高帧频大视场多目标实时检测方法研究

针对高帧频大视场电视跟踪系统中多目标检测的实际需要研究了一种简单的目标检测方法──自适应邻域均值门限检测方法；通过分析，证明该方法能够在信噪比较低和背景干扰较强的情况下对全视场中多个弱小目标进行实时检测，并建立了该算法的实时处理系统；结果表明该方法是完全可行的。     

基于环形光电探测器的多目标探测与跟踪研究

提出并研究了基于环形光电探测器的多目标探测与跟踪技术.首先提出了一种基于6片线阵CCD的环形探测器设计.该探测器中的每一线阵CCD光学系统的光轴均通过探测器中心点,且任意两光轴之间的夹角为60°,形成具有360°视场的环形探测结构;提出了基于目标信号脉宽判据、基于目标信号水平尺度比率的复合判据,研究了适用于环形探测器的多目标快速识别与跟踪算法;建立了硬件实验系统,并进行了功能验证实验,实验结果表明:所提出的环形光电探测器及算法设计可实现多个运动目标的探测与跟踪,在目标机器视觉、虚拟现实等领域具有潜在的应用前景.     

激光探测告警光学系统设计

为满足激光探测告警光学系统对大视场和光学增益的要求,提出了宽视场有增益光学系统。该系统工作波长范围1.06~1.54μm,全视场角60°,最大口径28mm,PIN光电探测器光敏面直径2mm。物镜采用二片式反远距结构,增大了视场和后工作距离。弯月型负透镜在前,具有平衡像差和棱镜的偏向作用;物镜后放置高折射率标准超半球型浸没透镜,满足小光敏面探测器接收。分析结果表明,系统像高0.99mm,光学增益达15.33,结构简单,可有效降低激光辐射源功率、增强探测距离。     

星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学设计

根据高分辨力,大视场的要求,考虑到市售探测器的限制,提出了视场分离分光的方法,分析了视场分离分光的原理.利用此方法设计了一个星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学系统,该系统由11.42°远心离轴三反消像散(TMA)望远系统和2个Offner凸面光栅光谱成像系统组成,运用光学设计软件CODE V对高光谱成像仪光学系统进行...     

预测轨迹修正单检测型复合轴控制方法

提出并实现了基于实时预测轨迹修正的单检测型复合轴控制方法.利用一个目标探测与处理系统即可同时实现粗、精跟踪闭环.在目标提取困难时可有效提高跟踪可靠性,降低了光电跟踪设备对探测器的探测能力的苛刻要求及高度依赖性,同时,降低了粗精跟踪控制器带宽匹配的要求.本文在对比一般单检测型复合轴控制方法的基础上给出了实时轨迹修正单检测型复合轴控制方法的原理,速度修正所使用的预测滤波方法,以及跟踪实验结果.实验结果表明了该方法的有效性和可靠性.     

采用TMS320C6203的实时图像处理系统设计

针对高帧频、大视场图像中的实时目标检测、识别和跟踪,设计了一种以TMS320C6203为核心运算处理器,FPGA为辅助控制处理器的实时图像处理系统。在对弱小目标检测识别算法的实验分析基础上,开发了实时图像处理软件,使得该系统对弱小多目标的检测、识别和跟踪的能力达到了实际工程的实时性需求。     

快速反射镜成象跟踪系统

从快速反射镜机械结构设计、３８０Ｈｚ高帧频成象探测器及数字控制系统三个方面系统地介绍了基于ＡＳＴ３８６计算机的快速反射镜成象跟踪系统。对提高反射镜机械结构谐振频率和高帧频图象实时处理速度及位置测量精度等问题给出了一些解决方法，并提出在数字控制系统中引入插值算法可虚拟地提高系统采样频率，增加系统带宽。最后给出了实验结果。     

大视场激光探测与告警技术

利用四路红外非制冷焦平面探测器、大视场光学系统、窄带滤光片和信号处理系统,构成了凝视成像激光探测与告警系统。光学系统采用三片式结构的广角镜头来实现大视场;使用先进的非球面光学设计技术,并以FPGA完成探测器响应信号的非均匀校正,以改善像质;通过光学系统的畸变校正,提高激光的探测方向精度;利用激光和背景强度之间的反差,通过激光目标检测算法进行告警。实验表明,该系统能在127视场范围内对波长为1.315靘, 2.7靘, 3.8靘, 10.6靘的4种激光进行告警,探测功率密度范围为0.05 ~50mW/cm2,探测方向精度可达1。     

采用USB2.0接口的双DSP控制器设计

本文主要介绍利用USB2.0作为数据交换接口构建的双DSP模块化控制系统,重点讨论了采用USB接口的控制系统的构成,数据传输中的协议解析方法,接口器件的内部结构.通过该接口与双DSP的实时数据交换与控制的实现方法.在此基础上研制了高性能小型化模块化控制系统,该系统中有两块DSP,分别挂接数字采集通路和模拟采集通路.USB接口可以控制DSP的所有行为.并将该系统成功应用于一复合轴光电跟踪控制系统.本文分析了双检测型复合轴控制的原理.给出了复合轴控制主轴与子轴在此双DSP硬件平台上的实现方案.最后给出了试验结果,证明了这种构架的优越性.     

