Performance of OFDM-FSO link with analog network coding

Optical camera communication (OCC) can be considered a convenient and versatile short-range communication technology within the framework of optical wireless communications. As OCC suffers from low data transmission rate in comparison with very high-speed modulation of light emitting diodes (LEDs), it imposes major limitations on an optical camera-based vehicle-to-vehicle (V2V) communication. This paper presents an OCC-based high-speed V2V using a distinct capturing strategy called selective capture (SC). Experiments were performed to verify the proposed SC-based V2V based on a Raspberry Pi camera module (RaspiCam). The SC was performed with template matching technique on the RaspiCam module. The module enables both the selection of resolution and the capturing of vehicle taillights only from the full camera capture frame. As the transmitter, a \(4\times 4\) red LED array was employed as the taillights of a vehicle. It is found that the use of SC to capture the taillights effectively increases the capture speed of RaspiCam from 120 frames per second (fps) to 435 fps, yielding an efficient and high-speed V2V with flicker-free taillights. In addition, the proposed SC-V2V with increased capture speed provides a data rate of up to 3.456 kbps and achieves acceptable bit error rate performance at a distance of up to 175 cm.     

基于惯性传感器和改进Criminis算法的距离估计

针对距离估计问题,提出了一种新颖的利用惯性传感器和单目摄像机的距离估计系统,该系统通过结合惯性导航算法和图像处理算法来实现距离估计。首先通过移动单目摄像机,得到一个目标的两幅图像,并利用改进后的Criminis算法提取两个图像间的特征值,再利用惯性导航算法对摄像机的运动进行估计运算,计算出摄像机移动的基线估计,最后通过最小二乘法得到估计距离。同时为了减少误差,在摄像机移动的过程中利用了零速度更新。通过实际环境实验,我们对该算法的准确度进行了评估,在几米范围内,它的平均距离误差是3.9%。     

基于DSP的嵌入式数字摄像夜间能见度测量系统

数字摄像夜间能见度仪的关键技术之一在于高速、实时地处理CCD采集的目标光源和黑体的图像信息。设计了一种基于TMS320DM642的小型化、便携嵌入式能见度测量系统,从硬件和软件上给于实现,并将其应用到数字摄像夜间能见度测量中。利用CCD采集25帧/s的PAL制视频流,数字化后送入DSP处理器,通过DSP实现目标光源与黑体的图像分割与定位算法,完成数字摄像夜间能见度的测量。实验结果表明设计的嵌入式系统能较好完成夜间能见度的测量。     

Vehicle control by computer vision

A method is described for guiding an autonomous vehicle along roadways based on visual signals. The vehicle follows a white guideline on a flat road sensed by a computer-controlled display (CCD) camera. The camera, mounted behind the windscreen of the vehicle, looks forward and down, detecting an area between 5 and 25 m ahead. An image processor (based on Transputers T800) scans the image for the borderline of the road. The line coordinates detected by the image processor are transmitted via transputer links to another transputer network. The implemented algorithm uses geometric coordinate-transformation and a dynamical model (Kalman filter) to identify the road curvature ahead and the relative position of the vehicle on the road. The reference angle for the electrical steering servo is computed from the lateral deviation, the yaw-angle deviation, the road-curvature, and the velocity of the vehicle. Altogether, it takes about 70 ms per image for recognition and control. Results for an experimental system are reported     

基于视频图像的车速检测方法

基于视频图像对车辆速度进行检测,调用OpenCV自带的运动目标检测框架,来实现对行驶车辆的检测与跟踪,接着根据摄像机标定结果获取图像坐标与世界坐标的转换关系,求得检测车辆在实际空间中的行驶距离,最后依据速度公式便能得到所检测车辆车速。经测试,该方法具有较高的检测精度,满足实际应用的需求。     

基于CCD的激光扫描测距技术研究

对基于CCD的激光扫描测距技术进行了研究,采用线激光进行物体截面轮廓测量,测量系统由线光源激光器、CCD摄像机、图像采集卡、计算机和相应的测量软件构成,该装置能获取被测物体部分截面的深度图像和距离(尺寸)信息.     

