线推扫式高光谱相机侧扫成像几何校正

线阵高光谱相机侧扫成像可以有效解决卫星遥感影像无法获取建筑物立面光谱数据等问题。阐述了课题组集成开发的线推扫式高光谱遥感监测系统组成部分及关键技术指标等;根据地面侧扫成像特点,详细推导了适合于线推扫式相机地面侧扫成像几何校正模型;给出了地理参考影像格网划分和重采样方法,并对数据采集过程可能出现的漏采现象提出解决方案。通过大量地面模拟实验,验证了线阵影像几何畸变校正算法的有效性及鲁棒性,为同类产品的地面应用提供参考。     

基于FPGA的高灵敏红外相机实时数据处理系统的设计

为满足红外相机的高灵敏度、实时性、小型化和集成化要求,采用384×288长波 红外焦平面探测器的四通道输出模式,以Altera的cyclone3系列芯片作为主控制器,并利用1块4 M大小的SRAM和 一块4 M大小的flash为辅助,设计了一套基于FPGA的图像数据处理系统。该系统通过指令控制能对图像背景进行 采集与消除、细分采样叠加和数字TDI处理等。该系统还具有推扫和凝视功能,由Verilog语言实现,可移植性强。 实验结果表明,该系统能够代替上位机对图像进行实时处理,得到高灵敏度的清晰图像。     

激光对推扫相机的干扰

针对激光对推扫相机干扰效应及其干扰机理等疑难问题,构建了一套推扫相机激光干扰实验系统.描述了实验系统组成、实验方法和步骤,开展了激光对推扫相机干扰实验,给出了实验结果.从线阵CCD探测器的结构和图像处理层面出发,对出现的干扰现象进行了机理分析,利用实验数据拟合出了相机入瞳激光功率与干扰面积的对应关系,分析了影响推扫相机输出图像上激光干扰面积的主要因素,并与激光对凝视相机的干扰进行了比对分析.该研究成果可应用于激光对推扫相机干扰效果评价和相机激光防护研究等方面.     

4×128双色线列红外探测器成像电路设计

介绍了针对4×128双色线列探测器而设计的成像电路系统,其硬件电路主要包括探测器适配电路、视频模拟信号调理电路、模数转换电路、图像预处理电路、数字图像输出接口电路等.探测器驱动时序、一维扫描成像时序、AD 采样时序和接口时序由 FPGA 来实现,采用 VHDL 语言完成时序设计.     

红外电视跟踪器的数据处理系统设计

针对红外电视跟踪器对导弹等高速运动目标跟踪实时性的要求和数据流量大、处理速度高的特点,设计了基于DSP+FPGA架构的电视跟踪器数据处理系统.该系统采用高速数字信号处理器TMS32ODM642作为核心处理器完成目标的识别与跟踪,计算脱靶量信息;FPGA作为协处理器完成图像的采集和预处理.该系统能够完成对海面舰船目标和空...     

细分采样叠加技术在推扫式长波红外成像中的应用

在推扫式长波红外成像系统中,由于强辐射背景的存在,探测器的饱和积分时间只占像元驻留时间的十分之一甚至几十分之一,针对这种情况,将细分采样叠加技术应用在该类成像系统中,可以有效地利用推扫成像方式相对于机械扫描成像方式在驻留时间上的优势,达到提高系统信噪比的目的.文中首先针对短积分时间长波红外探测器的特点阐述了细分采样叠加技术原理,从理论上分析了叠加对PTF和图像信噪比SNR的影响.接着简要叙述了基于细分采样叠加技术的长波红外成像系统的软硬件研制情况,最后通过成像实验,验证了系统所采用的各种方法的有效性.     

基于FPGA的红外图像预处理模块设计

介绍了一款基于FPGA的红外图像预处理模块。该模块使用流水线的方式完成了两点校正算法、一点校正算法、像元错位校正等功能。模块中嵌入了Microblaze和MPMC核,增加了一些人机交互接口,实现了一点校正算法系数的实时更新。该模块能以某一种格式接收红外数据,并以相同的格式输出;可以将其加入到一个系统中,或从一个系统中移除。     

长波红外相机多次采样叠加对MTF的影响分析

根据长波红外相机积分时间短的特点,阐述了多次采样叠加技术的原理和应用.并在此基础上分析了采用多次采样叠加技术对系统MTF产生的影响.给出了不同采样系数和叠加次数对应的系统MTF变化.当采样系数固定时,探测器MTF随叠加次数的增加而减小,系统推扫方向MTF随叠加次数的增加而减小.     

