热控涂层性能在轨测试用辐射计原理样机的设计与仿真

为验证热控涂层性能退化地面模拟试验的有效性,提出了一种利用测热法实现热控涂层在轨测试的辐射计原理样机设计方案.通过对在轨辐射计所接收的外热流进行分析,应用能量守恒原理建立了其测试热控涂层太阳吸收率的数学模型,并在该测试模型的基础上设计辐射计的测热和隔热结构.利用ANSYS软件对辐射计结构的关键组成部分进行了热仿真,并在恒温测试环境下利用辐射计对SR107热控涂层进行了原理验证试验,试验测得的SR107热控涂层太阳吸收率值与该涂层的标定值差别在3%以内,通过分析计算辐射计具有4.2%的测试不确定度.仿真和试验结果表明:辐射计原理样机的设计满足热控涂层性能在轨测试的要求.     

高光谱遥感系统调制传递函数的在轨测试

为了实现高光谱遥感系统调制传递函数(MTF)的在轨测试,以色散推扫型高光谱遥感系统为例分析了系统的像质退化因素并研究了MTF检测方法和流程.首先,分析了色散型高光谱遥感系统MTF三维可分性原理.然后,针对高光谱遥感图像信噪比一般较低的特点,提出了一种抗噪声的MTF检测方法;又根据该图像波段众多的特点,提出了高光谱图像刀...     

基于极线校正的快速相位立体匹配

基于双目结构的投影栅相位法利用相位值建立左右图像对应点匹配关系,但传统相位立体匹配方法匹配速度较慢,因此本文提出了一种基于极线校正的相位立体匹配方法来提高相位立体匹配速度。首先,通过极线校正算法将双目立体视觉几何结构转换成极线标准几何结构,即左图中任意一点在右图的极线是与该点纵坐标相同的水平直线。然后,在对左右相位图进行极线校正的基础上,给出了改进的相位立体匹配方法步骤。最后,通过对实物进行三维重建,分析比较了传统相位立体匹配方法与改进方法的性能。实验结果表明,与传统方法相比,改进的方法将匹配时间缩短了63%,能够满足工业应用对测量速度的要求。     

用于火星探测的声光可调谐滤波器成像光谱仪

面向火星探测,设计并研制了一种基于声光可调谐滤波器(AOTF)原理的成像光谱仪地面原理样机.该样机由前置光机系统和后置电子学系统组成,光学系统采用消色差远心光路结构,工作波段为550～1 000 nm,光谱分辨率为0.9～4.0 nm.在电子学系统中引入可编程片上系统技术,并设计了新型SpaceWire高速总线接口用于数据传输.样机在实验室定标的基础上,搭载于模拟火星探测器上进行了成像试验.试验结果表明:样机成像质量良好;与ASD光谱仪的一致性对比检验表明,光谱测量准确可靠,两者数据匹配精度超过96％.SpaceWire接口实现了100 Mb/s数据率的稳定传输,满足设计指标25 Mh/s的要求.样机的研制为A)TF成像光谱技术在火星遥感探测领域的应用奠定了技术基础.     

声光可调谐滤波成像光谱仪的CCD成像电子学系统

考虑声光可调谐滤波(AOTF)成像光谱仪的需求,设计了它的CCD成像电子学系统.选用e2v公司的CCD芯片CCD57-10作为图像传感器,提出了DC/DC+ LDO的架构实现各偏置电压;基于现场可编程门阵列(FPGA)等器件产生驱动时钟,AD9826完成CCD输出模拟信号到数字信号的转换,并通过USB及CameraLink接口与计算机通信.设计了CCD保护电路,并优化了数模混合电路的印刷电路板(PCB)布局结构.对各功能单元的实际测试表明:各偏置电压纹波噪声峰峰值小于10 mV;AD转换精度达12 bit;系统能够正确成像,图像传输速率可达10 frame/s,图像信噪比优于54 dB,系统总功耗不足5W.设计结果满足AOTF成像光谱仪对CCD成像电子学系统的要求.     

