基于FPGA的CMOS图像采集系统设计

随着CMOS集成电路工艺的不断进步和完善，另一种获得图像数据的技术——CMOS图像传感技术发展十分迅速。本文以CMOS图像传感器OV7649为例，主要研究CMOS图像传感器的一般特征及其使用特点，并在分析OV7649输出格式和输出时序的基础上，结合FPGA芯片，设计了图像采集系统。     

激光图像光斑质心位置高精度识别模型构建

传统的基于光栅的激光图像光斑质心位置高精度识别模型、基于图像处理技术的激光图像光斑质心位置高精度识别模型与基于序列图像的激光图像光斑质心位置高精度识别模型存在识别精度差的问题,为此设计一种激光图像光斑质心位置高精度识别模型.利用统计特性方法估计噪声,对激光图像光斑位置二值化处理,采用参数化可变形的模板作为太阳光斑的匹配...     

太阳图像中光斑质心位置的检测

基于Matlab 7．6／Simulink 7．1设计的实现太阳图像中光斑质心位置检测系统的仿真实验平台,可以实现从图像传感器采集太阳图像,并计算出光斑质心的图像坐标及光斑个数。Simulink主系统包括图像采集模块、图像增强子系统、图像处理子系统和光斑信息显示模块。实验结果表明,该仿真平台能够准确找出太阳图像中光斑质心的图像坐标,并给出光斑个数,该方法适用于基于图像传感器实现太阳自动跟踪的系统。     

近红外星图质心检测C样条插值法和高斯方法比较

可见光CCD拍摄的星空图像中目标点的质心求取已经有了很多种方法,可见光中的恒星质心求取方法在近红外星图中同样适用,常用的方法有Gauss拟合法,矩方法（包括修正矩方法）和寻导法等。介绍了质心求取方法中的Gauss拟合法,分析其优劣性,并以这种方法为基础,根据近红外星图导航的实际情况提出了一种较为实用的方法,并验证比较其...     

基于多元正态分布的飞秒激光烧蚀光斑质心提取

飞秒激光在加工单晶硅过程中伴随着等离子体衍生发光现象,并以激光光斑形式表现出来,激光烧蚀效果受激光脉冲能量、光学设置、材料特性、环境参数等因素的影响,参数的选择是实现理想加工的关键,由此引入光斑质心的提取,研究光斑的变化规律以提高加工精度的目的。常用的质心提取算法有灰度质心法、高斯曲面拟合法等,但由于受到噪声的影响,光斑的灰度峰值可能发生偏差,提取的质心同真实质心相比误差较大,由此引入多元正态分布,在多个方向拟合高斯曲面,通过极大似然法估计质心,在精度方面得到了很大的改善。     

基于图像处理技术的光斑质心高精度测量

针对传统的光斑质心测量方法子孔径窗口内远离光斑的噪声对一阶矩质心算法的影响,本文提出一种利用图像处理技术提高光斑质心探测精度的新方法。在哈特曼-夏克（H-S）波前传感器测得的光斑阵列图像中,采用自适应阈值方法优化每个子孔径的探测窗口,使探测窗口和光斑分布区域最佳匹配;然后在探测窗口内,采用线性插值方法提高图像的分辨率。...     

用模板匹配法选取光斑质心探测窗口

根据Hartman传感器探测入眼波像差时光斑特点，提出了模板匹配法选取光斑窗口的质心探测方法。本方法与Prieto的质心探测方法相比，提高了质心探测精度。对光斑阵列的仿真计算结果表明，用本文提出的方法质心探测误差的rms值降低了53.7%。另外，本方法还避免了Prieto方法中多次迭代的质心计算，减少了运算量。     

哈特曼波前传感器光斑质心探测窗口的自动确定方法研究

根据在进行激光系统输出波前诊断时使用Hartman传感器探测到的光斑特点,提出一种基于光斑特征识别的自动搜寻并选取光斑质心探测窗口的新方法。通过对仿真光斑阵列的计算和对实际采样图像的实验,验证了这种方法的可行性和探测精度。     

异步近红外传感器在火焰检测中的应用

由于常用于火焰探测的红外(IR)摄像机或微测辐射热计存在响应速度偏慢和价格昂贵的缺陷,文中提出利用定制异步尖峰图像传感器实现对火焰的快速监测。基于具有良好的时间分辨率、高动态范围和低数据冗余等特征的异步尖峰图像传感器,适用于传感器异步输出的火焰检测算法。通过对传感器测量的实验数据与用传统设备获得的数据结果表明,异步尖峰传感器具有极好的火焰分析和监测潜力。     

激光光斑探测系统软件设计与分析

对激光光斑探测系统构成和光斑探测原理进行分析研究。在激光光斑探测系统软件设计中对图像采集控制和图像显示提出了全新的控制手段和设计思路,并对激光光斑采集软件和图像处理软件进行了详细设计说明,在图像处理软件设计中运用了一种激光光斑能量分布的三维伪彩色可视化方法,更加清晰反应光斑的不同区域能量分布的相对大小和位置。     

