基于函数拟合的SIFT误匹配点剔除算法

针对RANSAC算法在剔除SIFT误匹配点实验中存在耗时长、误匹配等问题,提出了基于函数拟合的SIFT误匹配点剔除算法。首先采用SIFT算法进行待匹配图像与匹配图像的匹配工作,对匹配后的待匹配图像关键点采用迭代最小二乘拟合法构建函数模型,然后与匹配图像特征关键点进行拟合,最后计算两者的误差,当误差大于给定阈值时,确认该点为误匹配点,对其进行剔除。实验结果表明,采用基于函数拟合剔除误匹配点在时间上比RANSAC算法平均节省了2 s,正确匹配率提高11.75%,并且较多地保留了正确匹配点。     

基于相关检测的远距离激光测距方法

在激光测距过程中,信号的发送功率不能无限的增大,这导致在远距离测量时,接收的光信号已十分微弱,淹没在噪声之中。文中对噪声和信号的统计特性进行了深入的研究后,利用噪声和信号相关特性不同的特点,设计出相关器来检测出长距离测量时的回波信号。利用FPGA强大的数字信号处理能力实现了长距离的激光测量。     

基于贪婪动态融合的卫星激光测距优化算法

结合当今技术的发展状况,针对台站观测任务数量多、问题建模难、求解复杂度高等问题,提出了一种基于贪婪算法与动态规划算法融合的改进贪婪动态规划算法。该算法首先将调度问题划分成几个子问题,然后根据约束条件以最大化观测收益为目标函数对问题进行迭代求解,进而生成近似最优观测计划。实验结果表明,该算法在解决观测任务调度问题时具有一定的可行性和实用性,并为下一步建立台站自动化运行系统奠定坚实的基础。     

基于三维反正切函数拟合的光斑质心提取算法

在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里,光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理,提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数,通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分布的函数。求解过程中首先通过高斯-牛顿法进行迭代,然后再通过最小二乘法进行最优解估计。文中先通过仿真分析,对比了文中算法与传统算法的优劣,进一步通过实验验证该方法相对于传统方法的优势。实验结果表明:基于文中算法光斑质心提取精度为0.125 3个像素;此时角度传感器的测角精度为0.172 3,优于传感器技术要求的0.25。文中算法对噪声、对比度、光斑的长宽比和大小的综合性能优于传统算法,实验结果稳定可靠,满足角度传感器使用要求。     

卫星激光测距数据处理算法的研究进展

简述了卫星激光测距系统研究背景和发展现状,阐述了数据处理算法在卫星激光测距技术中的重要地位和作用,重点介绍了当前国际上普遍采用的一些数据处理算法的发展应用情况以及一些先进的数据处理算法的研究进展,包括屏幕处理技术、泊松统计滤波算法、相关检测算法等.最后展望了卫星激光测距技术及其数据处理算法的发展方向.     

基于TDC+STM32激光测距系统标定方法设计

针对基于TDC+STM32激光测距系统,设计了一种对测量结果进行标定的方法,以数据拟合算法为核心,采用串口发送接收,MFC处理等技术,通过采集大量的实验数据,并对数据进行拟合,得到参数用来对系统进行标定,使测距系统能实时反映目标距离值。     

基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法

波形拟合是机载激光测深数据处理的关键环节,能够为水下地形测量、海底底质分类和水体浑浊度分析等应用领域提供数据基础。针对传统机载激光测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对复杂波形形状拟合不准确的问题,提出一种基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法。针对波形不同组成部分的相应特性,采用异构函数（水面-高斯函数、水体-双指数函数及水底-B样条函数）构建分层异构模型,分别进行拟合,从而实现对各部分波形信号的拟合。采用南海实测数据对所提算法进行了验证,结果表明:该算法拟合波形的平均运行时间T为0.019 4 s,相比于RL（Richardson-Lucy）去卷积算法提高0.328 6 s;平均均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）为6.222 4,相比于双高斯函数拟合算法平均均方根误差RMSE、平均决定系数（Coefficient of determination,R2）、平均相关系数（Correlation Coefficient,CORR）和相关系数标准差（Standard Deviation,STD）分别提高65.11%、2.83%、1.01%和86.61%,保证了拟合效率和拟合精度。算法具有良好的鲁棒性,能够有效满足机载激光测深科学研究和工程应用的技术需求。     

脉冲激光测距系统及其算法研究

随着激光测量技术得到广泛应用,因此提高激光测距精度成为了一个热门的研究内容。本文首先主要介绍脉冲式激光测距的原理[1],为了精确检测回波信号,本文采用了门限法去除回波噪声[2]。基于能够有效地提高测量精度的目的,本文讨论了几种减少时间间隔测量误差的算法,结合系统的要求,提出一种在现场可编程门阵列（FPGA）中实现脉冲计数法与时间数字转换法相结合的方法来提高时间间隔测量精度[3－5]。实验结果表明,采用的测距算法有效地提高了测量精度。     

一种随机干扰数据的快速抛物线拟合算法

提供一种干扰数据的抛物线波形拟合方法,利用该方法在对接收的数据进行抛物线波形拟合的过程中,无需进行复杂的逆矩阵计算,因而可以提高信号处理的效率,满足探测器对数据处理的实时性要求。     

