基于FPGA的线阵CCD光强自动采集系统设计

设计了基于FPGA的线阵CCD光强自动采集系统,该系统主要由线阵CCD光强采集、A/D转换和上位机通信三部分组成。 FPGA产生控制信号给CCD器件,采集光强输出模拟信号,经过A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号传输给FPGA,FPGA将数字信号进行处理并通过串口发至上位机。为了验证本系统的光强采集效果,分别使用75％、50％和25％的衰减片对光源的光强进行衰减,然后采集衰减后的光源衍射图像,测试结果表明,本系统能准确分辨不同强度的光信号,相对误差小于0.5％。     

光纤传感器光源驱动技术研究

驱动电流和有源区温度是影响激光二极管LD、超辐射二极管SLD的光强及光谱稳定性的关键因素。通过控制这些因素,LD/SLD的输出光强稳定性达到了0.5%和0.1%,并可使光源在-30～50℃环境温度范围内正常工作。     

锡膏激光扫描三维测量系统光强自适应调节技术

根据锡膏激光扫描三维测量系统在测量PCB电路板时底板和锡膏对激光光强的散射效果不同,设计并研制了一套光强自适应调节光源。该光源以程控电源为基础,分析光条中心提取效果与激光光强的关系,应用小波分解与频带能量比相结合的光强自适应调节算法实现测量系统光强自适应调节功能。进行了相关实验,实验结果表明该光源能够很好地实现锡膏激光扫描三维测量系统的激光光强自适应调节,并能选出最适合测量的激光光强,具有很好的适用性。     

引入三维阴影及镜面反射的两步光源检测算法

现有基于光照模型的增强现实逆向光源检测算法要求校准物体的表面是纯漫反射体,检测出的位置误差较大.针对这一问题,提出一种引入投影阴影三维形状特征及镜面反射分量的两步光源检测算法.算法分为光源位置和强度检测两个部分,在光源位置已知的条件下引入带有镜面反射分量的Cook-Torrance模型检测强度,并采用随机采样分区、误差处理等机制.同时使用投影阴影三维形状特征代替平面阴影角点特征,然后利用光线跟踪检测光照位置.实验表明该算法检测光源位置更加准确,检测光强有效,较好地解决了点光源位置检测不准确和受校准物材质限制问题.     

实时荧光定量PCR仪中荧光检测装置的设计

设计了基于LED光源的积分球式聚合酶链式反应(PCR)荧光检测装置。系统采用单色LED作为光源,经过积分球的均匀辐射后,减少光源对样品的影响,再通过光电倍增管与后续电路,得到PCR循环中的实时荧光光强,这有效地减小了荧光检测装置的体积,提高了仪器的性价比。实验通过装置和iCycler-iQ5实时荧光PCR仪的检测数据进行比对,仪器偏差分别为9.44%和25.98%,发现装置具有更高的精确度,更好的稳定性和重复性。     

有源相控阵天线远场测试系统设计

为解决某型有源相控阵天线辐射特性测试占机时间长、系统不稳定、交付能力不满足生产需求等问题,开展了有源相控阵天线辐射特性校准与测试技术研究。针对被测产品体积小、频段高、天线单元多以及交付数量大的特点,选择了较为合适的远场测试系统的设计方案。测试系统硬件构成复杂,包含微波暗室、接收转台、发射扫描架、测控单元、水冷系统等;测试软件涉及项目多,包含幅度相位校准、方向图测试、指向精度补偿测试、等效全向辐射功率（EIRP）测试、有源增益测试等。重点对微波暗室尺寸设计、高精密转台精度分析、幅度相位校准算法和波束指向误差补偿技术进行了详细论述,完成了该型有源相控阵天线远场测试系统的软、硬件设计。测试系统精度高、动态范围大、运行稳定。该设计方案具有较好的推广价值。     

一种提高FDTD近远场变换计算效率的方法

时域有限差分(FDTD)法中的时域近远场变换法计算天线远场辐射特性的优点是通过一次计算可以得到全频域的结果,缺点是数据存储量大、计算速度慢。文献R.Pascaud、S.Wang和G.Carat介绍了一种基于二维空间数据压缩的时域近远场变换方法,此方法可以大大减少数据存储量从而减少近远场变换时间。基于减少数据量的考虑,本文提出一种基于时域抽样法的近远场变换算法以提高近远场变换计算效率。为验证新算法的有效性,分别用经典算法和时域抽样法对七单元八木天线远场辐射特进行计算,结果表明本算法可有效减少数据存储量,提高近远场变换效率。     

发光器件的计算机图象处理

本文较详细地介绍了光源器件的计算机图象处理系统的构成、原理和程序设计.应用本 方法可准确地测定光源器件发光有效面积.文中计算了注入电流Is和条宽S与光强半宽 W1/2的关系,与实测结果作了比较,证实了测定结果的准确性;设计了一套图象处理程序,可方 便地绘制发光有效面积图、光强分布三维立体图及其等截面图,还可绘制和计算出富有实际意 义的光源器件纵向波导分布图.     

手指静脉识别传感器的光源设计

针对手指静脉图像采集系统中近红外LED光源的光强均匀性相对较差的问题,设计了一种等边三角形结构的光源阵列.通过应用近红外LED光源的数学模型和斯派罗法则优化两个相邻光源的距离,确定了两颗光源之间的最优距离为6.26 mm,对该光源阵列进行仿真形成面积为10 mm ×20 mm的均匀光照区域.对此光源阵列进行硬件实验,证明等边三角形结构的光源阵列比单排的光源阵列在均匀性和图像质量上更加突出.     

