基于FPGA的遥感相机多模式数传转接电路设计

为满足遥感相机视频处理电路的测试需求,研究并设计了一种遥感相机数传转接电路,对视频处理电路处理过的不同模式的图像数据进行格式转换,再通过Cameralink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,同时系统采用乒乓操作提高图像数据的传输速率。主要描述系统的主要组成和FPGA模块化设计的实现方法。以Xilinx公司XC2V型号FPGA为核心,采用VHDL语言实现图像数传转换的逻辑设计,利用RS232接口接收上位机指令实现不同模式图像信号的选择输出,对不同模式的图像信号进行格式转换。实际应用表明,本系统成像结果准确,具有较好的灵活性,能够满足多种遥感相机视频处理电路的测试需求。     

航空相机检测仪系统的设计与实现

航空相机是一种重要的机载光电设备，在航空对地测绘等领域有着较为广泛的应用，为方便、直观地对航空相机进行地面检测，设计和实现了一种配套某型航空相机的检测仪系统。根据航空相机地面保障设备任务书和相机与地保设备通讯协议，给出了检测仪系统的功能需求。根据相机的接口要求和系统计算能力的要求，设计了检测仪系统的硬件方案。根据软件部分的功能需求，提出了一种新的分层架构，同时详细论述了软件系统的关键技术，描述了程序的运行流程，给出了检测仪系统的软件设计方案，并在VC6.0环境下实现了检测仪软件系统。针对检测仪的工作方式，设计了测试流程，并根据流程对检测仪进行了详尽的测试，经多次测试，检测仪工作正常。测试结果表明，检测仪系统满足了对其功能的全部要求，运行稳定，操作简便，显示直观，可以应用于航空相机地面保障任务。     

基于FPGA的相机图像转接测试系统设计

研究并设计了一种相机图像转接测试系统,将卫星相机视频电子系统输出的串行数传数据进行格式转换并成像,同时能够模拟相机管理控制器功能对相机电子系统中信息处理器进行遥测遥控。相机图像转接系统以 FPGA作为逻辑控制的核心,通过CamLink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,采用 RS232接口接收上位机指令模拟遥测遥控,文中详细介绍了系统组成和 FPGA模块化设计方法,并于硬件电路上进行验证。实测结果表明,以本文方法设计和实现的相机图像转接测试系统成像结果准确无误,能够完整模拟相机管理控制器的遥测遥控功能,实现了多种成像模式的切换,为相机系统研制有很大的促进作用。     

基于PMD相机的特征跟踪位姿测量方法

PMD相机是一款基于TOF(时间飞行技术)原理的主动式3D相机。该相机可以同时获取灰度图像和距离图像,具有帧率高、无需扫描、不依赖于外界光照等特点,可以将其用于目标的实时位姿测量。研究了相对位姿测量问题,提出基于PMD相机的特征跟踪位姿测量方法。该方法利用PMD相机可直接获取目标物体上各点的深度信息的特点,实时获取目标图像中的特征,并且利用卡尔曼滤波算法,对目标特征进行实时跟踪,提高了位姿测量系统获取信息的速度,而且有效的避免了传统的图像配准方法中提取特征信息存在的复杂性和误差问题。根据获得的特征信息,通过特征点之间的约束关系,实时的确定相机与目标之间的位姿参数。实验结果表明此方法的可行性和有效性。     

基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计

为满足卫星相机视频处理电路的测试需求,针对一款新型高性能模拟前端,提出了一种可行的CCD数据采集处理方法,以Xilinx公司FPGA为核心,采用VHDL语言实现FPGA的逻辑设计,通过FPGA输出满足A/D的工作时序信号,利用RS232接口接收上位机指令实现不同种类CCD信号的选择输出,验证这款A/D在相关双采样(CDS)模式下的工作情况.最终将处理后的数据输出到Camera Link接口,观察图像数据。测试结果表明本系统具有很好的通用性和灵活性,能够满足多种星载相机视频处理电路的测试需求。     

光流点匹配跟踪的薄壁件振动模态测试方法

针对传统模态测试方法存在获取信息有限和附加质量、已有非接触模态测试方法需进行复杂图像处理等问题,提出了光流点匹配跟踪的薄壁件振动模态测试方法,避免了需逐帧进行特征分割、提取等复杂的图像处理。首先,建立了面内振动视觉测量的成像模型,通过相机标定获取工业相机的内、外参数并进行了误差分析。研究了基于光流视觉测振的原理与方法,该方法通过单目相机采集带特征点的结构振动序列图像,运用金字塔的Lucas-Kanada算法进行光流点匹配跟踪,进而获得亚像素级特征点的振动信息,在此基础上进行模态参数辨识获得模态参数。基于提出的方法搭建了薄壁件振动模态测试系统,对薄壁梁进行了振动模态测试实验,并与激振器扫频测试结果和有限元仿真结果进行了对比分析。实验结果表明,固有频率误差在5%以内,模态振型一致,从而验证了提出方法的正确性,为薄壁件的振动模态测试提供了新方法。     

