基于激光雷达距离像的目标3D姿态估计

在激光雷达目标识别中,目标姿态的精确估计可以有效地简化识别过程.现有的PDVA算法主要是针对地面结构化目标而提出的一种3D目标姿态估计方法.该方法利用模型坐标系(MCS)各个坐标轴的正方向向量来确定目标的三维姿态角,其有效性通过实验得到了验证.但该方法在确定MCS各坐标轴的正方向向量时,所消耗的时间比较多,影响了算法的执行效率.文中提出了一种改进的PDVA算法,利用聚类中心邻域判别CCND法来加速MCS各坐标轴的正方向向量的确定过程.采用四种地面军用车模型目标进行了仿真实验,实验结果显示,改进的PDVA算法的平均运行时间约占PDVA算法的66%,极大地提高了目标3D姿态估计的执行效率.     

基于光学设计软件的太赫兹面阵成像系统性能分析

太赫兹成像是太赫兹技术的重要发展方向,其中具备实时成像能力的面阵成像系统引起了广泛的研究兴趣。在成像系统的设计中需要尽可能地减小能量损耗,由于离轴抛物面镜具有较小的能量损耗,且便于系统设计,因此在太赫兹成像系统的设计中常被用到。但离轴抛物面镜的引入会带来一定的畸变以及装调困难。利用光学设计软件ZEMAX,对一种具有离轴抛物面镜的太赫兹面阵成像系统进行了成像性能分析,特别研究了接收部分中离轴抛物面镜装调误差对成像质量的影响。仿真结果表明,理想情况下,系统分辨率约为0.5 mm且网格畸变只有0.069%;该系统容许光学接收部分的离轴抛物面镜最大倾斜角1.1°,最大偏心距6.5 mm。     

由统计特性分析激光主动成像系统图像的噪声性质

激光主动成像系统具有分辨率高、抗干扰能力强、能成三维像等一系列优点，因而应用越来越广泛，但它的图像同时受到散斑噪声和其他一些高斯噪声的影响。散斑噪声为一种乘性噪声，高斯噪声则为一种加性噪声，这两种噪声哪种占据主要地位对于图像噪声抑制噪声模型的建立具有重要的意义，分析了受到散斑噪声和高斯噪声污染图像的概率曲线及灰度均值方差比等统计特性，找出在两种噪声分别作用下的不同统计特性，以此为判别标准，对激光主动成像系统图像进行分析，得出了此图像所受噪声的主要成分为散斑噪声的结论。同时，算出了此图像的散斑噪声方差。     

基于组合矩的激光雷达距离像目标识别

激光成像雷达距离像与目标表面物理结构特性密切相关,体现目标的本质特征,是目标识别的主要研究方向。采用组合矩的神经网络方法进行了相干激光雷达距离像目标识别仿真研究。用Hu不变矩和仿射不变矩两者的低阶矩组合表示距离像目标区域特征,利用反向传播(BP)神经网络识别不同方位角的车辆。当视场角不变时,训练10个目标,每个目标取3～19个样本,在不同载噪比(CNR)情况下,分析Hu不变矩、仿射不变矩和两者组合矩的识别率。理论分析和仿真实验表明利用组合不变矩进行距离像目标识别性能优于单独利用其中一种不变矩。     

2.52THz离轴数字全息成像和焦平面成像特性比较

利用已搭建的2.52THz焦平面成像装置和离轴数字全息装置,通过分辨率测量和水印及铅笔字成像,研究了焦平面成像和离轴数字全息成像这两种面阵成像的性能。实验证明,常规的焦平面成像由于太赫兹波长较长,很难获得较高的成像分辨率,且成像效果受放置位置的影响严重;太赫兹离轴数字全息成像可以提高成像分辨率,但成像物体大小受系统分辨率制约;焦平面成像较离轴面阵数字全息成像更适于大目标低分辨率成像。     

闪光式焦平面激光成像雷达方程改进及仿真

推导了一个适用于闪光式焦平面激光成像雷达的雷达方程。该方程以传统的激光雷达方程为基础,使用双向反射分布函数描述目标,可以更准确地反应目标上各点的光反射情况。并且讨论了新的雷达方程与原有理论方法之间的关系。根据得到的雷达方程编写了仿真程序,对成像结果进行了仿真计算,针对难以给出解析表达式的双向反射分布函数,使用Phong光照模型进行参数化处理。通过对仿真结果的分析,认为该雷达方程能够较好地反映焦平面激光成像雷达的工作情况。     

提高毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光强度的研究

为了提高毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光的强度,研究了工作介质中气体的掺杂对激光强度的影响。研究表明,在纯Ar中掺入适量的He显著地提高了激光的输出强度。通过对比在Ar中掺入Ne、N2以及Kr等其他气体的实验,系统地分析了He的掺入对等离子温度的影响,找到了在特定工作气压下最佳的掺杂比,有利于进一步提高毛细管放电46.9 nm软X射线激光的强度。在放电等离子体极紫外光刻（EUVL）光源研究过程中,也采用了在Xe中掺入适量He的方式以提高13.5 nm的输出强度。     

半导体激光快速扫描雷达成像实验

研究了高帧频激光成像雷达的关键技术 :快速扫描技术和实时成像显示技术 ,建立了一个半导体激光快速成像演示系统 ,在实验室内获得了 10帧 /s,每帧 32行的轮廓像 ,成像质量较高。     

基于NiosII的JPEG2000编解码系统设计与实现

给出了一个基于JPEG2000算法的红外图像压缩解压缩系统的设计方案。该系统使用专用的硬件压缩芯片ADV202以及ADV7179、ADV7189和FPGA内嵌的NiosII软核处理器,解决了直接采用FPGA+DSP设计复杂、开发周期长的缺点。NiosII软核处理器通过IIC总线对ADV202、ADV7189的控制实现图像数据的A/D转换和图像压缩,对ADV202、ADV7179的控制实现图像的解压缩和D/A转换。与此同时采用抽场补场的方式实现图像压缩和传输速率的要求,并且通过改变抽场参数可以实现传输速率的改变。实验表明文中的设计方案达到了系统要求的各项技术指标。     

太赫兹散射特性测量中探测离焦量的分析

为研究太赫兹散射特性测量中探测器在离焦情况下的探测结果,采用ZEMAX光学设计分析软件,对太赫兹散射特性测量系统进行建模和仿真,在探测器直径为6 mm的情况下,对波长为118.83μm的太赫兹发射源进行研究,通过对像高的控制和对探测器各视场能量的仿真测量,得出在离焦情况下系统所允许的最大离焦量为-2.24 mm~1.86 mm,为散射特性的实际测量提供理论支撑。