一种空间相机偏流角间歇式实时调整方法

摄像时对偏流角实时调整,可以减小空间相机因偏航角姿态变化对成像质量的影响,可以延长一次性连续摄像时间并可以使用较多的TDI积分级数进行摄像。首先,对偏流角实时调整的需求进行详细分析并给出实时调整策略;然后,介绍了偏流调整系统的构成及实时调整的工作原理;最后,提出一种间歇式实时调整方案并进行了实现。实验结果表明：摄像过程中偏流角偏差值可以调整在4.2′以内,调整后误差不大于72.17″,一次调整时间小于1s,偏流角调整过程中图像的MTF值为99.67％。提出的间歇式实时调整方法满足摄像过程中,偏流角实时、长时间调整对图像无本质影响的要求。     

空间相机调偏流机构的设计与控制

为了减小像移对空间相机成像质量的影响,提高相机分辨率,对空间相机像移补偿方法进行了研究.分析了偏流角产生的原因及调整原理,根据本相机自身特点,设计了高精密像移补偿机构.系统采用正弦机构作为传动形式,以80C31作为偏流角控制器,以步进电机为执行元件,以绝对式编码器作为偏流角测量元件,实现了偏流角位置的闭环控制.由于偏流角调整范围在-4°～ +4°之间,以-4°、-2°、0°、+2°、+4°作为假想偏流角期望值,用编码器测得了10组偏流角调整实际数据.实验结果表明:偏流角控制系统精度可达到2′,满足系统对控制系统精度＜3′的要求,可以实现高精度的像移补偿.     

空间相机调偏流机构设计与控制

位了减小像移对空间相机成像质量的影响,提高相机分辨率,对空间相机像移补偿方法进行了研究。首先,分析了偏流角产生的原因及调整原理,根据本相机自身特点,设计了高精密像移补偿机构。系统采用正弦机构作为传动形式,以80C31作为偏流角控制器,以步进电机为执行元件,以绝对式编码器作为偏流角测量元件,实现了偏流角位置闭环控制。由于偏流角调整范围在-4°～ +4°之间,以-4°、-2°、0°、+2°、+4°作为假想偏流角期望值,用编码器测得了10组偏流角调整实际数据。实验结果表明：偏流角控制系统精度可达到2′,满足系统对控制系统精度小于3′的要求,可以用于像移补偿机构,实现高精度的像移补偿。     

离轴三反航天测绘相机像移对成像质量的影响

对离轴三反测绘相机的像移模型进行了必要的修正以获得高的测绘精度。对两线阵离轴三反航天测绘相机进行建模,推导了考虑地球曲率的斜视和后视相机的像移速度和偏流角计算公式。以交会角为25°的离轴三反航天测绘相机为例,分析了斜视相机以正视为准调整行周期和偏流角,以及兼顾正视、斜视相机调整偏流角时,像移速度匹配残差和偏流角调整残差对图像质量的影响。分析结果表明,以调制传递函数下降5%为约束,当积分级数大于5时,应分别调整斜视和正视相机的行周期;按正视相机调整斜视相机的偏流角时,积分级数应取71以内;若兼顾正视、斜视相机调整偏流角,当积分级数为96时,对正视、斜视相机的成像质量无本质影响。     

Mechanism Design and Hopping Performance Analysis of an Intermittent Hopping Robot

为研究复杂地形下弹跳机器人跳跃轨迹的可控性问题,设计一种基于齿轮—六杆变胞机构的间歇式弹跳机器人.通过改变齿轮—六杆变胞机构的拓扑结构,机器人具有储能、能量锁定与释放、改变储能大小以及调整姿态角的功能,起跳过程中弹跳力具有仿生特性.根据机器人的结构特征设计翻转机构,使其倒地后自行翻转复位.在理论建模基础上,对机器人的跳跃运动进行仿真以研究储能改变和姿态角调整对跳跃轨迹的影响.研制间歇式弹跳机器人原理样机并进行跳跃运动试验,仿真和试验结果较吻合.结果表明,该间歇式弹跳机器人的机构设计具有可行性,跳远度和跳高度具有可控性:跳远度的控制可通过改变储能大小实现;储能相同时,跳高度的控制可通过调整姿态角实现.为需要轨迹规划的间歇式弹跳机器人的设计提供了一种方案.     