基于探测器阵列组件的光斑辅助定位系统的设计

设计并实现了一种基于探测器阵列组件的光斑辅助定位系统。该系统以120元Si-PIN探测器作为光电传感器,将其排列为正方形,由120路光电转换电路将每个光电传感器采集到的电流信号转换为电压信号并与预先设置的阈值电平进行比较,以判断该点探测器是否探测到光信号,在CPLD时序控制下将每个探测器的响应情况通过数据采集电路实时传送至上位机。将探测器阵列组件放置在指定位置,通过调节光源位置直至上位机反映的图像为对准后的形式,由此实现光斑辅助定位。经测试表明,该系统能实现240mm×240mm大面积、精度2mm的光斑位置实时探测和辅助定位,且相对传统方式更加简单可行。     

基于CMOS摄像头与FPGA的位置检测系统设计

提出采用CMOS数字摄像头采集并提取黑色胶条位置来控制冷却转鼓速度的方法.系统以FPGA作为核心控制器,采用两片SRAM进行乒乓操作,FPGA根据CMOS摄像头输出的同步信号,将采集到的图像信息存储到一片SRAM中,同时读取另一片SRAM中的图像数据并进行图像处理,黑色胶条位置检测采用简单的灰度阈值二值化方法.给出了部分采集图像及仿真结果.采集图像显示,CMOS摄像头成像质量满足工程要求.仿真结果表明,系统实现了SRAM的乒乓操作,并完成了黑色胶条位置检测.系统与冷却鼓连接,实际运行可靠.     

基于激光再制造机器人的表面浅斑缺陷识别研究

机器视觉系统对于提高激光机器人再制造质量有重要作用。针对浅斑类缺陷无法在点云数据中定位的问题,开发了专用识别系统,将二维图片和三维点云结合起来实现该类缺陷的三维检测。对灰度图片进行处理,包括图像频域增强、区域标记和区域合并等,实现了二维图片中的缺陷定位;利用双目立体视觉系统对再制造零件表面进行扫描,获取零件表面三维点云数据,同时将二维缺陷边界转换为三维缺陷边界,实现了点云数据中缺陷的定位。实验结果表明,该系统能有效识别浅斑类缺陷,并且再制造精度高。     

点阵式远场激光光斑监测系统的设计与实现

介绍了一种采用光电探测器点阵监测激光远场光斑的形状分布和激光脉冲时序的方法及其系统的实现。系统可实时监测光斑的形状和形心位置及激光脉冲的绝对时和相对时，激光脉冲发射时间测量精度优于0．2μs。在对激光目标指示器等远场激光照射器的性能评价和激光通信中的远场激光信息场的测量中有较大实用价值，并对大面积的激光光斑的测量有重要的参考价值。     

基于迈克耳孙干涉仪的凝视型激光告警系统设计

设计了一种基于迈克耳孙干涉仪的凝视型激光告警系统,理论分析了系统定向精度和滤光片透射率的变化规律。结果表明,入射激光经过告警系统后,形成环形干涉条纹,根据条纹中心的坐标和条纹间隔可解算入射激光的方向和波长;在探测器像元尺寸固定的情况下,系统的定向精度由光束变换透镜和球面反射镜焦距的比值决定,定向精度随该比值的减小而提高;告警系统滤光片的透射率取决于变换透镜的焦距,当变换透镜焦距为鱼眼镜头焦距10倍时,滤光片对系统入射角为0°~90°范围内激光的透射率为90.0%~87.5%,这保证了系统对各角度的入射激光都有较高的探测灵敏度。     

基于AD7705的在线激光功率检测系统设计

介绍基于Cx51的软单片机控制技术和AD7705模/数转换器的在线激光功率检测系统的工作原理和结构组成;设计了信号的采集、放大、测量、显示等内容;详细讨论了AD7705模/数转换器与AT89S51单片机接口电路的设计.由于采用AD7705简化了硬件,使系统响应迅速、测量精度大大提高,满足了在线检测的要求.设计中采用一种"抽样检测"的方法,设计出一种通用电路模型,满足了系统测量激光波长范围宽的要求.     

激光光斑测量系统的电路设计与实现

为了直接测量远场激光光斑,设计开发了一套基于热释电探测器阵列靶的激光光斑测量系统。针对热释电探测器噪声特性,将探测器响应信号通过前置放大、增益放大、峰值保持、A/D采集等电路处理,最后由主控计算机存储光斑信息,并对光斑图像进行分析处理。通过实际的远场激光测试实验,验证了该设计能够有效测量远场激光光斑。     

基于激光检测的无人机探测系统与实验

现有的无人机探测通常采用以雷达扫描为主,辅以其他传感器探测的方式。但是,目前使用雷达探测的成本较高,而激光器作为一种低成本、低功耗的器件已受到人们广泛关注。以激光为载体,结合无线光通信中的捕获、瞄准、跟踪(APT)系统,设计并实现了一种基于激光探测技术的无人机扫描定位系统,并以气球模拟无人机目标的测试方式,测试了该系统的定位精度和效率。扫描试验结果表明:在激光发射器平均功率小于40mW的情况下,该系统对目标的捕获定位能达到较高的精度,误差在5%以内,最大可探测范围为45m。