基于光幕靶的亚音速弹和预制破片速度测量算法

针对亚音速弹和预制破片的速度测量,本文基于光幕靶和数据采集卡组成的弹丸测速系统,研究了一种弹形信号识别算法和测量结果处理算法.对亚音速弹,算法依据分拣电平和信号时间宽度大小,能很好地识别出弹形信号和冲击波信号;对预制破片,算法依据过靶信号脉冲宽度与两靶输出信号的时间间隔,识别出预制破片的过靶信号.通过对弹形信号的相关分析处理,即得到弹丸穿过两个光幕的精确飞行时间,进而确定出弹丸速度.经实弹射击验证,算法准确有效,满足靶场测试要求.     

基于大靶面光幕靶的两类六光幕阵列测量原理

弹丸着靶坐标和飞行速度以及飞行方向角是外弹道测试中必测参数,本文针对四幕光幕靶和双光幕测速系统的不足,采用六个大靶面光幕靶,构造出了两类六光幕阵列结构.由作者首次提出的六幕光幕靶是文中所提基本结构的变形.所提六光幕阵列能同时完成着靶坐标、速度和速度方向三类参数的同时测试,是一类六光幕阵列的基本机构,其他结构可以通过光幕面的旋转平移得到.文中给出了两种六光幕阵列测量公式的详细推导.提出的六光幕阵列也可以用作自动报靶系统中的传感器.     

激光光幕靶测速系统设计

针对室内外全天候条件下高精度测量弹丸速度的需求,设计了一种新型激光光幕靶.该激光光幕靶采用线性排列的红外激光管阵列作为发光光源,两列平行排布的红外光敏二极管作为接收器件,形成具有两个光幕的双光幕光幕靶.采用主动式光源,该测速系统测试效率高、精度高且不受天气影响,一次测量系统的CPLD数字逻辑电路可计算得到弹丸的两个飞行时间,便于互相比较和对照.野外实弹试验表明,该测速系统灵敏度高,工作稳定可靠,测试数据准确.     

大面积平行光幕弹着点测试系统

研究了基于平行激光幕大面积弹着点坐标测试方法.以半导体激光线发生器为光源,用长焦距消球差的柱面菲涅耳透镜形成平行激光幕单元,通过多个平行激光幕单元的无缝拼接可形成大面积靶面.由于平行激光幕单元内沿宽度方向通量密度呈高斯分布,一定直径的弹丸通过光幕的不同横向位置时探测器获取信号不同,因此可根据信号的幅值来细分平行激光幕单元宽度范围内弹着点的位置.通过口径为7.62mm的实弹射击试验验证了细分方法的可行性.结果表明了该系统有足够的灵敏度能获取小目标的过靶信号;在10 m长靶面的试验系统中测量坐标值与弹孔测量坐标值差值的标准差为5.16 mm.     

激光光幕自动报靶系统的设计与实现

为了解决人工报靶精确度低和存在安全隐患等问题,介绍了一种激光光幕自动报靶系统的设计方案.该系统由激光器和光敏二极管构成激光网络进行弹丸信号检测,以FPGA为核心的信号处理电路对信号进行处理,得到弹着点的坐标和环数.该系统精度高、成本低、安全可靠,具有一定的应用价值.     

一种改进的激光光幕测速系统的设计及应用

弹丸速度测量的过程中,针对基于计算机与采集卡式的光幕测速系统的操作复杂的问题,提出一种改进的激光光幕测速系统。系统采用比较/整形电路把信号转化为矩形脉冲信号,并通过STM32单片机对脉冲信号进行输入/捕获得到两个脉冲信号的上升沿时间差,最后根据设定的靶距由速度公式计算得到弹丸速度,并将结果经无线发送到终端设备,以便于实时地存储和查看数据。同时,对系统的各个部分的设计进行系统地阐述,并利用该系统对口径7.62 mm子弹完成速度测试实验。实验结果表明:该设计不仅简化操作步骤,而且测试精度高,与传统的带有高精度计时仪的通靶相比准确度可达0.2%。     

高原环境下天幕靶探测电路设计

针对现有天幕靶在高原环境下天空背景主要为蓝光引起的探测灵敏度急剧下降的问题,提出了双光幕探测方案,设计了过幕信号增强电路和程控放大控制电路.采用两套独立的光电转换模块在空间形成重合的探测光幕.当弹丸穿过重合光幕时,两套模块各自独立输出弹丸过靶信号,经信号增强电路进行处理后,提高信噪比、输出有效的弹丸过幕信号.设计的电路经在双镜头天幕靶上使用验证,电路工作可靠,提高了天幕靶的探测灵敏度.     

