高精度空间相机像移补偿机构设计与试验

为了降低像移对空间相机成像质量的影响,提高相机分辨率,以获得清晰的图像,需要像移补偿。而传统的像移补偿机构体积大、质量重,不适合当今空间相机小型化、轻量化的发展趋势。本文针对此问题设计了一套精度高、体积小、质量轻的像移补偿机构。介绍了像移补偿机构的组成与传动原理,并对偏流角控制公式进行了推导,分析了机构的传动精度。通过实验,检测了机构的精度,试验结果表明:像移补偿机构传动精度在力学振动试验前后基本一致,均小于1',满足系统对控制系统精度小于3′的要求,由于发射产生的动态载荷不会对机构的精度造成影响,可以实现高精度的像移补偿。     

三线阵CCD立体测绘卫星像移姿态跟踪补偿研究

介绍了三线阵CCD传感器的成像原理,分析了由于地球自转角速度的存在而产生三线阵CCD传感器像移的机理.在规划姿态跟踪策略的基础上,建立了有效成像面积和姿态机动方式的数学关系,求解关系式最大值以得到像移补偿的姿态跟踪机动策略.最后给出了姿态跟踪过程中的目标姿态和目标姿态角速度变化规律.     

卫星姿态精度对TDI CCD相机的影响

正确的姿态控制精度是TDI CCD卫星相机正常工作的基本前提，通过分析、计算卫星姿态控制精度导致的像移量及其与调控传递函数的对应关系，给出了TDI CCD相机对卫星姿态精度的要求，实例计算结果表明，TDI CCD相机对卫星姿态控制精度的要求比普通CCD相机的要求高，且随着TDI积分级数的增加，对卫星姿态的稳定度要求变得尤为苛刻。     

基于三维模型的飞机识别与姿态估计

提出一种飞机识别和姿态估计的新方法,利用飞机的几何对称特性,经过边缘检测和直线提取,根据两幅二维数字照片进行姿态估计,计算出飞机在三维的摄影坐标系的坐标.并以飞机的3D模型作为样本模型,根据姿态估计的结果,经过3D引擎得到样本模型在当前姿态下的投影图像,将投影图像与飞机的数字照片进行比对,通过对称轴和角点匹配的方法对飞机进行识别.实验结果表明该方法稳定可靠,具有较强的实用性.     

基于雷达-维距离像的航迹相关方法

为提高灵巧、多模高分辨雷达跟踪目标的能力,利用宽带雷达－维距离像可实现快速辩别目标的特性,提出了高分辨雷达在多目标跟踪过程中,用一维距离像进行航迹相关的方法,定义了参数匹配分,用它讨论相同或不同目标之间距离遥相关性,利用距离匹配分均值和方差信息确定了航迹相关的判决门限和最大姿态角的变化量,三种真实飞机目标的实验结果表明,在一定姿态角度范围内,可以精确判别出目标的航迹,同时也证明了通过加密采样间隔,可提高航迹关联的准确性。     

微型飞机航空遥感图像传感传输系统研究

利用航空遥感技术建立资源与环境动态监测系统,图像的获取和传输是关键,微型飞机航空遥感图像传感传输系统不仅能实现图像的获取及远距离无线传输,以达到动态监测的目的,而且费用低,适合于中小范围内的资源与环境动态监测。简要地介绍了利用航空遥感,微波图像传输以及计算机图像处理等高新技术研制的微型飞机航空遥感图像传感传输系统。     

长焦距大型CCD相机主点检测方法研究

提出了一种检测长焦距大型CCD相机主点位置变动的新方法。其基本原理是：使用与相机CCD共面的2个检测用小面阵CCD采集光斑,并利用光斑质心算法计算光斑质心相对于检测CCD的位置变动,进而得出相机CCD在像面内的移动情况,最终得到主点位置的变化。该方法结构简单,容易实现,实验验证了此方法的可行性。     

基于ERDAS 9.1/ER mapper软件快速制作航空遥感DOM的方法

快速制作航空遥感正射影像图(DOM),不仅能够及时获得动态目标的变化信息,而且可以对突发事件进行及时的动态监测,为现场应急指挥提供第一手翔实的图像资料.利用LPS ERDAS 9.1(含LPS模块)、ER mapper遥感图像处理软件,对基于机载POS系统、POSPAC软件数据进行研究,提出一种快速制作正射影像图的方法,并对黄海浒苔地区航空遥感影像进行了验证,结果表明,快速制作的黄海浒苔正射影像达到了预期的精度指标,取得了较好的效果.     

