基于面阵CCD的相机自动调焦技术

为满足摄影分辨力的要求 ,在航空相机拍摄过程中 ,镜头位置要随着摄影距离的改变相应调整。线阵CCD交汇测量能准确测定点目标的距离 ,但对于面目标测量难度较大 ,若用面阵CCD替代线阵CCD ,并利用小波变换获取的图像边缘特征 ,自动识别相同点目标在不同CCD面上的成像位置 ,可实现面目标距离精确测量和相机焦距的自动调整。     

一种针对空间突发闪光目标的测角系统

针对空间闪光目标发生时间和位置的随机性,持续时间短等特点,研制了一种基于线阵CCD作为探测器的实时测角系统,阐述了系统的组成、测量原理,并设计一种新型软件滤除背景光的算法,结合数字化求重心法得出闪光目标的角度位置。实验结果验证了本测角系统方案的正确性。     

线阵CCD图像传感器在瞬时车速测量中的应用

设计了一种利用线阵CCD图像传感器测量汽车瞬时速度的方法。系统以线阵CCD作为前端检测装置,C8051F010为信号处理芯片,相关算法为核心算法,具有实时性高、计算速度快、对测量环境要求低等优点,能满足汽车衡动态称重算法中对瞬时速度的实时性、准确性等要求,为有效解决动态汽车衡的称量准确度提供了一种可靠的速度补偿方法。     

高温环境中线阵CCD图像特点识别算法适应性研究

利用激光三角折射法在高温环境(高于650℃)条件下,对玻璃厚度进行在线测量,要求精度优于±0.02 mm.由于实际测量环境与标准实验室测量环境差距大,能否在恶劣环境中实现像点精确定位是仪器设计的关键问题.在分析高温环境中CCD目标像点热致光学误差、激光传输湍流效应的基础上,利用目标像点内像素间灰度值的高度相关性,构造一个尽可能精确反映目标区域像素灰度值、目标像点质心位置之间关系的数学模型,从而实现对点目标像点位置的精确估计.     

高精度双线阵CCD非接触直径测量系统

设计引入一字线状激光作为目标检测光源,搭建了光学直径测量系统。为了突出目标检测工件特征,设计通过实时改变光积分时间以增强边缘信号特征。采用现场可编程门阵列(FPGA)作为CCD的驱动设备和信号处理器,采用亚像元边缘检测算法对一维图像数据进行处理,最后将结果实时显示出来。实验表明:系统能够完成目标检测任务,检测精度可以达到微米级。     

一种基于改进投影方法的点云拼接算法*

针对传统ICP（iterative closest point）算法在收敛速度或拼接精度上无法同时满足实时测量要求的问题,提出了一种适用于单、双目结构光三维测量系统的快速且高精度的点云拼接算法。该算法首先将参考视点云上的采样点反向投影到目标视点云的2D成像平面上,然后再将2D反向投影点正向投影到目标视点云上,展示了一种由目标视投影点到采样点法线上的投影直至收敛于线—面交点的迭代过程。实际测量结果表明,该算法在保证拼接精度的同时显著提高了收敛速度,是一种具有很高实用价值的拼接算法。     

基于CCD亚像元细分原理的点目标自动采样算法

该文首先从短焦距镜头和给定CCD成像阵列的成像特性出发，分析了实现亚像元成像与定位的必要性。在对比提高像素分辨率和提高测量分辨率这两种亚像元动态成像技术之后，研究了如何在保持现有硬件系统不变的情况下，通过软件插值细分实现亚像元定位的方法。针对点目标图像可能存在的“方块效应”与“细节退化”现象，结合点目标灰度特性处理技术，改进并完善了邻域线性插值细分方法。从而，提出该基于CCD亚像元细分原理的点目标自动采样算法。实验结果证明：该算法简单、可靠、稳定、快速，并具有一定适用性，为相关领域内的应用提供了宝贵的参考价值。     

新型三维形貌测量系统SIFT算法改进研究

将测绘领域的三线阵摄影测量原理应用于运动物体三维形貌测量,提出一种基于三线阵CCD的新型三维形貌测量方法。针对新型测量系统获取的三线阵CCD影像同名点匹配问题,研究了常用的影像匹配算法,并选用SIFT匹配算法。由于传统SIFT匹配算法处理大尺寸图像耗时长、提取匹配点数少等不足,对算法进行优化,并提出基于新型大尺寸三维形貌测量系统的匹配搜索策略,确定最优匹配阈值,最后通过对比实验进行验证。实验表明,改进的算法能够解决匹配影像视角变化等问题,缩短算法处理时间,增加匹配点数,提高算法性能。     

目标的检测和跟踪在通航船模试验中的应用

首先介绍了一套多CCD的船模自动测控系统,对电视图像船模自动识别与跟踪等关键技术进行了详细的讨论。然后根据通航船模试 验要求在自然光条件下进行实时测量、实时数据处理和自动操纵控制,实时性与定位精度要求比较高的特点,综合了多种目标识别方法的优 点,提出了符合船模试验要求的目标识别与跟踪的方法。在一定的分辨率前提下达到了对运动船模实时测最和记录的要求。     

基于多片前方交会的工业摄影测量自动匹配

针对数字工业摄影测量中的人工标志点的快速自动匹配问题,根据从物方空间角度描述核线的原理,提出了一种基于空间前方交会的匹配算法。该算法首先通过计算投影线间的最短距离来确定一组初始匹配像点;然后通过双片空间前方交会来确定一组潜在的物方点,并将其按距离分组;最后,将每一个潜在的物方点的坐标残差过大及属于同一张像片的像点剔除,同时通过判断与各物方点对应的像点数来确定同名像点。两组实验均证明,该算法不仅计算速度快,而且具有高匹配率和低误匹配率,能为数字工业摄影测量自检校光束法平差提供高精度的初值。     

