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。     

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.     

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.     

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。     

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.     

局部正交子空间投影高光谱图像异常检测算法

正交子空间投影是一种监督分类算法,需要已知待分类目标的特征信息。为了扩展该算法的应用场合,提出局部正交子空间投影算法,并成功应用于高光谱图像异常检测。异常检测常用于自然背景下的人工目标提取,在小范围邻域内地物类型相对单一。基于此,以被检测点作为感兴趣目标、被检测点邻域内样本均值作为不感兴趣目标,构造局部投影算子。实验结果表明：能够检测出含量高于30％的亚像元目标;可通过适当增大滑动窗尺寸,检测像元面积较大的目标;不受Hughes效应影响;当波段数为80时,运算时间低于RX算法的十分之一。局部正交子空间投影算法检测精度高、运算速度快,适用于实时高光谱图像异常检测。     

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。     

“光学三维成像与传感”专栏 序言

人类所处的物理世界空间是三维的,对三维信息的获取和处理技术体现了人类对客观世界的把握能力,因而从某种程度上来说它是体现人类智慧的一个重要标志。传统光探测器仅对被测场景的二维强度敏感而无法感知其三维形貌与深度信息。人类虽可通过自己的双眼来感知三维的世界,但无法对客观事物的三维形貌进行准确量化的描述。三维成像与传感技术作为感知真实三维世界的重要信息获取手段,为重构物体真实几何形貌及后续的三维建模、检测、识别等方面提供数据基础。