可见与红外双波段航空侦察相机光机设计

为满足高分辨率昼夜凌空侦察和中低空战术昼夜侦察需要设计灵巧型双波段航空侦察相机,该相机的研制为发展新型机载光电侦察设备提供技术储备。根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计可见、红外双波段光学成像系统,全视场传递函数达0.5以上。基于SiC材料反射镜设计一种叶片式柔性支撑结构,该结构能够较好的保证反射镜的面形精度,仿真结果显示反射镜在重力载荷和热载荷叠加的情况下面形精度优于12 nm。针对目前航空相机主支撑结构难于同时保证质量小且刚度高的问题,采用NX/Narsrtan软件对相机主支撑结构进行优化设计,优化结果使相机框架结构一阶固有频率提高15 Hz,质量减小10%。通过环境试验、动态成像试验及分辨率检测试验验证设计结果的正确性。相机切实可行的光机设计有效地保证整个系统的性能指标都能满足设计要求。     

可见光/中红外双波段位标指示器光学系统设计

针对制导领域目标干扰手段以及隐身水平不断提高的情况,结合可见光和中红外两个波段的特点,把两个波段两种寻的模式的位标指示器复合起来,设计了能够在双波段成像的位标指示器.该位标器采用共形整流罩来改善空气动力学性能,用Wassermann-Wolf非球面和衍射元件来校正整流罩引入的像差.对于红外系统采用光学被动式消热差法,在-40～ +65℃的温度范围进行热补偿.设计结果表明,2个子系统成像质量良好,组合系统体积小、重量轻,可昼夜全天候工作,提高了对目标的捕获、跟踪和识别能力.     

明杆平行式双闸板闸阀内件的改进

问题分析明杆平行式双闸板闸阀一般仅能直立安装使用 ,如横侧位 (阀杆水平 ,法兰面垂直 )或水平位置 (阀杆和法兰面均水平 )安装就难以正常工作 ,这是其内件闸板和胀楔结构所决定的 (图 1 )。1 阀杆　 2 胀楔　 3 闸板图 1　改进前闸阀内件闸阀内件胀楔通过凹槽挂在阀杆Ｔ形头上 ,两块结构相同的闸板则依靠包容阀杆半圆槽的两侧筋端部挂在胀楔上。当阀门直立安装时 ,闸板和胀楔依靠重力作用随阀杆上下移动。闸板落到位后 ,阀杆顶住胀楔凹底 ,楔面使闸板胀开达到密封。当阀门横侧位或水平位置安装时 ,内件就失去重力悬挂作用 ,阀杆移动…     

杠杆浮球式蒸汽疏水阀平衡式双阀座结构的改进与应用

介绍了单阀座、双阀座杠杆浮球式蒸汽疏水阀的工作原理、结构特点及其工况系统的综合性能。分析了阀门关键结构的改进设计和重要参数的优化过程。提出了一种完全平衡式双阀座杠杆浮球式疏水阀的结构,给出了提高整机性能指标、使用寿命及扩展阀门应用领域的试验结果。     

双离合器式自动变速器两离合器起步控制与仿真

根据双离合器式自动变速器(Dual clutch transmissions, DCT)独特的结构形式,为了平衡两个离合器的滑磨功,延长离合器的使用寿命,提出DCT两离合器同时参与起步的控制策略.建立两离合器起步动力学模型和离合器转矩控制模型.按照油门开度的大小将DCT起步划分为爬行起步、正常起步和急起步三种模式.以30%油门开度下DCT正常起步为例,根据不同驾驶意图需求以及车辆起步过程冲击度限制,并考虑两离合器同时滑磨时容易形成功率循环问题,制定了离合器C1接合速度的模糊控制策略和离合器C2定接合速度的控制策略.在Matlab/Simulink软件平台上,建立两离合器起步控制仿真模型,进行仿真分析并与单离合器起步仿真结果进行对比.结果表明,两离合器起步控制策略充分发挥了DCT的结构优势,验证了两离合器起步控制对平衡两离合器滑磨功的有效性.     

外压式与内压式软填料密封的理论和试验研究

分析了两种密封结构的侧向压力分布及摩擦功耗，给出了反映其侧向压力变化趋势的压力变化因子和摩擦功比；并以碳素纤维编织填料为试验样品，对其在动态条件下的摩擦功耗和密封性能进行了对比性的试验研究。试验结果表明，内压式软填料密封与外压式软填料密封相比，摩擦功耗小，泄漏量小，工作状态稳定。     

基于ADAMS的双横臂式前悬架的仿真分析与优化

针对某厂家存在轿车前轮胎磨损严重的问题,利用虚拟样机技术,在ADAMS软件环境下建立了该轿车的双横臂式前独立悬架多体运动学仿真模型,计算分析了汽车运动过程中前悬架定位参数的变化规律,找出了造成轮胎磨损的主要原因,并对悬架结构进行了优化设计,得到了该轿车前轮胎磨损严重问题的解决方案.     

