凝视型激光主动成像系统性能验证

为了研究凝视型激光主动成像系统对非合作目标的成像性能及在目标跟踪中的应用,设计了基于APD阵列和分束照明的凝视型激光主动成像系统。对激光回波功率与目标距离之间的关系进行了理论分析,结果显示:200m外目标的回波功率小于1μW。为提高系统作用距离,选取高增益带宽积跨阻放大器OPA657N提高系统增益,并通过优化元件布局来克服高跨阻值时的通道串扰。实验验证了距离方程的正确性。在此基础上,采用八连通团块检测方法实现目标探测,并对两轴目标跟踪进行了实验验证。结果显示:系统能够对200m处非合作目标稳定成像,并能获取420m处非合作目标的回波信号;当目标在俯仰轴、偏航轴方向行程大于2.5°时,系统能够实时探测并稳定跟踪。     

ICCD增益对激光主动成像系统成像品质的影响

以理论分析和实验数据为基础,用信噪比和对比度指标评价图像品质,分析了ICCD增益对图像信噪比和对比度的影响,为使系统成像品质最佳而合理选取增益大小提供了有益的参考。     

激光主动成像系统信噪比模型的研究

为衡量激光主动成像系统的性能,根据主动成像系统的成像过程,通过分析目标与背景的辐射特性、大气的后向散射特性,距离选通特性以及激光发射器和接收器的性能,建立了激光主动成像系统的信噪比模型。并利用工作波长为0.532μm的固体激光器,ICCD相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,开展了距离选通激光主动成像实验,通过实验结果分析,验证信噪比模型的正确性。     

激光同步扫描三角测距系统仿真软件开发

针对传统三角测距法测量范围有限的局限性,提出了激光同步扫描三角测距成像的方法.通过研究激光同步扫描三角测距成像系统的成像模型,在结构、具体参数以及三角测距原理的基础上,进行设计与分析并开发软件工具.软件开发以Open Inventor为底层库、Visual Studi0 2008平台为核心,实现系统图形显示及采集数据三维点阵显示.软件开发最终实现既能够满足界面友好的人机交互,又可以有效完成系统及曲线的图形显示.     

激光主动探测系统二维均匀扫描设计

二维扫描振镜是激光主动探测系统实现一定视场范围内扫描探测的重要部件.针对振镜非均匀扫描的缺陷,讨论了二维扫描振镜的工作原理,分析了扫描激光光斑全覆盖条件,推导了等间距扫描量与驱动信号之间的关系式,结合单片机控制电路,给出了均匀扫描的软件实现方法,并对实现均匀扫描的电路进行了时序分析.该方法过程简单,激光光斑的均匀采样易...     

基于距离选通的激光主动成像技术的研究

距离选通激光主动成像可在恶劣环境条件下有效克服大气后向散射和背景干扰,得到被观测目标的高对比度图像.详细分析了大气后向散射对主动成像系统的影响,阐述了距离选通成像技术高速门控成像的原理,并就构成距离选通激光主动成像系统的关键器件如光源、像增强CCD(ICCD)、接收光学系统提出了具体性能要求和选取中需遵循的依据,文章最...     

激光荧光光电成像系统及其应用研究

本文报导一种以SEC快门摄象管为图像传感器,CA5300图像卡为图像数据帧存贮体,微型计算机为控制中心的新型荧光光电成像系统。运用系统中独特的快门装置,做出了时间分辨成像,消除了背景荧光对成像的影响,并由微机对采集到的荧光图像进行必要的图像增强和噪声消除等处理后输出再显示,效果良好。文章最后给出系统在潜指纹荧光探测和细胞结构荧光探测两方面的应用研究及其结果。     

激光主动成像图像的多帧后处理算法研究

在确定激光器的发散角度、脉冲峰值功率、接收光学系统的参数以及确定激光器和接收光学系统的几何配置后,激光主动成像系统要想得到更远距离更高分辨率的微弱目标的图像,就只受微弱目标的探测成像及处理技术的制约,因为在较长的距离和有限的激光能量下,不可能立刻照明整个目标场景,接收成像端CCD上每个像素接收到的光照度也不可能达到相当的水平。为了在特定的脉冲激光能量下增加成像系统的成像距离,同时减轻大气扰动对成像分辨率的影响,研究了一种独特的图像处理算法,用激光多脉冲来获取整个目标场景的图像,采用辐射量来确定每次曝光时间内最大景物照明区域,这种独特的多帧后处理算法,可以在大气扰动和连续散粒噪声影响下,得到比传统连续照明方式更高分辨率的图像。     

激光三维成像系统

由于“发现”号航天飞机成功与国际空间站接轨，并完成对飞船底部表面损坏的检查工作，负责航天飞机的“眼睛”——三维成像系统的厂商开始着眼于产品盈利阶段。     

基于双隐含层BP算法的激光主动成像识别系统

在传统激光主动成像系统的基础上,结合目标识别技术搭建了一个激光主动成像识别系统实验平台,用于研究激光主动成像后的目标识别。介绍了实验平台的工作原理,基于Hu矩特征的双隐含层BP神经网络算法以及实验处理流程和实验结果。特征量由7个不变Hu矩构成,通过240张原始目标样本库对由136个权值系数构成的双隐含层BP神经网络算法进行了训练。利用训练好的双隐含层BP算法对黑夜条件下远处的运动目标--43式冲锋模具枪进行了实验研究,成功获得了清晰的红外激光主动成像效果。实验显示对450 m处2 740帧和550 m处2 420帧激光主动成像图像的统计识别率达到了68.87%和72.11%,其中旋转变换下的统计识别率可达80.05%和84%,好于仿射变换的识别效果。     

