ASCM算法在FTIR监测系统中的应用

FTIR监测系统是遥感探测红外辐射的有力工具,文中通过分析红外傅里叶变换系统的工作原理,研究了系统的数据获取和处理方法.针对影响系统监测精度的探测器的非线性,提出了自适应比例修正ASCM算法,并运用该算法对系统的探测器进行了红外光源的光谱响应修正,使修正之后的FTIR监测系统的测量精度大大提高.     

采用四象限探测器的光斑中心定位算法

为提高激光发射系统的监测精度,提出了一种基于四象限探测器的光斑中心定位算法,首先采用均匀分布的椭圆模型对光斑进行分析,根据四象限探测器工作原理,通过计算椭圆形光斑在四象限探测器上各对应区域所占面积进而推导光斑中心坐标表达式,然后采用解析几何的方法求取椭圆光斑的长轴与短轴,最后搭建四象限监测系统对算法进行实验验证;结果表明,所提算法能有效提高四象限探测器的光束监测精度,较传统方法精度提高21.3%。     

基于森林火灾平台的红外图像识别技术研究

森林火灾探测一直是森林资源保护工作中的老大难问题。早期的火灾探测技术多是基于火灾的烟雾和温度特征的,但其判别标准过于单一,误报率较高。随着计算机技术的发展和红外探测器的发明,出现了基于红外图像处理的森林火灾防护技术,该技术主要对红外探测器获得的森林现场的红外图像进行一定的处理后识别图像中是否有火灾出现。本文的主要工作是进行红外图像增强算法的研究,通过对各种算法的描述和仿真实验结果分析,提出一种相对较适合森林背景红外图像的处理算法一将基于频域处理的提升小波变换与直方图修正结合起来的红外图像增强算法。     

平台漂移测试系统中PSD非线性修正算法研究

针对平台动态漂移测试人工操作误差大、自动化程度低的问题,设计了基于位置敏感探测器PSD的平台动态漂移自动化测试系统。针对PSD非线性对平台漂移测试系统测量范围和测量精度的影响,提出一种新算法。该算法首先利用双线性插值对PSD的非线性误差进行修正,然后用BP神经网络非线性逼近特性进一步修正,最终得到修正值。将其应用于平台漂移测试,试验结果表明,该方法能有效消除非线性的影响,使PSD的B区(边缘区域)获得了A区(中央区域)近似的线性度,扩大了测量范围,同时测量精度达到了平台漂移测试的精度要求。     

基于STM32的红外火灾探测系统设计

为进一步提高火灾探测系统的探测精度及响应速度,设计了基于STM32的红外火灾探测系统;本系统采用多个红外火焰探测器、温度传感器对火灾的多参量进行探测;基于STM32F103Zet6微处理器,首先采取DMA方式实时读取探测器及传感器A/D转换后的数据,进而进行数据处理及算法分析,实时判断是否发生火灾;判断结果通过报警指示灯来显示;同时,通过串口将数据传给上位机,以便进一步进行离线分析和算法改进;本系统与传统的火灾探测相比,火灾识别率提高约5%,系统响应速度缩短3S左右,具有较强的数据处理能力及较快的系统响应速度。     

红外目标模拟器校准装置构建和校准技术研究

在对传统红外目标模拟器校准装置分析的基础上，结合辐射照度校准理论、方法和误差来源三方面，构建了红外目标模拟器校准装置，开展了辐照度测量系统内部杂散辐射建模仿真和抑制的研究、红外大气传输修正方法的研究和测试结果数据拟合算法的研究，分别提出了基于复合蒙特卡洛法的内部杂散辐射数学模型、基于编码器-解码器结构的卷积神经网络红外辐射大气传输校准算法和基于粒子群优化的极限学习机算法，并在实验室条件下进行了辐照度计量校准实验。分别验证了在追迹光线数相等的情况下复合蒙特卡洛法的精度更高，复合蒙特卡洛法标准偏差为6.1940×10-8，平均误差为0.19293，且仿真结果体现了红外辐射计各部分杂散辐射对探测器入瞳面接收到的杂散辐射造成的影响；基于编码器-解码器结构的卷积神经网络算法能够较好的预测大气透过率和大气程辐射，在三个波段下的平均误差为3.0783%，3.8186%，5.3452%，低于传统方法，降低了大气透过率和大气程辐射的影响；通过与GA-ELM模型、ELM模型进行对，验证了与传统数据拟合方法相比，基于PSO-ELM的方法在1μm~3μm、3μm~5μm、8μm~14μm三个波段下的拟合精度都有所提高，决定系数分别为0.9925、0.9913、0.9814，平均相对误差分别为0.1242%、0.7157%、0.7471%有效提高了红外辐射测量准确度。     