浅谈激光计米器

一、激光计米器的原理 激光计米器用双光线的激光多普勒干涉测量技术,实现非接触式长度测量.激光源发射出的激光通过光束分离器产生两束光在被测物体表面产生明暗相间的干涉条纹,光检测器通过回收激光检测到干涉条纹的变化,输出相应的电信号.被测物体移动,光检测器获得信号,测出被测物体的速度,并精确计算出通过测量区域的该物体的长度.     

一种光学幕盼眭能测试系统数学建模和软件设计

本文主要对光幕性能测试的探测光幕靶、密集度靶等光幕面内光能分布情况（光强度、一致性、均匀性）系统主要是为研究更大规模的光幕靶和密集度靶提供必要的数据准备和理论基础的。研制出用于的测试仪器。光幕光能量数学模型的建立和光幕性能测试软件是非常重要的。为了了解其功能对光幕发光的情况,利用VisualC＋＋6．0开发工具设计了一个光幕性能测试系统软件,实现了光能分布情况的采集和处理。主要从数学建模及软件设计两部分着重介绍了该系统的设计过程。测试结果表明,基本符合理论分析的光场能量计算公式,为光幕性能测试系统提供了可靠的数据和软件支持,提高了光幕性能测试系统的质量。     

基于大面积激光光幕的弹丸速度测试技术研究

针对弹道散布范围大或被测飞行物体尺寸大的测速场合,介绍了一种实现大面积有效靶区激光光幕速度测量的方法.采用圆弧柱面反射镜及置于其两共轭点上的半导体激光二极管和大面积光敏器件形成大面积有效光幕区.当高速飞行物体穿越激光光幕时,光通量的变化被转变为电信号并采集到计算机进行数据处理.文中对圆弧柱面反射镜所引起的像差及有效光幕区内的光功率密度的分布进行了建模分析;利用有效光幕区为900 mm×900 mm及500 mm×500 mm的系统分别对5.6 mm弹丸穿越动物及某大口径弹丸的速度进行了测试,并给出了试验波形及测试数据.试验表明,该测速系统具有有效光幕区面积大、灵敏度高、响应速度快、工作可靠的优点.     

Lens-less quantum ghost imaging: New two-photon experiments

New types of lens-less two-photon ghost imaging experiments are described that can also be useful for 3D X-ray imaging. In these experimental setups, a CCD array is placed facing a chaotic light source and gated by a photon counting detector that simply counts all randomly reflected photons from an object. A “ghost” image of the object is then observed from the gated CCD. A ghost image of an object can even be observed when the photon path to the photon counting device is obscured. These interesting demonstrations are not only useful for practical applications, such as X-ray lens-less imaging, but are also important from a fundamental point of view. These demonstrations lead to insight regarding the nonclassical two-photon interference nature of thermal light ghost imaging.     

基于机器视觉的压缩机滑片计数系统设计

目的对于人工进行压缩机滑片计数烦琐的问题,基于机器视觉技术和PLC设计一种对压缩机滑片自动计数的算法和装置。方法采用工业相机及大功率LED灯设计视觉装置,并利用PLC作为流水线控制器,与视觉计算机通过TCP通信。基于图像处理技术设计自动计数算法,首先对相机采集的箱装滑片图像裁剪出感兴趣区域并进行滤波、直方图均衡化、形态学处理、自适应阈值分割来增强图像对比度;然后对图像空洞进行填充、较大的噪声斑块去除后使用thin算法对粘连紧密的滑片细化处理,通过水平投影法绘制直方图找出切割位置;最后进行连通域分析确定滑片数目,并设计用户界面显示计数结果和系统状态。结果通过现场多次测试,整体系统运行流畅,不受外界光照影响,计数准确高效。在一天内不同时间段测试,平均每次计数时间为7.6 s,准确率达到99.83%。结论投影法的应用解决了密集粘连的分割难题,该方法对环境适应性强,对滑片可稳定准确地进行自动计数,在滑片实际批量生产包装中具有明显应用优势。     

Towards time-efficient ghost imaging

Reducing the time necessary to acquire information is highly desirable in almost every context. Ghost imaging is no exception, which is very time consuming due to its scanning nature and low light levels innate to quantum experiments. This work aimed to reduce the time required to reconstruct the image whilst maintaining quality. In doing so, we followed two complementary approaches: one varying the experimental parameters, and another implementing computational processing. We defined a performance measure based on the image reconstruction time and its resemblance to the original object, and determined that the use of image processing and recognition algorithms offers major improvements in temporal efficiency. Importantly, if the main purpose of imaging is solely object recognition, low resolution mask patterns give better results, whereas higher resolution patterns yield better resolved images, at the expense of time. We believe this work will pique interest in the ghost and single-pixel imaging communities.     