激光测距系统整形模块和低通滤波模块优化设计

由于减小相位式激光测距系统的鉴相误差可提高测距精度,本文对鉴相器前置整形模块和后置滤波模块进行了优化设计,以提高鉴相精度.针对整形模块,引入了迟滞比较器,克服了传统开环比较电路在实际噪声条件下存在的多重触发缺陷,解决了鉴相器输出方波高电平宽度不稳定的问题.针对滤波模块,介绍了基于MC4044鉴相芯片的两种典型放大/滤波电路及其缺陷,使用FilterPro软件设计了4阶有源低通滤波器,并说明了它相对于典型设计的优势.实验结果表明:相比于开环比较器,本文设计的迟滞比较器避免了接地(GND)噪声引起的多重跳变现象,输出方波的上升沿时问由1.66μs下降为108 ns;与基于MC4044的两种典型放大/滤波模块设计相比,本文设计的低通滤波电路克服了输出DC电平值非线性变化的缺陷线性度(R2)值由0.908 3提高至0.999 9)和灵敏度较低的缺陷(转化增益常量提高了96.5％),而输出DC电平上的干扰信号峰峰值则由50～230 mV下降至10～ 20 mV,有效减少了后级的A/D采样误差,提高了鉴相精度.     

基于激光测距技术的桥式起重机定位系统

为了解决罩式退火炉生产工艺中桥式起重机定位系统所存在的定位精度差、定位效率低、运行不平稳的问题,在保留原桥式起重机结构和控制方式的基础上,设计了采用激光测距器和条码定位仪作为测距测速传感器,结合工控机与可编程控制器实现精确的绝对认址及闭环控制的新型的桥式起重机定位系统。实际运行表明,该定位系统可使桥式起重机达到平稳加、减速运行,实现起重机在现场作业中高效精确定位,快速平稳运行。     

激光扫描共聚焦光谱成像系统

在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分。采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（400~700 nm）内的光谱带宽,其最小光谱带宽优于5 nm。用488 nm激光和低压汞灯实际测量了几条谱线对应的狭缝位置并和理论值做了比较,结果显示实际狭缝位置和理论值的差值均小于0.1 mm。在全光谱和50 μm出射狭缝（对应2.5 nm光谱带宽）对老鼠肾脏组织进行了共聚焦光谱成像实验,获得了老鼠肾脏组织中DAPI标定的细胞核图像和Alexa Fluor^®488标定的肾脏小球曲管图像,实现了对老鼠肾脏组织不同成分的区分。实验结果表明：提出的系统能够进行共聚焦光谱成像,扩大了共聚焦显微镜的适用范围。     

基于激光测距的三坐标测量系统研究

提出了基于激光测距的三维坐标测量系统。介绍了系统所采用的 PSD光学三角法测位移原理 ,并分析了影响测量精度的因素 ,提出了相应的补偿方法。最后 ,研究了系统的控制方法。     

脉冲激光测距中信号处理系统嵌入式设计与实现

脉冲激光测距是一种技术先进、应用广泛的测距技术。介绍采用嵌入式设计实现基于脉冲激光测距原理的测量系统,着重论述了以可调节增益放大器和高速模数转换器为基础的电路设计,给出了硬件和软件的设计方法,实现了高精度时间间隔测量,并研制了专用的嵌入式检测仪器,具有良好的测距效果。该电路成本低、测量精度高,特别适合于大批量生产、低成本要求的应用。     

基于超定方程组的相位激光测距解模糊算法

快速准确的测距解模糊算法是相位式激光测距仪实现快速测距的关键问题。研究了一种基于超定线性方程组的相位测距解模糊算法,该算法避免了对最优解的搜索,因而运算量小、求解速度快。首先使用差频测相法在较大的不模糊距离上捕获到目标,获得近似距离值,然后使用这一距离值准确求解出不同频率调制波之间的周期数之差,从而构建超定线性方程组,最后应用最小二乘法求解出准确距离。同时还对该算法的2种解法进行计算机仿真,比较仿真结果,选取用间接法求解目标距离,并对该解法进行了精度分析。对3台K-60系列激光测距仪在精度为0.18 mm的国家标准基线上进行了测距试验,结果表明,3台样机的平均测量误差小于2 mm,测量标准差小于1 mm,验证了该算法是有效的。     

利用恒星标校卫星激光测距经纬仪指向精度

指向精度是影响卫星激光测距经纬仪盲跟和白天测星的重要因素,而恒星标校法可以提高卫星激光测距经纬仪的指向精度,从而满足观测的需要.文中给出了一种利用观测恒星标校卫星激光测距经纬仪指向精度的方法.首先建立了影响经纬仪指向精度的状态参数模型,然后通过选择一定数量的恒星进行观测,确定出该模型的状态参数.最后给出了利用这种方法标校长春人卫站卫星激光测距经纬仪指向精度的结果.