线阵CCD精度靶图像触发算法设计

针对线阵CCD精度靶测量弹丸坐标时需要额外触发光幕发送触发信号来决定其何时开始采集的问题。在图像采集过程中,设计一种图像触发算法在接收线阵CCD相机的图像数据信号的同时自动检测弹丸并实时发送触发信号。通过研究弹丸图像的特性以及算法在FPGA上的硬件实现方法,利用当前采集到的图像对算法进行了实验验证。实验验证表明,该算法可有效识别弹丸信号,并能排除其它非弹丸信号的干扰。该算法对提高线阵CCD精度靶触发精度,精简线阵CCD精度靶结构具有十分重要的意义。     

基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统

为满足航空摄影测量需求,设计了基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统。该系统主要由CCD控制模块、数据实时处理模块和显示模块组成。系统充分利用FPGA内部资源,改变了传统FPGA配合微处理器的实现方式,相关算法和时序逻辑控制均在一片FPGA内实现并通过验证,可广泛适用于任何分辨率CCD的智能实时处理。     

基于FPGA和线阵CCD的高速图像采集系统

针对很多领域对被测物图像采集的高速和实时性要求,文中利用可编程的FPGA和线阵CCD技术,介绍了一种高速图像数据采集与传输系统的设计。该系统选用线阵CCD作为前端信号采集,采用FPGA产生与控制整个系统的时序,通过USB接口将采集到的数据传给PC机做进一步处理。本系统可在色选机中用于运动目标图像数据的采集,由于采用了高速且具有高度并行性的FPGA技术,在图像数据的高速实时采集和处理上较其他系统具有很大优势,且设计灵活,配合线阵CCD的运用,可有效提高精度、降低成本,对图像采集在其他方面的应用具有参考价值。     

基于增强型并口的CCD图像数据高速采集系统

针对CCD图像数据高速采集和实时传输处理,介绍一种利用增强型并口进行高速采集的方法;系统采用复杂可编程逻辑器件CPLD实现增强型并口的控制和系统时序与逻辑控制,为了保证CCD图像数据高速传输,采用FIFO(First In First Out)作为增强型并口总线和CCD数据流之间的缓存区进行数据缓存,协调传输速率与A/D采样速率的不一致,系统与计算机的高速数据传输采用VC++编程实现;通过实验结果得出系统数据传输速率达500 kB/s;该系统具有结构简单、性能稳定可靠、实时性强、体积小、功耗低等优点。     

高帧频面阵CCD实时显示系统设计

为了能够在特殊环境下拍摄到最优的图像,需要实时地调整相机参数,这要求实时显示拍摄的图像。使用FPGA配合通用Camera Link采集卡,设计了一套通用性很强的高帧频面阵CCD实时显示系统,使用Verilog HDL语言编写CCD驱动程序,能够通过USB实时调整相机的工作参数,使相机工作在最佳状态,使用KAI340D CCD在205.6fps的帧频下测试,系统工作良好,满足了实验需求。     

基于高速局域网的融合及匹配仿真平台研发

提出了基于高速局域网(High-speed Local Area Network,HLAN)的CCD/SAR图像融合仿真平台的设计思想及实现方法,提出并解决了仿真平台实现中的关键问题。提出了基于CCD/SAR融合图像的景像匹配系统仿真平台的实现方法,并应用该仿真平台对景像匹配技术进行仿真研究。仿真平台设计的模块化保证了其通用性和可移植性,而HLAN的引入保证了仿真过程的实时性。本仿真平台可应用于CCD/SAR图像融合技术研究和基于CCD/SAR融合图像的景像匹配技术研究中。     

大面阵CCD图像实时显示系统中的SDRAM控制器设计

在分析了同步动态随机存储器(SDRAM)的存储原理之后,针对大面阵CCD图像实时显示系统中的数据缓存问题,应用参数化设计思想,采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司的ISE开发环境下设计了一种较为通用的、接口简单的SDRAM控制器,并成功运用在大面阵CCD图像实时显示系统中,很好地完成了图像的存取任务。     

基于EPP工作方式下的CCD图像数据快速采集

为了加快科学级CCD相机图像数据的计算机采集速度，设计了CCD信号读出、A／D转换、数据传输流水线工作方式采集系统，不提高电荷转移速度的情况下快速采集图像。 充分利用计算机资源，采用计算机并行口的EPP工作方式的地址读和数据字读的选通信号，通过硬件电路产生CCD驱动、A／D转换、数据传输等所需控制信号的方法，并用电平标准转换方法，实现了射线数字成像检测中的较远距离图像数据快速采集。     

基于FPGA的智能视频融合技术研究

针对夜间或恶劣环境下交通事故频发的情况,提出一种在夜间或恶劣环境中辅助驾驶员改善能见度的技术,本技术是采用在FPGA内部对CCD捕获的可见光视频流和红外摄像机捕获的红外视频流进行实时融合、处理以获得极低或极强光照条件下图像信息的新方法;整个系统流程都在FPGA内实时完成,经过处理的视频流直接显示在位于司机前方的平视显示器上,以协助驾驶者在能见度低的环境中安全地行驶,在各种实验条件下经初步验证都取得了不错的效果。     

图像采集系统的面阵CCD驱动电路设计

详细介绍了基于面阵CCD器件的图像采集系统的构成,通过对CCD图像传感器ICX424AQ的驱动时序及数模转换芯片AD9943转换时序的分析,设计了用于图像采集的CCD驱动电路,并采用FPGA进行了实现。采用双线性插值算法,从表面覆盖Bayer彩色滤波阵列的CCD图像传感器获得全彩图像,图像数据以DVI格式实时发送到LCD屏上显示。