多通道时间延迟积分CCD辐射标定和像元实时处理

剖析了时间延迟积分CCD(TDICCD)像元校正对信噪比和调制传递函数测试的影响,设计了基于辐射标定和地面控制的多通道TDICCD像元响应非均匀性实时处理方法以提高星上实时图像的像元响应非均匀性。该方法基于辐射标定去除图像的固定图形噪声,并校正图像奇异点;通过分析星上实时传输图像,处理奇异点像元的图像问题,实现地面控制像元响应非均匀性的实时调整。提出的系统实时处理方式可以不改变硬件结构即有效改善图像的视觉效果,对于坏像元、像元性能降低、像元污染等特定情况有很强的纠错能力。实际成像试验的对比表明,该方法对信噪比、调制传递函数有很好的修正作用,其精确调整能力分别达到0.1db及0.01;在50%饱和值下测试的图像非均匀性指标达到1.25%。该方法结构简单,在工程实践中有很好的应用前景。     

基于图像处理技术的电梯门控制系统

为了实现电梯门更加安全、智能地运行,开发了一种非接触式电梯门控制系统。该系统采用CMOS图像传感器OV7620作图像采集,在以ARM9芯片S3C2440作为主控制器的开发平台上,运用先进的动态图像处理算法—区域阈值差分法,对电梯门间图像进行动态检测,实现了实时地检测到需要使用电梯的人,使电梯门快速响应打开。实验结果表明,该系统的实时性、适应性都基本满足要求,具有较大的实用价值。     

红外图像非均匀性实时校正的新技术

介绍了红外图像非均匀校正的基本方法,并以多点校正方法为例,利用DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性,自动完成了图像的非均匀性实时校正.给出了校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程.用像元数为128×128的红外焦平面阵列进行了图像非均匀性实时校正实验,并对校正前后的图像进行了对比.实验结果达到了预期目的,表明基于DSP的红外图像非均匀性实时校正系统实现的校正方法简单,效果理想.     

CCD像素响应不均匀性的校正方法

从理论上分析了CCD暗电流和光电响应不均匀性产生的原因,根据光电响应模型提出了CCD像素光电响应不均匀性的校正方法,给出了像素光电响应不均匀性的校正系数用以计算校正量;并针对实际情况中干扰光的影响,提出了采用变波长去除干扰方法,对校正方法进行了修正;最后通过仿真对算法进行了验证.结果表明,能量和噪声的不同对算法的影响不大,校正量是随着光信号能量分布变化的,标定过程不受信号的影响,具有自适应性.该校正方法可以有效地减小CCD像素光电响应不均匀性带来的图像噪声.     

空基紫外成像仪关键器件ICCD非均匀性校正技术

从理论上分析了ICCD光电响应非均匀性的产生机理,并由此建立光电响应数学模型。基于两点多段非均匀性校正算法给出了ICCD非均匀性校正方程,并通过大量实验得到ICCD在特定条件下的校正系数。在实验过程中发现ICCD的雪花点(主要由探测器的随机噪声引起)和盲点是影响非均匀性改善的主要因素,采取相应照度的响应进行了补偿。结果表明:通过补偿和校正输出图像,可以有效地减小紫外成像仪由探测器的非均匀性所带来的测量误差,使非均匀性降低了37.1%,在一定程度上减少了由于ICCD的物理特性和制造缺陷所带来的固有图像噪声。     

大面阵高帧频CMOS成像电子学系统设计

为了满足大面阵高帧频CMOS探测器成像系统的设计要求,设计了基于GMAX0504探测器的CMOS成像系统,实现高帧频、大视场的成像需求;采用DDR3-SDRAM和NAND-FLASH,解决了图像数据存储速率与容量的瓶颈问题;通过图像处理的方法,提高了图像动态范围、信噪比(SNR)与调制传递函数(MTF)的设计指标;通过图像实时像元校正,提高了成像系统的光响应非均匀性(PRNU)指标。实验结果表明,图像信噪比(SNR)平均值为44dB,接近探测器的最大信噪比(SNR);光响应非均匀性(PRNU)均值为1.4%,满足成像需求。该CMOS成像系统设计结构可应用于更大面阵CMOS成像系统,为工程应用提供了保障。     

