线阵CCD测量高速弹丸图像信息处理研究

针对线阵CCD测量飞行弹丸着靶位置的图像信息处理问题,研究了线阵CCD在动态测量中的图像处理方法,包括噪音点剔除、图像平滑、边缘识别等.结合所采集到的实弹弹丸图像信息,分析弹丸图像的特点,利用帧相减、插值平滑算法,寻找弹丸图像边缘特征;为了提高系统测量精度,提出三次样条插值方法对弹丸图像边缘进行亚像素级细分,提高图像边缘检测精度,并通过实弹采集与处理,测量精度可达0.2个像素.

Abstract：

In the weapon shooting range,linear CCD is used to measure the image information of flying projectile shooting the gaol.The method of image processing is studied in dynamic measure,including the noise pixels elimination,image smoothing,boundary recognition,and so on.The image features of projectile are analyzed,the method of frame subtractting and interpolation smoothing arithmetic are used to analyze the feature of projectile image boundary.The three-order spline interpolation arithmetic is put forward to carry out the image sub-pixel subdivision,and enhance the measure precision.The technology has been used to measure the real projectile,and the precision reaches to 0.2 pixel.     

线阵CCD参量测试系统

根据CCD光电参量的定义和测试方法,设计一种线阵CCD参量测试系统.硬件上该系统以LED为光源,用CPLD驱动线阵CCD采集光线,由USB接口传输数据;软件上用Veriolog HDL开发CCD驱动程序,keil C开发USB接口固件程序,VC 开发USB上位机驱动程序、界面操作及数据处理程序.该系统能够方便地观察CCD的驱动时序及输出信号,实现主要光电参量的测量,并且结构简单、操作方便,适宜高校实验室应用.     

基于LED的小目标主动式三角对焦技术研究

主动式三角对焦法因其结构简单、测试速度快、使用方便灵活等优点,在自动化生产、工业测量等领域有着的巨大应用价值而受到广泛关注。但是在面对小目标被测物体或具有如曲率较大等非常规表面的物体时存在可能丢失目标的问题。针对这一问题,综合LED具有大照明视场的特点,本文提出了一种基于LED的小目标主动式三角对焦方法,从理论和实验两方面对该方法测量小目标和非常规表面物体距离的能力进行了验证。实验结果表明,该模型的实际测试值与理论分析值基本吻合,证明了该模型的实用性,拓宽了激光三角测距技术的应用范围。     

线阵CCD图像特点及识别算法适应性研究

针对线阵CCD扫描图像识别精度难以提高的问题,深入分析了扫描运动对图像质量的影响,指出行距不均匀和扫描位置重复性差是影响识别精度的关键因素,在此基础上,提出了沿像元排列方向搜索边缘点,用曲线拟合识别圆心坐标的方法,避免了扫描行距对识别的影响,实验证明,该方法有效可行,识别精度可达亚像素级.     

激光等距非接触测量车身曲面装置的研究

介绍了一种基于激光三角法的激光等距非接触测量车身曲面的装置。测量系统采用半导体激光器作光源 ,线阵 CCD作光电接收器 ,运用数字图像处理技术 ,使系统精度达到比较满意的程度。     

基于Quad-Edge结构的散乱点集三角剖分并行算法研究及实现

三角剖分算法在计算几何中的地位非常重要,其中三角网格的剖分效率及质量对后续研究有着重要的影响。对Delaunay三角剖分算法的基本原理进行了分析,基于散乱点集研究了基于Quad-Edge结构下的分治算法,并将目前流行的Map-Reduce并行编程模型引入到对散乱点集进行基于Delaunay三角剖分中。实验结果表明基于Map-Reduce编程模型实现的三角剖分并行化在大数据量的情况下大大提高了剖分的效率,速度明显高于基于Quad-Edge结构实现的分治算法以及基于三角形索引的Bowyer-Watson三角剖分算法,并且具有很好的弹性计算能力,这对三角剖分的后续研究有重要的借鉴作用。     

基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统研究

为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法.系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储.通过USB2.0接口将数据稳定传输至上位机,对光谱数据进行中值与小波混合算法去噪处理,最终获取光谱曲线.系统使...     

基于CCD的激光微位移测量系统研究

介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He-Ne激光器为光源,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比,其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高,并实现了微位移的全自动测量。     

凸轮激光热处理控制轨迹研究

为了解决凸轮激光热处理过程中热效应相等的问题,在保证激光光斑在工件曲线表面的相对扫描速率恒定、热处理过程中激光聚焦镜中心到工件轮廓表面的距离不变以及激光束始终沿工件轮廓面的法线方向入射的技术基础之上,提出了控制激光光斑匀速运动的瞬时同心异径算法。同一时刻,工件轮廓表面与等距线上对应点具有相同的圆心,通过设定的工件轮廓表面恒定扫描速度,可以反求出位于等距线上相应点激光头的速度,进而对激光头进行控制。利用MATLAB进行了仿真计算,得出了等距线上激光头的速度值。结果表明,该算法可以解决激光热处理过程中激光头的速度问题。     

OFDM系统中基于导频信道估计方法的研究

对基于导频的信道估计中的插值算法,包括线性、高斯、变换域、低通滤波及三次样条插值算法的性能、特点进行分析比较。其中,三次样条插值算法在对复杂信道的估计方面,具有更好的性能和灵活性。最后,给出三次样条插值利于工程实现的简便算法。     