基于灰度差分与模板的Harris角点检测快速算法

为了去除伪角点和减少角点遗漏并且实现图像中角点的实时提取,提出了一种基于灰度差分与模板的Harris角点检测快速算法。改进算法采用灰度差分与小模板相结合的方法筛选出初始角点集,并在此基础上对最小核值相似区(SUSAN)算法进行了改进并采用改进的SUSAN算法精化初始角点集;最后,通过计算初始角点的角点响应函数值并进行非极大抑制,以确定最终的角点。实验结果表明,改进算法能够准确提取图像中的角点并去除大量伪角点。此外,改进算法的角点检测时间显著减少,仅为原算法的4.7%,能够满足角点实时提取的需求。     

对地面靶标的TDI-CCD推扫成像的仿真计算

对采用TDI-CCD对一维正弦波图像进行推扫成像时的输出结果进行了一系列仿真,提出了平均传递函数的概念,以适应TDI-CCD的传递函数评价.仿真研究了在具有偏流角误差和像移匹配残差下,TDI-CCD对模拟地面靶标(斜置的方波图像)进行的推扫成像.针对仿真输出的图像,应用传递函数的方法进行了评价与分析,研究了传递函数下降与偏流角误差以及像移匹配残差的关系,从而得出了接近实际的TDI-CCD推扫成像结果.     

载机飞行参数对倾斜成像重叠率影响及补偿

针对飞机姿态角、速度、高度对重叠率影响进行分析并给出了补偿方法。以图像目标直接地理定位方法为基础,给出了大倾斜成像重叠率的基于坐标变换分析方法;对飞行参数单变量影响给出了几何分析方法及计算公式,两种方法结果是一致的。对于载机姿态角综合作用影响,利用基于坐标变换的方法给出了载机姿态角波动在1°范围内,分析了图像目标区域与预期区域偏离的结果,同时提出了使用相机位角和俯角对飞机姿态角影响进行补偿的方法,并给出了基于坐标变换方法的相机位角和俯角补偿量计算公式;基于几何分析结果,提出了通过调整拍照周期对载机速度和载机高度波动影响进行补偿方法,并给出拍照周期的计算公式。仿真结果和实际飞行数据表明,使用相机位角和俯角进行载机姿态补偿,同时调整拍照周期,可以很好抑制航拍过程中飞机参数波动对重叠率影响,在小视场角0.88°时,在平坦地区重叠率均值与预期值偏差为1%。     

空间光学遥感器偏流机构控制单元的闭环实时模拟检测

摘要：为了实时地检测空间偏流机构驱动单元的功能、性能和可靠性,提出了一种应用FPGA并行闭环实时高速检测驱动单元的方法。结合计算机技术,设计了偏流驱动单元的检测系统。该系统应用高速AD电路将驱动信号采入FPGA中进行分析,获取控制脉冲,同时模拟编码器信息反馈给驱动单元,并将控制脉冲和模拟编码器信息传送给计算机进行检测。对控制脉冲频率为1.2kHz、编码器最小反馈间隔10ms和反馈偏差在±1码值之内的偏流驱动系统进行实际检测,结果表明：可实时准确地监视空间相机偏流驱动单元的工作状态,检测出各种驱动错误,完全适用于空间相机偏流驱动单元的闭环实时检测需要     

应用半二次罚函数的图像盲去模糊

由于现有的模糊图像盲恢复算法计算复杂度高,计算量大,本文提出了一种基于半二次罚函数的图像盲去模糊算法,并进行了实验验证。应用图像噪声的多阶偏导数的高斯分布特性和图像梯度值服从hyper-Laplacian分布特性建立方程,使用高效交替迭代的算法对方程求解。由于迭代过程中采用快速傅里叶变换一次求解,故大大降低了运算时间,同时获得了很好的恢复效果,为实现实时视频图像去模糊奠定了基础。对一个百万像素级的图像进行了去模糊实验,结果显示,本文算法比当前流行的算法有更快的计算速度和更好的鲁棒性,计算时间缩短了60%。提出的算法为视频图像的实时盲恢复提供了新的工具。     

空间相机偏流调整旋转轴系的设计与精度分析

为提高空间相机的摄影精度和偏流角的控制精度,应用刚度较强的外筒机座平面作为轴系止推轴承轨道平面,设计了双径向与轴向复合约束力封闭式旋转轴系结构,其结构具有质量轻、转动灵活、回转精度高等特点.讨论了影响轴系旋转精度的诸多误差因素,如轴向窜动误差,角度摆动误差等,并定量分析了构成轴系零件的形位误差引起旋转轴系在回转运动中的晃动误差.通过对轴系晃动误差的检测,验证了所选用的轴系精度为3.8″,满足了总体技术指标在5″以内的要求.     