采用CCD 相机测量目标靶形心位置精度的方法

利用CCD 相机完成对目标靶形心位置精度的测量后,需要对其测量精度进行验证,提出了一种通过测量目标靶图像特征点到形心位置的距离偏差来对测量精度进行验证的方法。介绍了利用CCD 相机对目标靶形心位置进行测量的原理。为了对形心位置测量结果进行验证,提出在目标靶的形心及特征点位置上加装LED 光源作为特征目标点,用于在像面上提取形心及特征点像素坐标值。根据目标靶与像面坐标的对应关系,给出了精度验证的数据处理方法。进行了两次检测实验,形心测量精度分别为A1=0.037 mrad,E1=0.021 mrad,A2=0.032 mrad,E2=0.015 mrad,两次实验结果基本一致。实验表明:利用该方法可以完成对CCD 相机目标靶形心位置测量精度的验证。     

新型汽车主动式红外夜视系统的研究与开发

为了提高夜间行车的视距范围,采用远距离红外照明成像技术研制了汽车主动式红外夜视系统.经测试,在无光环境下,样机的视距可达到200m.本文深入总结了汽车主动式红外夜视系统的总体设计技术,并对CCD摄像机和红外光源的关键参数进行了深入的分析与计算.文中的设计思路与设计方法可供相关行业人员参考.     

光环晶格的产生与传输研究

理论和实验研究了单环与多环晶格的产生及空间传输特性。数值结果表明,光环晶格初始产生时共轴叠加的拉盖尔高斯涡旋光束拓扑荷之差决定着光强分布中亮暗花瓣状光斑数量;暗环晶格的相位分布存在奇异点,与光强分布中暗花瓣状光斑数量及位置相互对应,亮环晶格相位分布中无奇异点;随传播距离的增加,光环晶格的亮暗花瓣状光斑均远离光束中心,暗环晶格拓扑荷为正值发生顺时针旋转,为负值则发生逆时针旋转,亮环晶格无旋转特性。实验上,利用反射式空间光调制器产生了光环晶格并使用CCD记录保存,探究了光环晶格的光强分布以及空间传输特性。实验结果与理论结果基本符合,该研究成果为光环晶格的冷原子捕获提供了一定的理论与实验依据。     

基于面阵CCD图像检测的光电影像测量系统

图像检测技术可应用于零件微小间隙的测量.本文依据远心光学成像,将被测零件单元光学成像至面阵CCD相机靶面,对图像进行去滤波除噪、图像增强,将Sobel运算应用于基于梯度算法的图像边缘检测,并用修正实测标定系数的方法提高实测精度,能够胜任生产中不同环境下的微间隙测量.实验结果表明,测量精度为6μm,基本满足自动影像测量稳...     

基于隔行扫描奇偶场图像的动态物体三维面形测量

存基于傅里叶变换轮廓术(FTP)的动态物体三维面形测量中,选用隔行扫描CCD相机记录动态图像,由于其一帧中两场图像时间上的分离性,导致帧图像错位模糊,使测量误差增大甚至产生错误.针对这一问题,提出利用隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,各自直接利用FTP重建物体面形的新方法.理论分析得出单场图像与准确的满帧图像重建物体三维面形是完全相同的结论;仿真及实验结果都表明该方法的有效性.该方法既保持了原有准确帧图像的重建精度,又使整个测量系统的时间分辨率提高了1倍;实现简单快捷.     

CCD区域倍频读出及其对成像的影响

在某空间项目中,需要使用一款指定的CCD传感器研制一套用于空间成像的CCD摄像机系统,并且要求图像的帧频高于CCD传感器的标准帧频。简单的超频读出CCD会使摄像机的信噪比下降。文中首先分析了CCD摄像机在空间条件下影响成像信噪比的多种原因,发现读出噪声对输出图像的信噪比影响是最大的。使用区域倍频读出方法来提高CCD摄像机的输出帧频,即在图像的水平和垂直方向都使用4倍的时钟读出部分像元。最后把区域倍频读出CCD的图像信号和整体超频读出CCD的图像信号进行了信噪比对比检测,测试结果表明区域倍频读出的CCD图像质量较好。     

基于AD9928A的CCD摄像机的AFE设计

选用ADI公司的AD9928A芯片进行CCD图像传感器的AFE模拟前端设计,包含对AFE模拟前端硬件设计以及驱动时序的研究.主要应用于安防道路智能分析,具有图像分辨率高、噪声小,帧率高、色彩真实鲜亮、超高动态范围等优点,适合基于CCD摄像机的智能分析和图像识别系统.     