稳像中基于BP神经网络的颤振预测及改进

为了解决航拍过程中的图像抖动问题,研究了机载相机的颤振规律;提出在稳像过程中,利用BP (Back Propagation)神经网络的函数逼近功能对相机颤振规律进行模拟,预测相机颤振矢量的方法;针对单个BP神经网络稳定性较差且精度较低的问题,提出在预测网络上增加一个误差校正网络以提高预测精度的方法.该方法使用误差校正网络对预测网络输出的结果进行二次预测、补偿,提高了网络系统的稳定性和计算精度.仿真实验表明：在训练样本相同的情况下,预测网络和误差校正网络相结合的方法能够对相机颤振矢量进行高精度预测,且运算速度较快,满足了机载相机实时稳像的需求.     

Ka波段低轨道卫星自动跟踪通信天线系统

Ka波段低轨道卫星自动跟踪通信天线系统能够准确地计算出轨道的位置及姿态,利用程序跟踪和自动跟踪相结合的手段,保证在卫星通过特定地区时对准卫星。该系统采用先进的多普勒频移补偿方法,保证系统正常通信。     

飞机运动轨迹模拟器设计

为使用户能通过控制界面改变轨迹参数控制飞机的运动姿态,设计了飞机运动轨迹模拟器。该模拟器由轨迹模拟计算机和轨迹模拟软件组成。用户可根据飞机的运动参数及空气动力建立运动方程,给定控制规律,使飞机按照控制规律运动,即通过对飞机在每个控制时间段内的控制参数（俯仰角、偏航角、滚动角运动频率、盘旋周期、平飞高度等）的修改,控制飞机在空中飞行的姿态。在VC＋＋环境下编程并调试控制参数,得到的数据信息与理论值相符。模拟得出的数据结果表明,该模拟器能很好地模拟出飞机运动轨迹,并可通过数据接口将得到的角运动信息传递给6自由度运动模拟试验台,完成对惯性器件进行测试和飞行仿真。     

超机动非线性自抗扰反演控制律设计

为提升建模不确定性下的超机动飞行控制性能,提出一种基于自抗扰反演的超机动非线性控制律设计方法.建立了具有大迎角特性的飞机六自由度非线性模型,通过由前至后递推的设计思想,逐步迭代设计Lypaunov函数与虚拟的控制输入量,实现强非线性飞机对象的控制.对建模不确定性给超机动控制性能带来的影响,将自抗扰控制方法中的扩张状态观测器与反演控制方法相结合,利用扩张状态观测器不依赖系统模型的特点,实时观测并补偿建模误差对飞行控制的影响.超机动数字仿真结果表明:所设计的超机动非线性控制律能够实现大迎角控制,在40%建模误差的影响下,迎角响应仍平滑稳定.基于自抗扰反演的超机动非线性控制方法具有优异的大迎角机动飞行控制性能.     

基于DSP的手势图像识别系统设计

以TI公司的定点型DSP芯片TMS320VC5509A为核心,通过CMOS摄像头OV7620采集图像,设计了一种基于统计学方法与信息融合的手势图像识别系统.通过分析待识别手势的特征信息,多次提取手势特征的灰度值、手势的面积大小,来计算特征值的期望、方差,并得到广义期望、面积的均值,从而用广义期望与图像的面积信息融合来判断输入手势是否为所要识别的手势.     