基于Faster R-CNN改进的数粒机系统

目的解决目前数粒机只能计数不能同时分拣残损药粒的问题。方法设计以Faster R-CNN深度神经网络为核心的药粒数粒机系统。在原有的数粒机基础之上,更换CCD线阵相机为面阵相机,以满足图像采集的需求,进一步使用图像分割和多线程技术加快图像处理速度。最终通过训练好的Faster R-CNN网络检测出目标并分拣。结果经过测试集的验证,正常药粒识别率达到了95.47%,残损药粒识别率达到了97.94%,单幅图像处理达到了65 ms的实时速度。结论该方法在传统的计数基础上很好地融合了先进的深度学习技术,实现了目标的自动分拣。     

Computer-aided speckle pattern interferometry

An on-line computer system for measuring the deformation of a diffuse object with a speckle interferometer is presented. Methods for evaluating a speckle interferogram using digital image processing techniques are also discussed. The system consists of an interferometric optical setup and a computer-TV image processing facility. A speckle interferogram is generated arithmetically between two digitized speckle patterns before and after deformation of the object. The information about the deformation is extracted by two procedures in analyzing the interferogram: (a) automatic analysis using digital image processing techniques such as gray scale modification, linear spatial filtering, thresholding, and skeletoning; (b) man-machine interactive method for simple high-speed processing of the interferogram using a light pen. The determined fringe order numbers are interpolated and differentiated spatially to give strain, slope, and bending moment of the deformed object. Some examples of processed patterns are presented.     

Single beam one-way imaging through a thick dynamic turbulent medium

A new method to record an image through a thick dynamic phase distorting medium by using a photorefractive LiNbO3 crystal is demonstrated. The method uses only one beam of light, the object light. By making use of the photorefractive fanning effect, gratings are formed in the LiNbO3 crystal through the interference between the object light and its own fanning light. Because the time scale of the distorting fluctuation is much shorter than the writing time of the LiNbO3 crystal, the fluctuated light does not induce any fanning. Therefore only the static portion of the image is recorded in the crystal, and the intensity distribution of the image can then be reconstructed at any later time.     

棒材定支数包装与理论质量计量

目前,虽然对基于数字图像处理技术的棒材计数系统的研究已经取得了很大的进展,计数准确度可以达到95%以上,但是尚无法满足在生产线上进行实用的工艺条件的要求.文章以某轧钢生产现场为背景进行观察和研究,以实用化为目标,提出了一些技术改进措施,例如采用投影法和双系统设计方案等,可以大大提高计数精度,实现棒材定支数包装和理论质量的准确计量,并且有利于开展负公差轧制,满足顾客对棒材支数和理论质量的计量要求.     

直管段包装过程中的视觉计数系统设计

目的提出一种基于视觉图像处理的直管段端面圆边缘检测算法与装置,用于直管段精确计数,以提高计数精度和包装效率。方法使用CCD采集直管段端面图像,在Matlab软件中编写检测算法,分别通过对像素坐标、阈值大小的调节来增强图像的对比度,完成图像的灰度化、二值化预处理。将霍夫变换与HarrisLaplace算法相结合,并对管段端面进行边缘检测;通过设定管径大小实现端面圆形边缘的识别、显示与计数。结果将直管段放入设计的视觉计数装置中,通过可动挡板使端面对齐后,采用图像处理技术来实现视觉计数,多次测试结果验证了系统的正确性。结论该方法可以用于直管段的自动计数。     

基于改进的Hough算法的细胞破碎智能监测计数系统

为提高细胞内产物的产量以及质量,结合机器视觉技术,在传统Hough图像识别算法以及现有的细胞破碎装置的基础上进行改进,提出了一种应用于细胞破碎的智能监测计数系统的设计方案。该方案以光学放大电路、CCD图像传感电路为硬件平台,辅以机器视觉技术、图像处理算法实现对细胞破碎过程的图像监测及计数统计。在线实验监测表明,该智能监测计数系统能够完成对细胞破碎的统计计数,其识别速度相对于标准的Hough图像识别算法提高了近10倍,并能实时捕捉细胞破碎图像,可应用于细胞破碎产物的自动化提取。     

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.