光电测光的数据采集系统

<正> 一、引言在天文光电测光领域内,需要把测定天体亮度或位置的微弱信号,变成光电信号,经放大、整形后进行记录。长期以来均采用直流放大方法,这种方法特点是电路简单,但由于直流法测量中的直流放大器增益不稳定性和零点漂移等问题,影响了观测精度。近年来,由于计算机技术的发展,促进了实测天文的进步,有可能对每一个光子事件进行记录。我们研制的光电测光     

衍射光栅超精密位移定位检测新方法

光栅干涉仪测量是精密位移检测系统中常用的检测方法,具有较高的检测分辨率。为进一步提高光栅干涉仪位移检测分辨率,通过对光栅干涉条纹信号的分析,提出了一种基于衍射光栅相位移动的超精密位移定位检测新方法。采用衍射光栅作为测量元件,通过在经典的衍射光栅位移检测系统中加入光电传感器的相位运动,改变衍射光栅系统的接收相位。其方法是调整光栅干涉仪系统,使得传感器接收视场中只有两个条纹;在目标定位运动台的最后定位阶段,使接收系统的光电传感器在检测视场的两个干涉条纹间进行移动,即改变了光栅干涉仪的接收相位。这种位移检测方法突破了检测元件本身的物理限制,在理论上可以获得亚纳米级以上的超高位移检测分辨率。依据相位移动原理,搭建了具有相位移动功能的光栅干涉仪超精密位移检测定位系统。通过定位检测试验证明了所提方法的有效性。     

基于STM32的微位移检测系统设计

研制了一种基于STM32的微位移检测系统设计方案.通过抑制直流漂移的电路处理模块得到直流稳定的两路光电信号.根据两路光电信号的相位特点,采用STM32同步采样两路光电信号,并利用椭圆拟合、最小二乘法、相位解包裹法对采集的数据进行处理运算,计算出微位移.现场测试结果表明:该系统满足微位移测量要求.     

智能化直流微电流放大器的研制

科学研究和教学实验中,直流微电流是一个经常需要测量的物理量.当利用光电倍增管作光电转换元件测量非常微弱光信号时,光电倍增管的输出电流很小,同时输出阻抗很大,要求用高输入阻抗、低漂移的直流微电流放大器与之相匹配.为了利用光电倍增管来观测光通量变化产生的一些物理现象,我们研制了直流微电流放大器,它具有高输入阻抗、低漂移、测量范围宽、结构简单等特点.     

8098单片机在冰箱侧板粘贴机器人自动生产线上的应用

文章重点介绍一种由三套８０９８单片机控制器控制的冰箱侧板粘贴机器人自动生产线的硬件原理及软件结构，并介绍单片机控制器控制直流电磁阀，接收行程开关、微动开关信号及接收光电接近开关信号等多种机电一体化方面的应用。     

基于背向拉曼散射的分布式光纤温度 传感器APD最佳雪崩增益的分析

本文分析了基于背向拉曼散射的分布式光纤温度传感器中光电接收用雪崩光电二极管雪崩增益对接收电路信噪比的影响,给出了使传感系统接收电路输出信号信噪比最大这一最佳意义下APD雪崩增益的表达式并进行了分析,实验结果和理论分析基本一致。     

一种双端输入差动线性放大器

<正> 一、引言在科研、文教、卫生和工农业生产中,人们常采用光电倍增管(其放大倍数一般达10°左右)作为光电转换元件以对微弱光信号进行检测;微弱光信号被光电倍增管转换成电信号后,因其过弱,还需要适当的放大,因此需要有一种高输入阻抗、低噪声、低漂移的直流放大器。当用光电倍增管来检测双光路的极微弱的萤光信     

基于背向拉曼散射的分布工光纤温度传感器APD最佳雪崩增益的分析

本文分析了基于背向拉曼散射的分布式光纤温度传感器中光电接收用雪崩光电二极管雪崩增益对接收电路信噪比的影响，给出了使传感器系统接收电路输出信号噪比最大这一最佳意义下ＡＰＤ雪崩增益的表达式并进行了分析，实验结果和理论分析基本一致。     

相位偏差接收系统的研究及仿真分析

零中频接收系统以其高集成、低功耗和易于单片集成等优点,正成为射频接收机中极具竞争力的一种结构.针对零中频接收机存在IQ不平衡和直流漂移等固有问题,对两种接收机形式由于存在相位偏移产生镜像信号的系统性能进行分析,并对其抑制能力进行仿真比较.再基于Similink软件重点分析交叉混频结构存在相位误差对接收系统性能的影响优于...     

