通过控制电机带动CCD光敏面朝图像最大清晰位置运动,实现CCD摄像系统的自动对焦,并完成对成像最清晰时CCD光敏面位置的测量。最后通过对装备视度和视差实际检测,表明视度检测不确定度在0.15 D以内,视差不确定度在0.3分以内,与传统方法相比,检测结果客观准确,自动化程度得到了提高。     

条带式CCD像机及光学拼接

以电荷耦合器件ＣＣＤ 作为探测器,微机作为处理系统,讨论了如何用ＣＣＤ 像机代替以胶片作为记录介质的传统的弹道像机。通过光学拼接、数字拼接、ＣＣＤ同步,使两块面阵ＣＣＤ拼接成一字形。通过预转一个角度,满足对ＣＣＤ 像机的视场要求。通过Ａ／Ｄ 转换、帧相关、阈值处理、特征提取、假目标剔除等先进的数字信号采集和处理技术,使测试实现准实时化。     

光学拼接系统中基于模板的图像配准

为了扩大成像系统的视场,设计了一套视场拼接系统。系统中,整个像面被分割成4部分,并分别由4个图像传感器接收,将4幅图像拼接可以获得完整的图像。将基于特征点的图像配准算法应用到光学拼接系统中,实现4幅图像的配准。由于4幅图像边缘有较严重的渐晕现象,为了提高图像配准的稳定性,提出了基于模板匹配的配准算法。将模板法和直接配准法的结果进行了对比,实验表明,模板法能够给出稳定的配准结果,从而能够保证配准的精度。     

基于线阵CCD的光电玻璃测厚方法研究

玻璃厚度是衡量玻璃制品质量的一项重要性能指标。为了检测平板透明玻璃的厚度,提出了利用线阵CCD传感器作为光电接收器件的玻璃测厚装置,介绍分析了以CCD传感器作为光电接收器件透射式测厚法、单激光反射式测厚法、双激光反射式测厚法3种光路结构原理、以及性能特征。     

基于微透镜阵列的多芯片LED照度仿真分析

采用微透镜阵列的光学设计是提高LED照明效果的重要手段。基于照明光学系统CAD基础理论与方法,对发光二极管(LED)的多芯片封装的微透镜阵列光学系统进行了模拟分析,对微透镜平面与多芯片LED发光面之间的距离、球冠高度以及装配误差对照度的影响作了较为细致的分析,可为优化多芯片LED设计、改善射出光束的质量和提高照明效果提供相关的工程依据和应用参考。     

基于BP神经网络的光电测量系统畸变校正

在大视场光电测量系统中,由于光学系统畸变的影响使得目标在线阵CCD上的成像偏离了理论成像点,导致系统产生测量误差,为了提高测量精度,必须进行畸变校正。根据畸变光学原理,利用BP神经网络对非线性畸变进行良好的逼近,通过对由畸变测量装置获得的数据进行训练建立网络模型,从而建立整个视场畸变校正的数学模型。实验结果表明,当目标物高为200.115 mm时,利用BP神经网络方法,可将畸变误差从校正前的-2.080 mm提高到校正后的-0.104 mm,使得整体检测精度从1.039%提高到0.052%。     

CCD噪声对星敏感器星点定位精度的影响

星点测量精度是表征星敏感器精度的一个重要指标，影响该精度的主要因素有：光学系统误差、图像传感器的噪声、电路噪声及软件算法等。图像传感器的噪声对星点定位精度的影响是不容忽视的，但很少对此进行研究。针对某给定参数的星敏感器，对TH7890M CCD图像传感器的各项噪声进行了定量计算；基于亚像素细分质心算法，针对各噪声的分布特点及规律，分别推导出各自的均方根误差，综合各项误差得到CCD噪声的星点定位精度模型。计算结果表明TH7890M CCD的主要噪声有读出噪声、光子散粒噪声和光响应不均匀性引起的随机噪声；影响星敏感器星点定位精度的主要噪声是读出噪声和光子散粒噪声；对6等星进行星点位置的估计，CCD噪声达到了1/40像素的精度水平。