压电式力传感器的低频补偿方法及实验验证

提出了一种压电式力传感器低频响应特性的补偿方法,该方法是在频域上完成的。首先,对压电式力传感器的输出信号进行后处理,将输出信号与补偿函数相乘即可获得补偿后的输出信号,其中,补偿函数是压电式力传感器放电时间常数的函数;然后,以P5H压电陶瓷片为例,分别对其施加已知的阶跃外力和低频简谐外力,并分别将补偿前后的测试结果与已知外力进行对比,从而实现对该方法的实验验证。验证结果表明:该方法可以对压电式力传感器的低频响应特性进行有效的补偿。     

基于虚拟仪器的光纤MEMS法-珀压力传感器复用系统

提出一种基于虚拟仪器的光纤MEMS法-珀压力传感器的空分复用系统,实现了多个光纤F-P传感器的准分布式实时测量。利用虚拟仪器技术,对传感器的反射信号进行采集和相应的处理,从而解调出传感器所受到的压力。传感器的反射信号以及所受压力值都能在图形界面上实时显示并保存。实验结果表明,该系统具有良好的线性、灵敏度和精度,复用能力强,能实现压力的准分布式测量,操作方便,响应速度快。     

基于CCD的待车数传感器研究--等待车辆图像的腐蚀-膨胀识别算法

城市交通系统是一个复杂系统，为实现城市汽车流实时响应控制，交通信息的实时采集和处理显得尤为重要。针对现有车辆检测器需对道路进行破坏性改造等问题，研究一种基于单幅、静态图像处理的CCD路口等待车辆数传感器；提出在对图像连行有效的预处理的基础上，采用腐蚀-膨胀识别算法，使系统实时检测出交通路口的等待车辆数，并以此作为城市交通信号控制系统实时决策的状态信息。通过示例证明了算法的实时性、健壮性及自动化的应用前景。     

基于SOPC的红外焦平面阵列实时非均匀性校正研究

针对红外焦平面阵列（IRFPA）非均匀性多点校正过程中涉及的数据量大,难于实现实时校正的特点,提出了利用Altera公司单片可编程系统（SOPC）对红外焦平面阵列进行多点实时校正。利用SOPC的NiosII处理器定制指令功能,实现软件算法的硬件化,能够有效加速红外焦平面阵列实时非均匀性校正速度。实验结果表明利用SOPC实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正方法简单灵活,图像效果理想,能够很好地满足红外焦平面阵列实时非均匀性校正要求。     

斜视状态下航空遥感器像移的计算与补偿

航空遥感器成像过程中飞行器的向前飞行和姿态变化,使地面物体发出的光线相对于遥感器的光轴产生运动,从而引起共轭像点的运动,在成像介质上产生像移。运用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法,针对飞行器向前飞行使物体与光轴间发生的平移,以及飞行器姿态变化使光轴方向的改变,建立了光线矢量与光轴单位矢量间的关系,得到了航空遥感器在斜视状态下的像移模型。以实测遥感器的工作参数为条件,分析和计算了遥感器的像移,并给出了像移补偿的方法。实际应用证明光线矢量与光轴旋转变换相结合计算像移的方法,不仅综合了前向像移与姿态像移,而且计算简便,可推广于航空遥感器的研究中。     

推扫式航空遥感器像移补偿精度的分析

推扫成像是航空遥感成像中一种重要的工作模式,在该模式下飞行器的速度、航高、姿态角与姿态变化速率等因素会影响遥感器成像质量;如何对这些影响因素进行误差分析与误差分配是研制推扫式遥感器中的一个重要问题。本文通过运动的分解采用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法,在考虑偏流姿态角的调件下建立了系统像移模型;最后通过对各参数的误差分析与分配,应用蒙特卡罗法分析推扫式航空遥感器像移补偿的精度。     

基于多模感知的上肢康复训练轨迹跟踪研究

面向上肢康复训练过程中的人机交互应用场景,针对单一传感器难以准确、稳定跟踪上肢运动轨迹的问题,提出了基于惯性传感器与Kinect传感器的多模感知融合方案;为解决惯性传感器在轨迹跟踪过程中的累积误差问题,提出了多项式补偿与零值约束相结合的误差修正算法;针对Kinect传感器深度图像成像质量影响骨骼跟踪效果的问题,提出了变参数像素滤波器对深度图像进行修复。通过惯性传感器运动实验,验证了累积误差修正算法的有效性,X轴位移误差为7.8 mm;深度图像修复结果表明,深度像素损失点数减少约50%,图像更为清晰,并通过实验验证了基于深度图像能够有效跟踪骨骼运动轨迹;最后,通过轨迹数据融合实验验证了基于多模感知的上肢运动轨迹跟踪方案的可行性与有效性,计算时延仅1.2 s。     