基于FPGA的高速激光照相系统的时序控制器设计

高速激光相照系统以双目视觉为基础,利用脉冲激光器作为光源照亮弹丸,使用高速相机进行拍照,获取弹丸在飞行过程中的图像进而获得弹丸运动以及姿态参数。时序控制器是连接相机、脉冲激光器、触发靶等设备的关键部件,主要功能是控制系统各部分之间的时序,同时还有计时功能。时序控制器可根据要求输出相机启动触发信号和多次脉冲激光器闪光信号。在相机快门打开的时间内激光器多次闪光,相机可在一次曝光时间内拍摄多张图像,实现对高速飞行的目标弹丸进行拍照。     

基于试飞的机载AIS系统性能分析方法研究

通过对试验数据的处理,对机载A IS系统性能做了统计验证。在给出机载A IS及其性能要求的基础上,简要描述了机载A IS性能需求分析和试飞方法。结合工程数据,对机载A IS系统在时间上的信息输出容量、不同方位上的AIS接收能力、不同距离上的AIS接收能力等进行统计。分析结果表明,机载AIS在给定周期 tcap的信息处理输出不小于500条,且接收处理的A IS信息数量和质量具有明显的方向性和距离敏感性。其结果可为机载A IS系统工程设计鉴定、用户使用方面提供有益参考。     

3D四轮定位仪的相机驱动系统的设计

设计了一个模块简单、性能可靠以及性价比高的3D图像汽车测量相机驱动系统,电力拖动系统主要是以两相直流步进电动机及其拖动的机械为控制对象,以STC89C51单片机为控制核心,以ZD-8731两相步进电动机驱动器为电动机驱动机构,在上位机的指令下,由直流拖动系统拖动外围摄像机实现正反转功能。3D图像汽车测量系统的主要优势在于测量简便和快捷性。无须配套的举升机,测量时只需要车辆停止,然后由电力拖动系统将摄像机抬升或下降至合适的位置,并采集信息传入上位机进行图像处理。     

一种基于PXI的多通道数据采集系统

本文针对目前我国航空机载飞行测试对数据采集模块的要求,设计并实现了一种基于PXI和DSP的高性能多通道数据采集模块并给出原理性介绍,利用可编程器件和高速数字信号处理芯片,在一张板卡上实现了模拟信号调理、采集、处理,可实现多卡同步触发采集,并已成功应用于某航空机载测试任务中。     

自主空中加油飞行对接演示平台设计与实现

空中加油技术可以成倍增加战机的航程、留空时间、活动空间和有效载量,极大提高了战机的生存能力,增强航空兵的远程作战、快速反应和持续作战能力,而实现自主空中加油将大幅提高空中加油的快速性和稳定性.利用无人机搭建自主空中加油演示验证平台,将为相关算法的研究提供极大便利.文中设计了一套基于视觉的四旋翼自主空中加油演示系统,旨在模拟空中加油的真实环境,以验证视觉导航自主空中加油的可行性;搭建了一套硬件平台,实现各模块之间的通信;软件部分利用视觉解算出导航信息,并由PID算法求取飞行控制数据.实验结果表明,本平台各模块能够满足设计需求,实现了空中加油的飞行对接演示.     

嵌入式数字摄像机配置系统设计

为适应环境的变化,获取高质量的图像,需要在图像采集过程中随时改变摄像机的配置。一般情况下,可以利用PC和摄像机厂家提供的摄像机配置软件调整摄像机的配置。在嵌入式图像处理系统中,不可能用PC和厂家提供的摄像机配置软件进行摄像机的配置参数调整。为此,本文设计了满足工程需要的嵌入式摄像机配置系统。该系统以单片机为处理器,以键盘和拨码开关为控制调节输入,以数码管显示配置结果,通过内部的数据处理模块和串口通信模块等实现配置功能。实验结果表明本文设计的嵌入式摄像机配置系统能够有效地修改、显示摄像机的配置命令,实现对摄像机的实时配置,满足工程需要。     