轻小型推扫视频一体化相机设计与验证

介绍了一种轻小型推扫视频一体化微纳遥感相机的综合优化设计思路。系统设计时综合考虑星地一体化处理,采用大F数RC系统降低产品光机体积重量;电子学采用商用货架产品加固技术实现高性能同时降低成本,星上数据处理采用数字TDI技术实现面阵相机推扫视频一体化成像,大幅提升成像效能。采用该方法设计的微纳遥感相机具备视频、推扫、条带等多种工作模式,满足不同应用场景需求。该技术在欧比特视频相机等微纳遥感载荷的设计及研制中进行了应用,在轨获取了高品质的视频及遥感图像,在商业遥感载荷市场具有广阔的应用前景。     

推扫相机激光干扰等效缩比模型研究及实验验证

随着激光技术的快速发展,推扫相机的激光干扰问题倍受关注。推扫相机一般有较高的角分辨率,口径大焦距长造价高,若按照对等要求进行干扰实验研究,其技术难度大实验费用高。针对激光对推扫相机干扰效果评价的难题,从推扫相机成像原理和激光对推扫相机干扰机理入手,提出了一个推扫相机激光干扰等效缩比模型,并通过实验对该模型进行了验证。实验表明:在推扫相机F数不变的前提下,保持相同的入瞳激光功率和积分时间,激光对缩比相机与原相机具有相同的干扰效应,即在两相机像面上的激光干扰面积基本相同。该研究成果可应用于激光对推扫相机干扰效果评价和相机激光防护研究等方面。     

热红外相机光机系统设计

以气象观测应用为目标,提出一种基于非制冷微测辐射计的热红外波段相机光学设计方案,该光学系统焦距60 mm,光谱范围8～14 μm,视场角7°.综合三片分离式结构和双高斯光学结构设计了红外物镜,优化后物镜成像质量达到衍射极限.进行了物镜的无热化结构设计,分析结果表明在-20℃～60℃范围内,物镜成像弥散斑直径接近爱里斑直...     

高速红外图像数据采集系统的设计

在红外空空导弹中,红外成像系统在图像处理中所涉及的数据量大, 难以实现实时处理。针对这一问题,介绍了一种基于RapidIO和PCI--Express的高速红外图像数据采集系统,重点讨论了以高速串行总线的XMC底板和XMC接口板为框架结构的关键模块图像采集板卡的设计。该系统不仅具有双通道数据采集功能,还具有双通道数据播发功能。每通道的采集速率达到1.2 Gbps,码速率为0～400 M。该系统可实现高帧频红外图像的实时采集和显示。     

红外数据辅助的GM鄄PHD 滤波工程优化算法

利用红外传感器优异的方位精度特点,解决随机有限集的高斯混合-概率假设密度(GM-PHD)算法在工程应用中存在的问题,提出一种在两方面对目标跟踪进行优化的方法。首先,红外传感器确定新生的目标起始信息,形成新生目标随机集初始值;其次,红外数据在目标跟踪过程中实时修正高斯权值,确保算法运行的稳定性;最后,经仿真验证文中算法目标跟踪效果得到大幅度提升。     

红外水分仪数据采集系统的设计与实现

提出了一种针对红外水分仪的DSP+FPGA的高速数字架构.Spartan II FPGA实现了高速数据通道及通信,浮点DSP TMS320C6713则专注于水分计算和错误控制,该设计解决了传统水分仪速度慢、精度低和稳定性不高的缺点,实验表明,该实时数据采集系统工作稳定、可靠,满足了总体指标要求.     

基于微机原理实验箱的数据采集系统设计

以16位微机原理及接口实验箱为基础,设计了一个实现数据采集功能的综合实验。该实验综合运用ADC0809、DAC0832、8253定时器、8255并行接口、七段LED（发光二极管）等功能芯片,加深了学生对各功能芯片的认识,提高了学生的综合设计能力,激发了学生的创新能动性。     

多次采样技术在红外推扫系统中的分析与应用

介绍了影响红外推扫系统噪声等效温差(NETD)的参数,证明了多次采样技术可以显著降低系统NETD,提出了在驻留时间一定的情况下选择积分时间和采样次数的原则.通过短波红外相机实验表明多次采样技术可以显著提高图像质量.     

FTIR光谱仪数据采集系统设计与实现

针对大气监测需要,研制了傅立叶变换红外光谱仪,介绍了数据采集系统的设计实现,在HeNe激光反馈控制系统和高精度数据采集卡的基础上实现了干涉信号等光程差间距采样,编制了数据采集与处理软件.实验结果表明,系统光谱分辨率可达到1 cm-1,满足大气多组分监测的需要.     

基于随机等效采样的高速数据采集系统的设计

随机等效采样实际上是以触发点为时间参考基准对周期快变信号进行采样、存储和重构的技术。随机等效采样的关键在于精确测量触发点与下一个采样时钟间的时间间隔，以及通过等效采样算法确定各次采样数据在信号重建的位置，本文给出了这个时间间隔的测量电路和随机等效算法模型。     

用于海气界面观测的红外热像仪非均匀性校正及滤波方法研究

利用红外仪器开展海气界面小尺度过程热通量观测工作具有重要的科学意义,而非致冷焦平面热像仪的成像非均匀性严重影响了人们对海面温度分布的观测。以相同温度下的平静水面作为黑体,对热像仪进行了非均匀性校正,去除了条带噪声。通过对用不同滤波方法处理的图像的归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)、信噪比和标准差进行比较,发现高斯滤波的效果较好。