一种热敏电阻红外探测器低频噪声测试系统

红外探测器是卫星姿态测量系统的关键元件,其质量决定整个卫星姿态测量精度;针对负温度系数热敏电阻型红外探测器,在详细讨论其低频噪声种类、产生机理及理论模型的基础上,研究了其低频噪声的测试方法,基于虚拟仪器技术,建立了探测器低频噪声测试系统;对比测试结果表明,该测试系统精度在5％以内(以Aglient动态信号分析仪测试结果为基准);采用该系统对航天型号用探测器多次老化前后的测试结果表明:低频噪声参数的变化与电阻值的变化具有相同的趋势,但前者明显高于后者(40次热循环后电阻变化2％、1/f噪声幅值B变化27.8％、转折频率fc变化50.3％);研究结果将为热敏电阻红外探测器低频噪声筛选参量的确定提供实验平台及理论依据.     

红外探测器光谱响应测试数据处理

为红外探测器光谱响应测试数据处理编制了数据库，描述了该数据处理库的编制过程与系统结构，详细了各部分的作用与功能，其最大特点最编制的数据库与进口的红外探测器光谱响应自动测试系统进行了较好的衔接，解决了红外探测器光谱响应自动测试系统数据处理功能中存在的若干问题。     

基于虚拟仪器的红外探测器制冷曲线测试系统

由于红外探测器的制冷控制参数与系统的电、热等物理参数有关,设计一个基于虚拟仪器技术的红外探测器制冷曲线测量与调试系统,利用程控电源和程控数字万用表实现制冷系统的特性测试,为嵌入式制冷控制器设计提取模型参数和完成的算法奠定了基础。     

三维锥束CT中几何参数的校正研究

计算机断层成像技术在工业和医学中的应用,三维锥束CT(Computed Tomography)是显微CT和工业CT目前研究的热点.三维锥束CT系统一般采用FDK重建算法,算法要求锥束中心射线垂直于探测器且投影在探测器中心,然而由于系统机械精度的不足难满足要求,从而给重建结果带来伪影.为解决上述问题,提出了一种投影数据的校正方法:在重建前首先根据几何参数对每幅投影数据进行修正,修正完后再进行重建.实验结果证明:改进后能有效地改善几何参数误差引起的图像失真,对三维锥束CT扫描系统的几何校正具有重要意义.     

红外测温仪在车削工件温度场监测中的应用

介绍红外测温仪在线监测精密加工过程中车削工件的温度场，对在线监测温度系统进行设计，并针对车削工件温度监测准确度进行分析。     

基于工业以太网的非分光红外气体分析器设计

为解决传统红外气体分析器稳定性差、测量精度低等问题,研制了一种基于非分光红外吸收原理的新型气体分析器。重点介绍了该气体分析器的电调制红外光源、热释电红外检测器、光/气路结构、信号调理电路及其嵌入式实时监控系统的设计。利用以太网控制器CP2200设计了工业以太网接口,通过以太网接口能够快速准确地发送测量和报警信息。实验结果表明:该红外气体分析器响应快速,测量精度高,稳定性好,具有很高的实用价值。     

基于β射线法的新型PM2.5自动监测系统研究

近年来大颗粒物污染日趋严重,准确监测颗粒物PM2.5迫在眉睫。目前国外监测仪器已在国际上普遍使用,国内真正的知识产权产品比较少,产品的精度以及稳定性也有待提高。采用基于β射线法原理研制了PM2.5质量浓度在线监测系统,在仪器结构中提出采用原位检测的方法,并进行与标准称重法的比对实验来验证系统的可行性,结果表明两者测量数据的相关性为0.988。通过数据校正补偿后与监控站赛默飞仪器比对实时监测数据,日测量数据平均值相对偏差仅为1.8%。     

基于DSP的红外图像非均匀性校正技术的研究

分析了导致红外成像系统非均匀性的机理,介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法。采用两点校正和积分时间校正相结合的方法,利用TMS320VC5509A DSP完成了对红外图像的非均匀性实时校正。实验结果表明,本系统具有实时性好,实用性强的特点,能够满足红外焦平面成像系统的要求。     