浮动二值化电路

<正> 为了从漂移大的光电敏感元件的输出信号中进行开关量(ON—OFF)的检测,有必要利用限幅器电平按照漂移信号变化的所谓二值化方法。在此介绍一种用于清除漂移而取出有用信号的浮动二值化电路。     

实测海杂波光电图像混沌特性研究

基于随机信号模型的光电图像海杂波抑制是目前海杂波背景下目标检测常用方法,检测性能不甚稳定。在分析混沌动力系统相空间重构的基础上,通过提取实际海杂波光电图像序列的关联维数和最大Lyapunov指数,检验海杂波是否具有混沌性。实验结果表明:海杂波光电图像序列具有有限的关联维数和正的最大Lyapunov指数,验证了海杂波光电图像序列的混沌特性。海杂波具有的混沌特性使得可采用短时间预测法抑制海杂波,为海杂波光电弱目标检测提供新的解决思路。     

局部区域拟合的快速水平集图像分割方法

目的 由于灰度不均匀图像在不同目标区域的灰度分布存在严重的重叠,对其进行分割仍然是一个难题;同时,图像中的噪声严重降低了图像分割的准确性。因此,传统水平集方法无法鲁棒、精确、快速地对具有灰度不均匀性和噪声的图像进行分割。针对这一问题,提出一种基于局部区域信息的快速水平集图像分割方法。方法 灰度不均匀图像通常被描述为一个分段常数图像乘以一个缓慢变化的偏移场。首先,通过一个经过微调的多尺度均值滤波器来估计图像的偏移场,并对图像进行预处理以减轻图像的不均匀性;然后,利用基于偏移场校正的方法和基于局部区域信息拟合的方法分别构建能量项,并利用演化曲线轮廓内外图像灰度分布的重叠程度,构建权重函数自适应调整两个能量项之间的权重;最后,引入全方差规则项对水平集进行约束,增强了数值计算的稳定性和对噪声的鲁棒性,并通过加性算子分裂策略实现水平集快速演化。结果 在具有不同灰度不均匀性和噪声图像上的分割结果表明,所提方法不但对初始轮廓的位置、灰度不均匀性和各种噪声具有较强的鲁棒性,而且具有高达94.5%的分割精度和较高的分割效率,与传统水平集方法相比分割精度至少提高了20.6%,分割效率是LIC（local intensity clustering）模型的9倍;结论 本文提出一种基于局部区域信息的快速水平集图像分割方法。实验结果表明,与传统水平集方法相比具有较高的分割精度和分割效率,可以很好地应用于具有灰度不均匀和噪声的医学、红外和自然图像等的分割。     

CDC光电锁相稳速系统理论分析

介绍一种以MCS 5 1系列单片机为核心的直流电机锁相稳速控制系统的组成、原理及理论分析。该系统采用光电编码器作为速度检测传感器 ,将传统的PID数字控制理论用于CDC (computer digital control)控制之中 ,并由单片机完成CDC的控制。本文给出了控制系统的软硬件设计。     

基于零交叉的噪声图像边缘检测

由于数字图像中可能包含不同程度的噪声,使得边缘检测在图像处理中变得比较困难。传统的边缘检测算法对于信号中的噪声比较敏感,使得边缘信息不能完全准确地检测出来。本文提出了一种基于零交叉的噪声图像边缘检测方法。在文献[1]算子的基础上先平滑图像,计算图像的梯度,然后对梯度图像用新推导出的递归算子求二阶导数,并分别按行方向和列方向进行过零点检测,最后合并两个方向上检测到的过零点得到图像边缘。实验结果表明,该方法不仅对于含噪图像具有良好的边缘检测效果,而且由于所有滤波算子都是可递归执行的,大大减少了运算量和运算时间。     