一种基于面阵CCD实时测量汞灯谱线波长的方法

利用面阵CCD采集汞灯衍射光谱图像;由计算机程序对采集的光谱图像进行处理,计算出不同波长谱线到零级谱线的间距L;然后根据光栅方程,实时计算出谱线的波长。该方法具有快捷、简便、精度高的特点,可应用于对光谱波长的实时测量。     

基于MODTRAN模型计算星载CCD相机信噪比

信噪比表征CCD相机的辐射分辨能力,是评价星载CCD相机图像质量的重要参数。传统的相机信噪比计算方法多为构造模型、推导出计算公式、代入器件参数求解,这样的计算没有考虑相机在轨工作的工作环境,结果值较真实值有显著差距。文中利用MODTRAN模型,对相机在轨工作环境的地面与大气的辐射进行了模拟计算,用实测噪声值代替传统的噪声模型进行计算,最大程度地使计算条件符合星载CCD相机实际在轨工作的情况。还综合考虑了不同太阳高度角、地面反射率条件下CCD相机的信噪比变化情况,量化分析了这些客观因素对CCD相机实拍时信噪比可能造成的影响,该分析对选择星载CDD相机拍摄的季节、时辰有参考价值。     

智能三坐标测量机零件位姿识别中的立体匹配

为提高三坐标测量机零件位姿识别的效率和准确率,提出了一种基于图像质心偏移的立体匹配新方法。将CCD摄像机安装在三坐标测量机的Z轴上,利用三坐标测量机的精确平移特性,构成单摄像机立体视觉系统,在两个不同位置获取被测零件的实时图像,对其进行处理得到图像质心,将图像质心的偏移距离作为约束条件完成立体匹配。该方法避开了极线约束、灰度约束等复杂约束条件,实验表明该方法可以达到较高的匹配精度,实验件的匹配时间为1.818s。     

Virtual Control of Optical Axis of the 3DTV Camera for Reducing Visual Fatigue in Stereoscopic 3DTV

In stereoscopic television, there is a trade‐off between visual comfort and 3‐dimensional (3D) impact with respect to the baseline‐stretch of a 3DTV camera. It is necessary to adjust the baseline‐stretch at an appropriate distance depending on the contents of a scene if we want to obtain a subjectively optimal quality of an image. However, it is very hard to obtain a small baseline‐stretch using commercially available cameras of broadcasting quality where the sizes of the lens and CCD module are large. In order to overcome this limitation, we attempt to freely control the baseline‐stretch of a stereoscopic camera by synthesizing the virtual views at the desired location of interval between two cameras. This proposed technique is based on the stereo matching and view synthesis techniques. We first obtain a dense disparity map using a hierarchical stereo matching with the edge‐adaptive multiple shifted windows. Then, we synthesize the virtual views using the disparity map. Simulation results with various stereoscopic images demonstrate the effectiveness of the proposed technique.     

基于彩色CCD像素点亮度的测温原理研究

推导出了CCD像素点亮度和具有实物面的高温辐射体温度之间的关系。结合比色测温法,提出了一种基于面阵CCD图像的温度场检测方法。分别在普通煤炉和黑体炉上用一套经黑体炉标定过的测温系统进行测温实验,取得良好效果。通过比较热电偶测量值和本算法计算温度值,分析了本测温方法的误差产生原因。     

近红外电视技术的研究

着重介绍了提高ＣＣＤ器件近红外摄像灵敏度的一些途径和红外光源、近红外摄像物镜的研制问题。对影响夜视距离的光能损失、大气衰减进行了探讨，并给出了近红外电视的总体计算方法。     

CCD相机调制传递函数的测试分析

调制传递函数(MTF)是评价CCD相机成像系统质量的重要参数,它能真实地反映相机拍摄时的空间频率与图像对比度的关系。CCD相机的MTF测试中最关键的是靶标的选择,它决定了整个系统的测量精度和操作过程的复杂程度。理想的靶标函数是正弦函数,但制作光出射度随正弦波规律变化的分辨率板是非常困难的,因此利用明暗相间、相互平行的黑白条纹分辨率板来代替正弦波分辨率板,提出了测量MTF的方法。重点对CCD相机在奈奎斯特频率处的MTF测试结果进行了分析与评价。