液压支架双伸缩立柱及千斤顶内孔镶套工艺的研究与应用

为解决液压支架双伸缩立柱及千斤顶因涨缸、拉伤、腐蚀等修复问题，研究制定了内孔镶套工艺，并经过样机试制、工业试验，工作性能可靠，使用寿命提高接近2倍，经济效益显著。此研究同样适用于其他设备上的液压缸内孔修复，为延伸内孔镶套技术的应用范围，打下了坚实的理论基础。     

逆止式联轴器在带式输送机双驱动改造中的设计与应用

针对煤化工厂新焦炉建设的单线带式输送机,在实施双驱改造过程中遇到带无法制动的缺陷,结合现场,设计一套逆止式联轴器来解决,通过改造实施,取得了良好的效果,而设计的逆止式联轴器具备结构上的新颖性,在带式运输领域具有一定推广价值。     

大轴径内反馈式静压轴承承载特性模拟与分析

基于CFD流体数值模拟方法建立内反馈式静压轴承的层流模型,对不同偏心率及进油压力下的内反馈式静压轴承油膜进行数值模拟分析,从而得到了对应油膜的压力场和速度场分布情况。不同进油压力对应偏心率的试验结果与数值模拟结果对比表明:采用数值模拟手段能够较好地反映出内反馈式静压轴承的承载特性变化;主轴高速转动状态下测得冷却铜辊主轴的回转精度小于0.002mm,说明内反馈式静压轴承适用于冷却铜辊的支承,具有极高的回转精度质量。     

小型可见光双视场光学系统的研制

基于光学设计基本理论,设计了一种体积小,跟踪范围可以达到整个前半球的可见光双视场光学系统.系统由前部集束系统,中间光路转折系统及后部成像系统3部分组成.集束系统采用望远镜式结构,用于改变光束的口径;光路转折系统采用库德光路,由4片反射镜组成,用于转折光路及扫描;成像系统由长焦成像系统和短焦成像系统组成,分别形成两个视场的像,用于目标识别与跟踪.光学系统焦距分别为60 mm和120 mm,设计传递函数在58 lp/mm处均大于0.5.加工装调后进行了成像试验验证,结果表明,该系统能够同时完成大视场及小视场的图像获取,在可视范围内成像质量满足系统总体要求.     

可见光通信与双目视觉的室内定位

提出一种基于可见光通信与双目视觉测量的高精度室内定位方法,旨在为室内移动机器人提供一种精度高、成本低、不易受干扰的室内定位方案。该方法利用双目视觉传感器对LED光源进行成像测量,利用惯性测量单元传感器记录成像测量的三维姿态角,并通过可见光通信技术获取LED光源的坐标信息,最终计算双目视觉传感器相对于LED光源的三维坐标。根据该方法研制了一款基于可见光通信与成像的定位模块,该模块可以利用单个或两个LED光源进行成像定位。当定位模块采用1280×720分辨率的图像时,在2 m×2 m×3 m室内环境中可实现厘米级移动定位,定位频率大于5 Hz;当利用两个相距60 cm的LED光源进行定位时,在三维方向上的定位误差均小于5 cm,同时能够提供小于1.4°的定向纠正。该方法可以为室内移动机器人提供厘米级定位导航服务。     

基于LED阵列光源的太阳模拟器

针对目前LED太阳模拟器辐照度低、光谱匹配性差等不足,提出一种由LED阵列光源,菲涅尔透镜、光学积分器、准直物镜组成的LED太阳模拟器。首先根据多光谱拟合理论,在400~1 100nm优选15种不同波段的LED光源,计算出光源所需功率,实现太阳光谱的精确匹配。其次优化设计了菲涅尔透镜、光学积分器以及准直物镜,校正了太阳模拟器的像差,提高了太阳模拟器的能量利用效率以及辐照均匀性,并利用LightTools软件对所设计的光学系统进行仿真分析。最后搭建了光学系统实验装置,测试结果表明:100mm×100mm内的辐照度达到1 376.3 W/m~2;拟合的太阳光谱匹配度达到AM1.5条件中的A级,辐照不均匀度为±1.73%,辐照不稳定度为±0.82%,综合性能指标达到太阳模拟器中的3A级水平。     

中高轨星光折射导航光学系统设计及杂散光抑制

为了实现基于大视场星光折射敏感器的中高轨卫星全天时高精度星光折射导航,针对视场中亮地球引起的强杂散光抑制的技术难题,研究了内掩式星光折射敏感器亮地球杂散光的有效抑制方法。通过构建星光折射敏感器模型、搭建星光折射导航仿真观测环境以及原理计算得出了各级杂散光强度,并确定了相应的抑制方法。仿真结果表明,基于二次成像光学系统的内掩式星光折射敏感器可将杂散光抑制在导航系统的最大可接受杂散光抑制值范围内,即抑制后1.003Re(Re为地球半径)处杂散光亮度小于亮地球平均亮度的1.10×10~(-3)倍。最后,通过月球强背景下恒星探测外场试验验证了杂散光分析及抑制方法的可行性。研究成果为实现基于一个大视场星光折射敏感器的中高轨卫星全天时高精度星光折射导航技术奠定了基础。     