一种基于机器视觉技术的固体火箭发动机衬层厚度检测系统

构建了一种新颖的固体火箭发动机衬层厚度的在线测量系统.该系统由光学传感器和固定传感器的附件组成,采用视觉技术并结合图像处理技术探测衬层处于半硫化状态时的厚度.采用两种方法对摄像机进行了标定,并利用模拟的实验装置对衬层厚度进行了测试.结果表明在两种标定方法下,重复测量的最大标准差为0.02683mm和0.02996mm.同时,测试与分析了因机械装置和喷涂带来的烟雾所引起的误差.实验结果证明采用的结构光视觉方法,不仅测量速度快,精度高,而且装置简单,操作方便,可以用来解决衬层厚度在线及离线测量的问题.     

钻头形貌视觉检测及其数据融合技术

本文叙述了基于结构光法的钻头三维形貌视觉检测系统的组成和原理，重点分析了测量数据的处理方法，它们包括：原始测量数的野值剔除、形貌特征点的分离和数据分割以及基于优化理论的数据融合方法。在此 基础上，本文讨论了刃沟横截面数学模型的建立及参数的测量方法。给出了用视觉检测系统和三坐标测量机测量的刃沟横截面参数比对结果，说明本测量系统具有很高的测量精度，能够满足生产实践的需要。     

基于混凝土桥梁裂缝线性特征的脊波检测算法研究

青藏铁路是我国西部地区一条重要交通干线,其中大部分跨度桥梁由混凝土构建,混凝土桥梁裂缝检测是确保青藏铁路安全运行的关键检铡要素.通过视觉成像的方式,获取混凝土桥梁的图像,针对所获取的图像,本文采用目前先进的脊波算法.对图像进行去噪预处理,效果良好;并采用自适应阈值,结合形态学的方法对裂缝进行识别和提取.准确找到裂缝的位置.     

基于ASTER数据的地物光谱比辐射率的反演研究

比辐射率光谱表征着一个物体的内部物理和化学特征,是定量化遥感的一个关键参数.本文利用ASTER数据的第10至14波段,根据其数据的特点,基于温度比辐射率分离算法的思想,提出了将比辐射率标准化法(Normalize Emissivity Method,NEM)、经验公式、比值法(Ratio Method)这几个模块结合起来,在迭代的基础上计算出比辐射率的新算法.本文简要分析了模型误差的主要来源,并且把本文的算法与简化的ASTER的TES算法进行了比较.分析表明本文的算法是可行、有效的,而且该算法简单,易于实现,在能够保证精度的情况下运算速度快;同时也说明ASTER遥感数据用于反演地物的比辐射率可以得到比较理想的结果,具有良好的应用前景.     

双通道衍射计算成像光谱仪系统

常规衍射光谱成像系统采用单通道方案,主要针对简单图形目标或光谱特征已知的气体目标进行模拟仿真和光谱成像实验。而当目标为自然场景等复杂景物时,成像系统的光谱解算效果和精度难以保证。针对复杂景物成像,设计了一套双通道可见近红外衍射计算成像光谱仪系统,在常规单通道衍射成像光谱仪系统的基础上,增加一路全色相机成像,可以为衍射成像通道提供复杂景物的全色信息和先验知识。将两个通道的数据进行联合处理,提升最终的光谱数据反演效果和反演精度。介绍了系统组成和基本原理,分析了系统性能,利用仿真程序模拟了系统成像过程。在实验室搭建了可见近红外衍射计算成像光谱原理验证装置。对实验得到的450~800 nm的可见近红外混叠光谱数据进行光谱复原。利用海洋光学光谱仪测试色板的光谱曲线作为标准谱线,与复原得到的光谱数据进行对比,反演的光谱数据平均精度优于90%。通过衍射计算成像原理分析、模拟仿真和原理实验,验证了双通道衍射计算成像系统原理的正确性,能够反演得到精度优于90%的复杂景物光谱数据,提升了衍射成像光谱系统应用潜力和应用价值。