光纤位移传感的改进网络补偿方法研究

本文研究了一种改进的网络补偿方法，在建立四光纤位移传感结构的数学模型基础上，说明了该方法的补偿机理，并对影响补偿性能的因素进行了分析。改进网络法具有补偿性能完善、实现简单的特点，对于光纤位移传感、粗糙度传感等具有重要的实用价值。     

图像处理在药片视觉检测系统中的应用

视觉检测系统可应用于药片自动包装流水线上,其中的图像处理模块经过图像增强、分割、特征提取步骤,最后实现药片包装的缺粒、缺损识别的目的.原始图像由带有CCD传感器的摄像头获取,由于光照不均匀导致图像对比度低.针对此问题,提出了基于高斯低通滤波器模型的灰度补偿方法,然后用阈值曲面去分割图像.结果在像素错分率和形状度这两项性能指标上有一定改进,提高了识别的准确率.在几何特征提取中,提出了一种改进的周长计算方法,加快了检测的实时性.     

电阻应变式传感器在应用中的误差补偿

介绍电阻应变式传感器在应用中由于环境温度等因素的影响,会产生各种误差。传感器在实际测量中采用温度补偿、非线性误差补偿、智能压力传感器补偿的方法来提高测量精度,保证测量的准确性。     

冲击波压力传感器动态特性补偿及其应用

为修正压力传感器动态特性引起的测试误差,避免传感器动态建模误差影响补偿结果,提出了一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法和均方误差的传感器动态补偿方法。通过对传感器进行逆建模,寻优得到了最优阶次的补偿器系数,利用激波管动态校准实验对该方法进行了验证,分析了补偿前后传感器的时域与频域特性。结果表明,该方法有效扩展了传感器的工作频带;在实弹测试中,减小了动态测量误差,提高了测试精度。     

Design and application of a small size SAFT imaging system for concrete structure

A method of ultrasonic imaging detection is presented for quick non-destructive testing (NDT) of concrete structures using synthesized aperture focusing technology (SAFT). A low cost ultrasonic sensor array consisting of 12 market available low frequency ultrasonic transducers is designed and manufactured. A channel compensation method is proposed to improve the consistency of different transducers. The controlling devices for array scan as well as the virtual instrument for SAFT imaging are designed. In the coarse scan mode with the scan step of 50 mm, the system can quickly give an image display of a cross section of 600 mm (L) × 300 mm (D) by one measurement. In the refined scan model, the system can reduce the scan step and give an image display of the same cross section by moving the sensor array several times. Experiments on staircase specimen, concrete slab with embedded target, and building floor with underground pipe line all verify the efficiency of the proposed method.     

压力传感器厚膜温度补偿技术研究

采用厚膜电路制造技术实现硅基压力传感器的温度补偿,不仅可以使传感器的补偿精度高、补偿温区宽,而且可以使传感器的可靠性、抗震动性、耐高低温冲击性以及传感器的外观品质得以全面提升。文中介绍了压力传感器温度补偿电阻网络的原理、厚膜电路的设计和制造技术、网络阻值调整等方面的研究,通过合理的版图、结构和工艺设计,实现了OEM压力传感器的温度补偿,已在压力传感器产品的生产中得到成功应用。     

Z-力敏传感器分段线性化法补偿

设计Z-型力传感器的工作电路,给出了力数字传感器输出标准值.通过单片机编程实现分段线性化的方法进行非线性补偿;对于温度补偿采用不同的补偿数据;对于分散性采用标度变换的方法;对于零点漂移采用测量加载频率和空载频率差进行判断,并通过程序判断进行锁定的方法.实验结果表明,设计的Z-型力传感器的输出与期望的线性输出的最大引用误差小于±0.5%,满足一般测量要求,对于Z-型力数字传感器的批量化生产具有现实意义.