基于截断sinc插值的毫米波全息成像算法优化

针对毫米波系统在二维横断面成像时,空间频率间隔上非均匀性影响成像精确度问题,提出基于截断正弦基数(sinc)函数的插值优化算法。算法取sinc函数为卷积核,对数据进行插值,相较细胞元插值法,得到的散射插值幅值更接近实际值,成像精确度更高。在此基础上,由于sinc插值需要无穷项求和,所需计算的数据量巨大,因此对插值求和项进行截断处理,对不同截断点数所成横断面像作比较,进一步优化成像质量。仿真结果验证了算法的可行性和精确性。     

基于圆弧拟合算法的海水激光通信信道研究

针对海水激光通信信道复杂多变的问题,利用蒙特卡洛法模拟了蓝绿激光在海水信道中的传输过程,得到了不同传输距离下接收功率的统计图.分别利用高斯函数和圆弧拟合算法对此统计结果进行了拟合,并计算出了激光在不同传输距离的高斯拟合误差和圆弧拟合误差,得出圆弧拟合算法拟合误差小于高斯函数拟合.在圆弧拟合算法的基础上建立了水下无线光通...     

调制函数对偏振调制激光测距精度影响分析

为减小传统激光测距方法中复杂电路系统对脉冲计时或相位比较引起的测距误差,针对偏振调制激光测距技术,利用电光调制器中晶体折射率随施加电场线性变化的特性,将待测物体反射的光脉冲调制成时间的函数,通过所得偏振光两个垂直方向上的光强比值求解待测距离。在研究其测距原理、距离方程及误差分析的基础上,推得文中测距方法所能达到理论测距精度的表达式,并分析调制过程中正弦、锯齿、指数三种调制函数对测距精度的影响,在相同距离范围内,锯齿函数具有更好的适用性,正弦函数与指数函数的组合函数具有更高的测距精度。进一步分析正弦函数不同波段对测距精度的影响可知,采用-/6~/6波段调制时其适用性及测距精度都有很大提高。研究结果对提高偏振调制激光测距精度具有重要意义。     

激光光斑中心圆拟合定位算法的FPGA实现

针对双目立体视觉测距系统的实时性要求,提出了一种改进的激光光斑中心定位算法,并在FPGA上进行了验证.该算法首先对图像进行阈值判定排除干扰光线,然后用Sobel算子对图像进行边缘检测得到边缘图像,最后再利用改进的圆心拟合算法进行中心定位.基于FPGA的硬件系统利用合理的流水线设计提高了数据处理的并行性,可以实时处理大量的数据,克服了传统算法在精度和速度上的不足.中心定位算法结果用于立体匹配,效果良好,完全满足设计需要.     

基于多项式拟合频率重构的物理不可克隆函数优化

近年来硬件安全不断受到挑战,具有不可预测性、随机性等特性的环形振荡器物理不可克隆函数(Ring Oscillator Physical Unclonable Function,RO PUF)可作为硬件安全重要的加密密钥方式,但通常原始RO PUF不满足加密密钥对随机性的要求.因此,提出了基于多项式拟合频率重构的PUF优...     

基于近红外小功率卫星激光测距研究

为分析天琴计划激光测距台站卫星激光测距探测能力,设置单脉冲能量（平均功率）分别为0.15 mJ（0.015 W）,0.4 mJ（0.04 W）和4 mJ（0.4 W）对同步轨道卫星qzs2、compass i3和compass i5分别于夜晚和白天进行激光测距实验。理论方面,分析了白天天光背景噪声强度,并结合雷达方程计算了不同平均功率条件下卫星激光测距的有效回波率,重点分析了平均功率对卫星激光测距探测能力的影响。实验方面,固定望远镜俯仰角（E=50°）,旋转望远镜测量不同指向时的天光背景噪声强度。采用探测效率为60%（@1064 nm）的超导探测器阵列,并结合空间滤波、时间滤波和光谱滤波的方法抑制背景噪声,开展了小功率白天卫星激光测距。分析得到,白天对同步卫星激光测距的最小功率为0.04 W,夜晚对同步卫星激光测距的最小功率为0.015 W。天琴计划激光测距台站已具备白天和夜晚全时段常规卫星激光测距能力,将为今后天琴计划引力波探测卫星全时段激光测距奠定基础。     

直方图拟合和亮度判决自适应图像增强算法

激光主动成像能够克服被动成像的缺点在低光照的条件下对目标成像,但是其图像通常受到严重干扰,需要采用增强算法增加图像的对比度和信噪比。不同时间段拍摄的激光图像存在很大差异,文中对夜间和晨昏成像的不同特点进行了探讨,分析归纳了其归类特点和方法,提出了一种基于直方图拟合和亮度判决的自适应激光图像同态增强算法,采用二次函数拟合直方图判定图像拍摄时间,通过亮度函数寻找最佳同态增强阈值,对不同时段拍摄的图像分类处理。实验结果表明,二次函数拟合直方图的判决方式准确率高,自适应同态增强算法能有效提高图像的信噪比,提高图像的对比度。