空间光通信ATP系统中的跟瞄技术

在空间光通信中,为实现准确捕获和高精度跟踪,ATP系统采用复合轴控制技术。复合轴控制系统的主轴控制,即粗跟踪控制, 其系统由速度环路和位置环路组成, 控制过程由TMS320VC5416 高性能DSP芯片来完成。仿真和实验结果表明,主轴控制系统的跟踪精度在1 以内,满足ATP系统对精度的要求。     

扩展目标边缘数据空间排序算法

提出的边缘数据排序算法，用于扩展目标跟踪设计之中，此算法采用链式数据结构，在寻找搜索起始点的基础之上，以距离最近为相邻象元之准则在链式数据结构中进行搜索，并重新妆成边缘数据的空彰序集合。     

CCD探测器搜索跟踪系统的作用距离分析

以辐射度量为标准,从目标信号、背景信号差值与探测器噪声比值的角度出发,变换凝视型红外搜索跟踪系统的作用距离模型,建立了CCD搜索跟踪系统点目标的作用距离方程。解决了目标为发光体、反射体,以及CCD为不同灵敏度表述方式的跟踪系统的作用距离计算,实例验证计算值与实测值相吻合,为CCD跟踪系统的设计和性能评估提供了理论依据。     

一种高帧频EMCCD驱动电路设计

为满足自适应光学系统波前传感器需要高帧频、高灵敏度的要求,针对E2V公司的高帧频、低照度EMCCD 芯片CCD60设计了外围驱动电路.系统采用FPGA作为主要的逻辑控制和时序信号发生器件,采用EL7156管脚驱动器将TTL电平转换为CCD60需要的驱动电平,并用DDS(直接数字合成器)产生正弦波通过高压放大模块来产生高...     

CCD高速信号采集和处理系统

介绍了一种用于线阵ＣＣＤ高速数据采集的方法和系统，用双ＣＣＤ图象存储体逐场存储ＣＣＤ信号，ＣＰＵ直接对存储体进行寻址运算的原理，并用８０９７单片机构成的１６位数据总线ＣＰＵ单元，实现了ＣＣＤ信号的高速采集及处理。     

一种空爆体坐标测量精度的理论分析

基于一种空爆体发光的特性,理论分析了采用CCD探测目标的可行性.由双CCD交会测量原理,推导出空爆体坐标误差的数学模型.为使坐标测量误差最小,经最优化分析运算,提出了一种优化布站.在此布站方式下,仿真了坐标测量误差分布,得到了CCD探测器件帧频选择的依据.为双CCD光电测量系统的研制提供了理论基础.     

一种计算机层析成像用X光高分辨探测器技术

探测器技术是计算机层析成像系统的关键技术之一。提出了一种基于面阵CCD器件,采用 光纤和光纤面板进行光耦合及传输的扇形束线阵扫描X射线新型探测器技术。实验结果表明,该新型探测器具有结构紧凑、性能可靠且分辨力高(约50μm)等特点,可以实际应用于工业X-CT系统之中。     

基于电子快门实现CCD曝光量无级调节技术

为了在景物照度变化条件下保持图像特定目标的亮度基本恒定,提升摄像测控系统的性能,提出了CCD电子快门配合分档光圈实现曝光量无级调节的自适应控制方法。该方法针对光圈换档和电子快门动作在延时性能上的显著差异,将光圈换档对光通量的粗调和电子快门时间的精调两者实时配合,来控制曝光量,算法的实际运用需要通过实验建立光圈换档动力学模型。     

用二次傅里叶变换实现CCD的精密定焦

根据傅里叶变换系统中物面平移其频谱面上光强分布不变的特点,提出一种利用二次傅里叶变换实现CCD精密定焦的方法。将CCD和其透镜作为逆变换系统,输入面为两个狭缝,与一个附加透镜组成一个正变换系统。通过镜组移动改变正、负傅里叶变换系统的距离,用软件比较CCD上两个波峰的间隔是否变化来对CCD进行定焦。根据傅里叶变换原理和几何光学成像原理对CCD正焦和离焦时的波峰特点进行了理论分析,证明了离焦时波峰间隔变化量与镜组移动量、离焦量、狭缝间隔成正比,与两透镜的焦距成反比,由此关系即可实现CCD定焦。实验表明,该方法的相对定焦误差为0.2%。