双通道可见光光强计标定实验平台设计

利用双通道检测方法设计了可见光光强计标定实验平台。光源经单片机控制调节产生系列光强值,分束后进入标准信号通道与自制仪器通道,在同步信号下取得不同光强信号的测量值并据此定标。该方法扩大了标定实验平台对光源的选取范围,提高了自制仪器的性能。     

一种基于偏振原理和FPGA的调光系统设计

设计了一种光强自动调节系统。通过光电传感电路实现光电信号的转换,使用FPGA对数据进行实时处理,并以实验环境光照强度测试结果为参照对所测光强进行线性变换修正,进而查表获得舵机偏转角度的控制量,通过改变偏振片偏振化方向夹角来调节入射光强。自动调光系统测量精度较高,实时调节性较好,鲁棒性较强。     

基于PWM的弱视治疗仪光源设计与实现

目前弱视治疗仪一般都采用白炽灯作为光源,利用电阻限流方式控制光强,存在发光效率低,寿命短,发热量高,体积大,可调光强级别较少,光源亮度不稳定等缺陷。针对这些缺陷,文章采用LED设计光源,利用PWM技术控制灯源光强,选择单片机AT89C52为微控制器,通过C51语言编写控制程序,对单片机输出PWM脉冲占空比进行调节,PWM脉冲直接控制驱动电路输出电流的大小,从而达到控制LED亮度强弱的目的,驱动电路的反馈设计确保了输出电流稳定,使LED光源亮度稳定,不易闪烁,比起传统白炽灯对眼睛的伤害减弱。通过实验,结果表明基于PWM技术驱动的LED光源的亮度稳定,并能提供10级以上的光强。     

一种手持浸入式新型激光浊度计设计

浊度是水质的一项重要指标。为了快速、准确地测量浊度,设计了一种手持浸入式便携浊度计。浊度计基于透射光法,发光源使用带光电二极管(PD)的850 nm小功率激光管,激光管在发射电路地控制下产生1 kHz的调制光束,内置PD用于保持发光强度的恒定。光接收电路使用PD BPW82接收透过试样的光束,采用直流恢复电路消除低频背景光干扰,通过精密整流电路和滤波电路从调制信号中取出表示浊度的电压信号。软件上利用微处理器的运算能力简化了电路设计,省去了对数放大器。给出了标定算法和浮点数存储方法。     

无线电罗盘自动测试系统的硬件平台设计

无线电罗盘是重要的机载设备之一，可保障航向角的连续获取。通过对罗盘工作原理和关键电路的分析，开发了一套基于VXI和GPIB总线程控仪器技术，具有通用性、扩展性和先进性等特点的无线电罗盘自动测试系统。该文完成了无线电罗盘自动测试系统硬件平台的设计工作，包括硬件平台体系结构、各种适配器、测试方案设计等工作。     

海洋测量浮标太阳能LED锚灯系统的设计

一直以来浮标上用的锚灯都以白炽灯为光源,但是白炽灯功耗大、寿命短。为进一步提高航标灯的质量,减轻工人维护劳动强度和工作量,设计了一种低功耗且性价比高的可用于海洋测量浮标的太阳能LED锚灯。该锚灯通过中央控制器实现太阳能电池电源控制、蓄电池充电控制、感光电路控制以及LED锚灯控制等主要功能,并利用太阳能电池板进行充电,电路简洁、实用。LED锚灯灯管质量好、发光射程远、闪烁效果良好、性能稳定,可以更好地为浮标提供可靠的安全保证。     

一种基于STC单片机的舵机测试器的设计

该文开发了一种舵机测试器,以STC125410AD单片机为CPU,具有线性测试、三点测试、死区测试、速度测试、力矩大小测试、判断极限位置的锁定情况等功能。硬件部分详细说明了CPU接口电路、数码显示驱动电路、编码开关电路的设计;软件部分主要介绍了主程序的设计,舵机角度及速度控制的原理,脉冲计数中断服务程序的开发方法。设计的测试器精度高、重量轻、操作方便,能准确测量舵机的各项基本参数,通用性好。     

基于梯度自适应极值搜索算法的趋光控制研究

源定位已成为国内外研究的热点问题,为了在实验室环境下研究移动机器人的趋光性,对源定位理论方法进行了研究,设计了地面移动机器人光源定位平台,通过该平台来验证趋光理论的可行性。首先,利用对角线控制策略和梯度自适应极值搜索算法分别进行趋光实验,完成移动机器人对光源的定位。其次,使用MeanShift目标跟踪算法跟踪移动机器人的运动轨迹。最后,绘制出光源强度分布等值线并分析了移动机器人的运动轨迹。相比于对角线控制策略,梯度自适应极值搜索算法根据当前区域梯度值自适应调整反馈增益参数,提高了源定位效率,并在光源定位平台验证了该算法的有效性和稳定性。     

太阳能跟踪控制器硬件设计

为了实现对太阳能全面而且有效率的使用,常用的方法是跟踪太阳的方位角,从而增加太阳能吸收的输出功率。这篇文章描述了太阳能跟踪控制器的控制思想,以及系统硬件组成控制算法。通过这种简易跟踪控制器的设计以及双轴太阳能跟踪控制器的可靠控制,可以实现太阳能利用率的提高。而且,通过手电筒模拟太阳光源,可以证明的是这个系统可以可靠的工作。整个系统主要由硬件和软件组成,硬件部分包括：单片机89C54RD＋外围电路,8位模数转换电路,光电检测电路,EEPROM电路,LED信号显示电路,供电电路,串行通讯电路等。此外,软件中单片机的控制和主监控程序是基于KeiluVision2．0平台编写的。最后,两个电动的舵机拖动双轴机械装置对太阳光源进行方位角和高度角两个方向的跟踪。