交警手势的图像处理与识别

提出了一种基于交警手势识别的交通灯控制方法．该方法首先对彩色摄影机采集的交警手势图像进行预处理。包括彩色图像平滑、彩色图像增强;其次利用边缘检测和图像分割方法对目标图像进行分割,由于图像受噪声干扰严重,采用Sobel算子消除噪声;再次将分割得到的目标轮廓进行表示与描述,为图像的识别作好准备;最后结合图像的轮廓特征对图像进行识别,采用了模糊模式识别方法．试验结果表明。该方法能够实现对交警手势准确的识别．     

改进的多特征融合手语字母识别方法

为了实现手语视频中手语字母的准确识别,提出一种基于DI_CamShift(depth image CamShift)和手语视觉单词(sign language visual word,SLVW)特征结合的算法.首先,采用Kinect获取手语字母手势视频及其深度信息;其次,通过计算获得深度图像中手语手势的主轴方向角和质心位置,计算搜索窗口对手势跟踪;再次,使用基于深度积分图像的大津法(OTSU)分割手势并提取其尺寸不变特征转换(scale invariant feature transform,SIFT)特征和Gabor特征,并通过典型相关分析(canonical correlation analysis,CCA)方法进行特征融合;最后,构建SLVW词包并用支持向量机(support vector machine,SVM)进行识别,单个手语字母最高识别率为99.89%,平均识别率为96.34%.     

基于连通域的文本图像倾斜校正

提出了一种基于连通域的文本图像倾斜校正方法.使用基于连通域的分行算法对倾斜文本图像的文本行进行分行,用线性回归公式计算出每一个有效文本行的拟合直线和倾斜角,根据有效文本行的加权平均倾斜角度,对倾斜文本图像进行校正.实验结果表明该方法是有效的.     

Optimal Nonlinear Distance Toll for Cordon-Based Congestion Pricing Considering Equity Issue

To enhance the image motion compensation accuracy of off-axis three-mirror anastigmatic (TMA) three-line array aerospace mapping cameras, a new method of image motion velocity field modeling is proposed in this paper. Firstly, based on the imaging principle of mapping cameras, an analytical expression of image motion velocity of off-axis TMA three-line array aerospace mapping cameras is deduced from different coordinate systems we established and the attitude dynamics principle. Then, the case of a three-line array mapping camera is studied, in which the simulation of the focal plane image motion velocity fields of the forward-view camera, the nadir-view camera and the backward-view camera are carried out, and the optimization schemes for image motion velocity matching and drift angle matching are formulated according the simulation results. Finally, this method is verified with a dynamic imaging experimental system. The results are indicative of that when image motion compensation for nadir-view camera is conducted using the proposed image motion velocity field model, the line pair of target images at Nyquist frequency is clear and distinguishable. Under the constraint that modulation transfer function (MTF) reduces by 5%, when the horizontal frequencies of the forward-view camera and the backward-view camera are adjusted uniformly according to the proposed image motion velocity matching scheme, the time delay integration (TDI) stages reach 6 at most. When the TDI stages are more than 6, the three groups of camera will independently undergo horizontal frequency adjustment. However, when the proposed drift angle matching scheme is adopted for uniform drift angle adjustment, the number of TDI stages will not exceed 81. The experimental results have demonstrated the validity and accuracy of the proposed image motion velocity field model and matching optimization scheme, providing reliable basis for on-orbit image motion compensation of aerospace mapping cameras.     

张开角沿主动脉弓分布的实验研究

为进一步研究主动脉弯管段的残余应变分布,运用弧长分析方法,结合图像处理测量技术测量了4条成年白兔的主动脉张开角,得到了张开角的分布,并对得到的数据进行了统计学处理．实验结果表明:张开角沿主动脉长度方向变化,弯管段变化明显,直管段变化小,可近似为常数;由张开角沿主动脉环不同方位的分布变化发现,主动脉张开角不沿主动脉环向坐标变化,即动脉壁内的残余应力(应变)是均匀的．     

一种B超心血管造影分析系统的设计

本系统通过对超声图象进行连续采集以后，对每帧图象的相关区域进行亮度及灰度统计，得出各对应区域的灰度变化曲线，再运用曲线拟合方法对各帧图象的灰度变化作出灰度—时间曲线并计算灰度峰值、峰值时刻、前半峰时间、后半峰时间及曲线下的面积等统计数据，本系统对临床诊断及科研都具有一定的实用价值。