U型迁移谱分析器中调控漂移气体组分的效果研究

离子迁移谱-质谱联用技术已经逐渐成为对复杂混合物进行源后分离、分析的重要手段。在离子迁移谱中,漂移气体的选择或组分配比(N₂、He、CO₂等)通常会对不同类别化合物的分离度以及不同质量范围的离子通率产生影响。U型迁移谱分析器(UMA)是一种基于逆流迁移谱分析方法的独特离子迁移谱装置,特定迁移率离子可以在电场和气流的共同作用下得到精确分选。UMA具有独立的漂移气体快速进入及脱离通道,可以实时有效地完成精确调节漂移气体组分的任务。本工作研究了在UMA中使用多种漂移气体种类及不同成分配比对系统灵敏度、分离能力以及分析速度的影响,同时探讨了在单次采集过程中动态调整气体成分的可能性和优势。     

基于信号奇异性的气体泄漏快速检测方法

文中提出一种基于信号奇异性的气体泄漏快速检测方法,利用小波变换分析信号的奇异点和奇异度,提取奇异度参数与气体浓度的对应关系,进而快速检测泄漏和估计气体浓度值。对一个微热板式气体传感器对不同泄漏浓度CO气体响应的实验数据分析处理,结果表明该方法能够抑制传感器基线漂移的影响,大幅度提高气体浓度的估计速度和实时性。     

Optimal Operation for Baoying Pumping Station in East Route Project of South-to-North Water Transfer

Baoying pumping station is a part of source pumping stations in East Route Project of South-to-North Water Transfer in China. Aiming at the characteristics of head varying, and making use of the function of pump adjustable blade, mathematical models of pumping station optimal operation are established and solved with genetic algorithm. For different total pumping discharge and total pumping volume of water per day, in order to minimize pumping station operation cost, the number and operation duties of running pump units are respectively determined at different periods of time in a day. The results indicate that the saving of electrical cost is significantly effected by the schemes of adjusting blade angles and time-varying electrical price when pumping certain water volume of water per day, and compared with conventional operation schemes (namely, the schemes of pumping station operation at design blade angles based on certain pumping discharge), the electrical cost is saved by 4.73%-31.27%. Also, compared with the electrical cost of conventional operation schemes, the electrical cost is saved by 2.03%-5.79% by the schemes of adjusting blade angles when pumping certain discharge.     

一种基于多重自组织图的电子鼻漂移抑制方法

多重自组织图(mutiple self-organizing maps,MSOM)神经网络可以补偿电子鼻中传感器阵列产生的漂移。通过理论分析指出:该方法在同种样本连续进样的情况下,存在丧失漂移补偿能力的可能。针对这一问题,提出了一种改进的MSOM重训练方法——增量重训练法,该方法通过估计漂移变化趋势对神经网络权值进行全面调整。实验结果表明,增量重训练法通过改善重训练过程中漂移信息获取的公平性,增强了MSOM的漂移补偿能力,提高了识别准确率。     

指数加权主元分析法及其在故障诊断中的应用

在研究主元分析法(PCA)理论的基础上,提出指数加权主元分析(EWPCA)算法。这种算法通过不断更新相关矩阵来实时监视动态生产过程中的超时趋势和设定点改变等状态。实验结果表明,该方法可以较好地反映生产过程中的实时信息,并能有效检测出系统的异常状况,具有广阔的实际应用前景。     

基于温度传感器AD590的电热锅炉温度控制器

介绍了一种以AT89S51单片机为核心的温度控制器的设计,在该设计中采用高精度的温度传感器ADS90对电热锅炉的温度进行实时精确测量,用超低温漂移的高精度运算放大器OP07将温度-电压信号进行放大,再送入12位的AD574A进行A＼D转换。从而实现自动检测。实时显示及越限报警。控制部分采用PID算法。实时更新PWM控制输出参数,控制可控硅的通断时间。最终实现对炉温的高精度控制。给出了温度计设计方法及其实现方案并验证可行。