基于NILM的污染源监测方法应用初探

鉴于现有污染源监测技术易于作弊的问题,提出了一种基于非侵入式负荷监测(NILM)的新型污染源监测方法,通过实时监测企业入户电力线路获取排污设备和治污设备启停信息。首先,对采集到的线路电压和电流信号进行小波去噪,然后,设计了基于最小二乘预测法的设备投切事件检测方法,最后,提出相位和频率矫正来提高设备负荷特征提取精度。BLUED数据库仿真以及实际工程应用结果表明：基于NILM技术的污染源监测方法能以较高的速度和精度检测出设备投切事件和负荷特征,同时具备较高的抗干扰能力和较低的实现难度,推广应用前景广阔。     

基于岭回归的四带图像偏色校正算法

对于在可见光范围拍摄的图像中混入近红外光引起的图像偏色问题,传统监控系统采用机械切换的红外截止滤镜来实现日夜拍摄模式的切换,但这容易产生机械故障,影响成像.本文在不改变原来CCD或CMOS传感器的基础上,采用可见光加850 nm双峰滤镜替代传统机械切换滤镜,但仍存在850 nm红外串扰问题.为解决红外干扰,本文抛弃传统的红外干扰图像偏色校正分析方法,从传感器受近红外光的影响分析入手,通过岭回归的彩色定标方法对相机自身的光谱特性进行校正.这个过程即拟合了摄像头拍摄三带图像时启用红外截止滤镜的状态.首先在实验室黑暗环境中,使用D65标准光源箱,并用850 nm的近红外光源直射已经移除红外截止滤镜的摄像头,在棚中拍摄潘通色卡的四带图像（RGB三带与IR近红外带）;随后关闭近红外光源,同机位拍摄潘通色卡的三带图像.根据岭回归算法进行彩色定标,获取三带图像与四带图像之间的校正矩阵,用于四带图像色彩校正,获得色彩自然的图像.     

一种基于视频的车辆检测算法

本文讨论了对传统帧差法的改进,并结合边缘检测法,提出一种环境自适应能力强、计算量小,适合于运动和静止车辆同时检测的车辆检测新方法,可正确判断有无车辆、完成车辆的计数,进而实现车流量计算、车速估计。在计数算法中采用预估校正、相关性修正等措施,提高了检测精度,大大改善了车辆检测效果,从而为交通监控系统提供实时有效的交通参数。     

线性扫描浮法玻璃温度监控系统中误差分析

介绍红外线性扫描浮法玻璃退火窑玻璃温度场在线监控系统,提出浮法玻璃红外测温技术所引入的影响测温精度的因素,并对退火窑玻璃带测温精度影响因素及误差进行综合分析。     

规模化土地利用变化动态监测的辐射校正技术研究

在土地利用变化动态监测中,辐射校正是非常重要的一项预处理过程,它能够提高土地利用分类及土地利用变化检测的精度。本文通过一系列试验,对比分析了辐射校正中的地形效应校正算法,太阳高度角校正算法,基于传输模型的大气校正算法和相对辐射校正算法。最后得出了一套适用于规模化土地利用监测的辐射校正处理技术流程。     

Meteorological Correction Model of IBIS-L System in the Slope Deformation Monitoring

Micro deformation monitoring system (IBIS-L) using high frequency microwave as signalfortransmission, is easily affected by meteorology. How to eliminate the meteorological influence effectively, and extract useful information from the big data becomes a key to monitor the slope deformation with high precision by the IBIS-L system. Evaluation of the optimum meteorological correction mode for Slope Deformation Monitoring to ensure the accuracy of measurement is considered. This objective was realized by model construction technology, which uses calculation formula of Microwave Refraction rate, and the radial distance from the target point to the IBIS-L system to estimate the irreal displacement by meteorological influence. In this paper we examine feasibility and accuracy of the meteorological correction model via experiment analysis. This experiment takes the Nuozhadu hydropower station slope monitoring for example. Firstly, the temperature, humidity, air pressure and other meteorological parameters were measured simultaneously with IBIS-L system monitoring. Secondly, the measured meteorological parameters were taken into calculationformula of Microwave Refraction rate. Thirdly, combined with the radial distance from the target point to the IBIS-L system, the meteorological correction model in using IBIS-L system for slope deformation monitoring was established.