无人飞机输电线路巡线技术探讨

简介现代无人飞机的性能指标,指出无人飞机输电线路巡线的关键技术为：飞行控制技术、机体稳定飞行技术、线路杆塔自动跟踪识别技术和摄像快速对焦成象技术。无人飞机可以穿越高山、河流对输电线路进行快速巡线,对架空的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、悬垂线夹等进行探测摄像和故障识别。无人飞机输电线路巡线是一种快速、高效、前途广阔的巡线方式。     

无人机机载双拼相机在低空遥感中的应用

本文主要介绍搭载无人机的双拼相机组合的低空遥感系统,重点讲述了其组成结构、成像原理,以及利用该相机进行大比例尺测图的数据处理,给出了制作成的DOM数据,证明了对于在相同条件下,双拼相机比单相机飞行效率,成图效率均有很大的提高。     

基于航拍图像去雾增强的秸秆焚烧监测技术研究

秸秆焚烧会造成严重的大气污染,航拍检测秸秆焚烧能够实现实时监测,具有便捷、实时的特点。但秸秆焚烧点航拍监测图像受天气中悬浮粒子影响,画质退化严重。针对该问题,提出来一种新的图像增强算法。算法在传统的暗通道先验算法基础上,对图像的直方图进行统计并采用自适应系数的去雾增强算法修正,并通过对比度增强最终提高航拍图像的质量。主客观实验结果表明,该算法在白天浓雾环境以及夜晚的低亮度环境下有较好的画质增强效果和较高的实用价值。     

机载激光测量技术在特高压输电线路工程中的应用研究

机载激光测量技术是继航空摄影测量之后又一项新的先进的对地观测技术, 它利用机载的激光器(Scanner Header)、惯性导航系统(IMU)、全球定位系统(GPS)和数码相机, 可快速、准确地获取地面及附属物的三维坐标和数字影像数据。特高压输电线路的建设给勘测设计提出了新的要求和研究课题。特高压输电线路工程中应用机载激光测量技术, 充分发挥其高效、高精度、快速、全天候、高数字化的优势, 为特高压输电线路勘测设计提供帮助。     

基于PCI总线的CCD数字相机采集系统设计

针对高速图像信号采集系统中数据传输量大的特点,提出了一种基于PCI总线的CCD数字相机采集系统的设计方法,给出了系统整体设计方案。采集系统以Camera Link和PCI总线为接口,结合FIFO、PCI9054和FPGA来实现计算机对CCD相机的设置和图像数据的采集。Camera link接口实现低压差分信号至TTL信号的转化和相机与图像采集卡之间的串行通信,PCI9054实现本地端与PCI端的桥接使用户接口设计简单,FIFO实现对高速采集后的海量数据进行缓存,FPGA实现整个系统的时序控制。这很好的解决了计算机与数字相机进行高速、大数据量传输的难题。     

国外航空光学测绘装备发展及关键技术

为了深入开展航空光学测绘装备的研制,通过文献调研对该领域主流装备系统的产品性能、系统配置、发展趋势以及关键技术进行研究。研究表明,5~6μm的5~20 k大面阵多光谱数字相机是目前测绘相机的主流配置。机载LiDAR(light detection and ranging)已发展成为航空测绘装备系统的重要一员,数千米工作高度下的测量精度可达厘米级别,最大测量速度优于250 kHz。为满足更多新兴测绘任务需求,达到优势互补效果,测绘相机与机载LiDAR相结合已成为必然趋势。以30~50 k超大面阵测绘相机为主,机载LiDAR、高光谱成像设备相结合的多传感器测绘平台,是未来的重要发展方向。在高性能多传感器航空光学测绘平台搭建中,存在LiDAR数据效率提升、视场拼接、像移补偿、数据处理等多项关键技术。     

特高压铁塔高空作业辅助机器人攀登系统

高空作业是生产工作当中安全风险较大的一个环节。中国电网系统的杆塔数量庞大,高空作业过程和杆塔攀登过程中的安全问题已成为电力行业亟须解决的重点之一。针对特高压输电线路高度的杆塔攀爬问题,提出一种基于机器人辅助的加强安全防护方案,并设计一种运动灵活性高、能够跨越较大障碍物的铁塔攀爬系统。通过伸缩式3足仿生蚕结构的主体结构和电磁吸附/夹持混合功能手爪满足所需求的功能。在实验室测试中,系统可以完成铁塔上的竖直攀爬、转向及横向,并在攀爬过程当中实现180 mm高和400 mm长的障碍物跨越。该攀爬系统结构非常适合于进行电力杆塔的攀爬,能够完成各项高空作业辅助工作。