基于类卷积神经网络的可见光虹膜识别方法

针对应用于智能移动设备的虹膜识别系统在可见光采集条件下虹膜图像受干扰严重使得识别率正确率降低和算法鲁棒性变差的问题,提出一种类卷积神经网络结合局部特征提取的虹膜识别方法。首先,采用暗通道图像去雾算法对归一化虹膜图像进行增强处理以减弱光干扰;然后,利用类卷积神经网络对图像进行降维,获得虹膜的二值化纹理信息;再经分块处理方法提取降维图像各区域局部虹膜纹理信息以构建特征向量;最后用欧氏距离分类器进行匹配识别。为验证算法性能,采用MICHE-I虹膜图库中由iPhone5拍摄所得的30人240张(每人4张室内和4张室外)虹膜图像进行测试,并与Gabor变换和主成分分析虹膜识别方法进行对比。结果表明,该方法在室内外图像均进行训练的条件下正确率能够达到98.33%,且对室内外不同光照变化干扰有较好的鲁棒性,上述性能皆优于Gabor变换和PCA算法。说明本文算法能够满足移动设备虹膜识别使用要求。     

图像噪声可见性控制的脊波域自适应水印算法

研究脊波变换域稳健性数字水印嵌入问题,提出一种新颖的自适应乘性数字水印嵌入算法.将图像分块后对每块进行脊波变换,使变换系数能够分段线状表示图像中的边缘奇异性;通过分析脊波系数对不同纹理程度图像的分布特点,估计块内的噪声可见性.水印自适应嵌入到块内具有能量最大方向的脊波系数,并根据嵌入水印图像的视觉感知质量和分块能量最大方向不能改变的约束要求估计水印嵌入的强度缩放参数.水印的盲检测使用相关检测器.理论分析和实验结果表明所提出的水印算法具有较高的稳健性和不可见性.     

反射式高光谱人体组织检测技术研究进展

高光谱成像(HSI)检测技术在农业生产检测、地质勘探以及城市规划等方面已经得到了广泛的应用。随着高光谱技术的不断发展,基于反射式高光谱成像效应,在可见光到近红外波段(400~1 100nm),对人体组织的实时、快速和精准的非损伤检测技术也已经成为医学领域的一个重点研究方向。简要回顾了高光谱技术在医学方面的发展现状以及不同的高光谱技术在人体组织检测方面的对比,综述了反射式高光谱技术在不同人体组织检测方面的应用和成果,包括皮肤水肿、舌肿瘤以及肺癌等方面的研究进展,并提出了高光谱技术在医学领域亟待解决的问题。     

基于多特征的红外与可见光图像融合

针对传统图像融合方法易导致融合图像整体对比度低及细节反差小的问题,提出一种多特征加权多分辨率图像融合方法。首先,对多尺度分解后的低频系数进行边缘特征、平均梯度特征的提取,同时对高频系数进行相关信号强度比特征的提取。然后,通过边缘特征级融合指导像素级图像融合得到高频系数;针对合成模块中简单加权法易引起边缘或纹理局部模糊的问题,提出分两种情况分别合成同一位置的多尺度分解系数。最后,通过平均梯度特征自适应加权得到融合图像的低频系数,并对低频和高频系数进行多尺度逆变换得到融合图像。实验表明,本文方法的融合性能优于经典的融合方法,其融合质量评价指标中的标准差、空间频率、信息熵和平均梯度分别提高了15.12%、4.30%、6.15%和3.44%。     

基于压缩感知的红外与可见光图像融合

基于压缩感知理论提出了一种红外与可见光图像的融合新方法。该方法将Contourlet变换(CT)和小波变换(WT)相结合,以进一步增加变换后系数的稀疏性,同时对采样模式和融合规则进行改进。首先对图像进行Contourlet变换,再对各高层分解系数进行正交小波变换;然后使用各层采样率不同的分立双放射形采样矩阵对系数采样,并用不同的规则对各层采样值进行融合;最后使用非线性共轭梯度法重构融合图像。实验结果表明,在采样率为0.5时,本文方法融合图像的细节信息比小波方法和小波变换压缩感知(WTCS)方法更加丰富;在所有采样率上,本文方法的融合效果比WTCS法在互信息、空间频率和融合信息逼真度等客观融合质量评价指标上均提高约10%。     

基于WEMD和生成对抗网络重建的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像融合中边缘模糊、对比度较低的问题,提出一种二维窗口经验模式分解(WEMD)和生成对抗网络重建的红外与可见光图像融合算法.将红外和可见光图像进行WEMD分解得到内蕴模式函数分量和残余分量,将内蕴模式函数分量通过主成分分析进行融合,残余分量用加权平均进行融合,重构得到初步融合图像,再将初步融合图像输入生...