基于改进Canny算子的煤矿井下物体图像边缘检测方法研究

针对传统的Canny 算子检测井下物体低强度边缘能力不足的问题,提出了一种改进的边缘检测算法。该算法从以下三个方面进行改进：（1）采用一种新的四阶偏微分方程的降噪算法对图像去噪,进一步提高降噪效果,且在降噪过程中较好地保留图像细节,使井下物体更容易被检测。（2）采用自适应阈值的方法对图像边缘进行检测,实现了双阈值的自适应提取,能够较好地提取真实边缘。特别是在低对比度图像的边缘提取上,此方法更具有优势。（3）基于模糊判决的理论,在传统的Canny算法的基础上提出了一种有效的边缘连接方法。为了验证Canny边缘检测算子的效果,分别用Prewitt 、Robert 、Sobel、传统的Canny算子对井下图像进行边缘检测实验,结果表明,该方法在最大程度抑制噪声的同时,能检测到更多的低强度边缘,为井下煤矿探测机器人图像辨识奠定了基础。     

微弱信号混沌检测的自跟踪扫频控制方法

当利用混沌理论进行微弱信号的检测时,针对不同频率的信号只能分别构建不同的检测系统进行检测,势必使其检测效率低下.本文阐述了一种分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法实现了自跟踪扫频检测.为此,首先分析了微弱信号混沌检测方法中的变阈值法和定阈值法,指出了这两种方法的优缺点,然后提出了分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法开展了微弱信号的自跟踪扫频检测控制的研究,设计制作了微弱信号自跟踪扫频检测控制电路,并进行了微弱信号自跟踪扫频混沌检测的实验研究.结果表明该检测控制系统可以实现在噪声背景下的中低频率微弱周期信号的自跟踪扫频检测.     

基于小波分解的无线电引信目标识别

多普勒无线电引信目标识别的传统的方法是利用多普勒信号的幅值和增幅速率等特征进行目标信号识别.为使无线电引信在强背景噪声干扰的情况下能够正确地识别目标,就需要采取有效的信号处理方法识别目标.文中根据无线电引信回波多普勒信号功率主要集中在低频部分的特点,对淹没在噪声中的无线电引信回波信号进行小波分解,提取在不同频带内信号能量作为特征,用Fisher判别方法对目标进行检测.针对不同信噪比,对某典型无线电引信回波信号进行定量研究,从仿真结果可以得出该文方法能处理信号的信噪比达-7dB,表明该方法是有效的.     

光照不均管道内图像增强算法的研究与应用

采用机器视觉技术对大型引水压力钢管内的裂纹进行检测,容易受现场环境限制,使摄像机获取到的图片存在光照个均匀和掺杂噪声等问题.若不进行有效的预处理来消除非均匀背景光和噪声,会影响后期裂纹检测和提取结果.为此,提出一种新型图像增强算法,该方法基于线性空间滤波原理对图片的背景光进行拟合,以改善光照不均匀现象;利用小波变换去除...     

基于TOF深度图像修复的输送带煤流检测方法

传统的带式输送机煤流检测装置中,核子胶带秤存在一定安全和环保隐患,电子胶带秤检测精度易受输送带张力、刚度等因素的影响;而基于超声波、线激光条纹、双目视觉等技术的非接触式检测方法存在实时性差、测量误差较大等问题。提出了一种基于飞行时间(TOF)深度图像修复的输送带煤流检测方法。通过TOF相机获取输送带运煤图像;对TOF图像进行均衡化处理,采用帧差法和边界跟随算法去除背景噪声,获得感兴趣的煤料区域;针对TOF深度图像因边缘处存在飞行像素噪声与多径误差噪声而导致的边缘信息不准确问题,提出强度图像引导的深度图像修复算法,通过Canny边缘检测算法寻找深度图像和强度图像的相似边缘,基于强度图像的有效边缘信息对深度图像边缘处的不可靠数据进行校正,并进一步基于Navier-Stokes方程和中值滤波器得到高精度深度图像;对煤料区域进行像素级分割,并建立煤料体积计算模型,结合输送带速度得出输送带煤流。实验结果表明,该方法的检测误差不超过3.78%,标准差不超过0.491,平均处理时间为83 ms,满足实际生产要求。     

视频序列中运动目标检测算法

提出一种结合区域级和像素级背景差分法的目标检测算法,可以有效解决视频序列中噪声分布不均问题。利用一种基于熵能的局部自适应阈值划分出前景和背景,在此基础上对前景和背景邻接区域像素点进行检测,并提出一种自适应光线变化的背景更新算法。实验结果表明,该算法比传统单阈值背景差分法抗噪能力更强,检测目标轮廓更加完整,能够准确检测出运动目标。