太阳能航标灯实时监测系统

由于特殊的使用环境,航标灯容易被冲离航道或发生碰撞,供电系统易腐蚀老化,管理维护难度较高。基于无线监控技术设计了多功能实时监测系统,利用GPS定位与GPRS数据传输,准确定位航标灯位置与传输工作状态数据,实现对航标灯的远程监控。采用差分定位提高定位精度至1.5 m,规范了用户层数据传输格式,并对系统功耗进行了计算。测试证明,该方案在定位精度与系统工作稳定程度上都达到了实际应用的要求,比常规航标灯系统更具备智能化。     

基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统的研究

针对研制仿生微纳导航传感器的需要，设计了一种基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统。介绍了仿沙蚁偏振光测试模型及装置，给出测试系统的总体框架，对系统的硬件设计和基于Lab-VIEW的软件开发进行了探讨。最后采用测试系统进行了仿生偏振测角实验，实验结果达到了预期的目标。     

基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统的研究

针对研制仿生微纳导航传感器的需要,设计了一种基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统。介绍了仿沙蚁偏振光测试模型及装置,给出测试系统的总体框架,对系统的硬件设计和基于Lab-VIEW的软件开发进行了探讨。最后采用测试系统进行了仿生偏振测角实验,实验结果达到了预期的目标。     

发光强度测量与计算在探针测试中的应用

通过对光谱仪的控制,对各项发光强度参数的计算与校准,在传统的探针设备基础上增加发光强度的测试过程,从而丰富探针设备的功能。目前设备已经达到红、黄、蓝光芯片的测试的要求,并在客户现场投入使用。主要总结归纳发光强度测量计算方法与实验结论。     

某型机载导航计算机系统检测平台的硬件设计

为解决导航计算机系统飞行训练故障多、排故难的问题,满足大修厂对航空导航计算机系统的检测需求,以工控计算机为平台,采用高精度的14位旋转变压器和大规模数字集成电路,设计出一种检测速度快、故障定位准确的自动检测平台,模拟角度精度可达到1.3'.通过模拟机载设备之间的通信信号,可实现对数字计算机、控制台和代码转换装置的功能性...     

A System Framework for Map Air Update Navigation Service

The quality of navigation service is determined by the accuracy of the available data. For existing navigation services, a full map update is provided in order to keep the map data of mobile devices current. As content and services of mobile devices have recently been diversifying, the size of map data managed in mobile devices has increased, reaching several gigabytes in size. It generally takes tens of minutes to write several gigabytes of data into mobile device storage. For traditional navigation systems, a complicated storage structure called a physical storage format (PSF) is used to assure maximum processing performance of map data in mobile devices within limited resources. Consequently, even though modified navigation map data actually affects only a portion of a map, the full map data is updated because partial updates are not possible. In this paper, a navigation system is studied to solve this difficult partial map update problem. The map air update navigation system, which is the result of this study, provides real‐time partial map updating using wireless communications.     

自适应线性神经网络在车辆组合导航的应用

针对车辆GPS/DR组合导航系统中位置误差预测难以建立精确的数学模型的问题,提出了自适应线性神经网络建立位置误差预测模型的方法。该方法对来自GPS、DR的位置数据采用小波去噪,在GPS有效时用GPS、DR的位置信号建立线性神经网络位置误差预测模型,在GPS失效时预测位置误差并推算车辆实时位置。仿真表明,该方法对车辆组合导航系统是有效的。     

基于红外光强的数字微流控系统定位

基于介电润湿(EWOD)效应的数字微流控(DMF)系统是一种能够实现多个独立的微液滴控制的新兴技术。该技术具有芯片结构简单、控制方法易于实现、样品消耗小和无流体运动死区等优点。为了满足DMF系统液滴精准驱动与控制的迫切需求,提出了一种基于红外光强的DMF系统定位方法,该方法可以在驱动控制液滴的同时,实现无输入参数的液滴精准定位。进一步基于该定位方法,实现了DMF系统的反馈控制。最终实现了一套具备液滴驱动、定位和反馈功能的DMF控制系统。实验结果表明提出的方案有利于提高DMF系统应用的成功率和可靠性。在同样的芯片参数结构下,成功率提高了约38%。同时设计的控制系统可以为其他研究基于EWOD的DMF系统的研究团队提供一个可靠的自动化实验平台。     

白光干涉检测仪垂直扫描系统设计

白光垂直扫描干涉测量方法具有高精度、大量程并且为非接触测量等优点,因此被广泛地应用于半导体、微机电系统(MEMS)等检测领域.传统的白光扫描干涉仪采用压电(PZT)陶瓷驱动器,虽然能实现高精度的测量,但存在量程小、测量效率低等缺点.基于此,提出了以步进电机作为驱动器、高精度光栅尺作为位置反馈的白光干涉垂直扫描运动平台,并设计了以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心处理器的控制板卡.实验证明,该运动平台在运动速度为50 μm/s时,定位偏差小于15 nm,最大行程为3 mm,实现了高精度、大行程以及高效率的扫描检测.可以以较低的成本实现对具有高深宽比的微纳器件形貌的检测.     

Raman-Nath衍射光强的研究

介绍了一种新的关于拉曼-内斯(Raman-Nath)衍射光强的推导方法。采用先推导超声光栅中一个栅缝的衍射光强,然后再考虑周期排列的N个缝的缝间干涉因子的思路,从而得到光强。该方法体现了周期性,得出了主极大的半角宽度,次级大的数目位置等性质,最后对这些性质的应用进行了探讨。