基于改进型Colpitts振荡器的超宽带混沌穿墙成像雷达

提出了一种基于改进型Colpitts振荡器的超宽带混沌穿墙成像雷达,利用混沌相关法获得一维距离信息,通过天线扫描实现二维成像。基于时域有限差分法的数值电磁仿真和实验结果表明,该系统可对墙后人体目标进行探测,并可穿透0.2m厚的加气煤渣砖墙,对墙后的单、双金属球目标进行成像。系统的距离向和方位向分辨率分别为6cm和8cm。     

基于折光鱼眼全景相机的双目立体视觉标定

面向鱼眼立体视觉系统标定,针孔等传统成像模型对高畸变镜头建模存在不准确问题,本文基于统一球面投影机理,建立了折光鱼眼全景相机的双目立体视觉投影模型,并对此双目立体视觉系统进行了标定。标定过程中,首先利用Hough变换实现了全景图像中角点的精确检测,在此基础上,利用Levenberg—Marquardt(L-M)法对相机内、外参数进行精细化估计,从而实现相机的准确标定。相对于传统的双目鱼眼相机标定法,通过对比实验验证了双目立体视觉标定方法的优越性。     

基于面阵单光子探测器的激光三维成像

单光子探测器具有光子能量水平响应灵敏度、纳秒级别时间分辨率,将极大提升激光雷达探测距离、成像效率等性能,在遥感领域具有广泛应用前景。本文基于盖革雪崩光电二极管(APD)阵列的面阵单光子探测器,搭建了激光三维成像实验装置,通过有效提取激光回波信号,实现了室外300米目标三维成像。     

监控摄像机安装优化研究

根据目前采用的摄像机成像公式,针对监控摄像机在实际运用中的安装位置、角度及焦距的选择等问题给出新的计算模型,并与传统平面成像的计算模型进行对比分析,在新的模型中考虑了摄像机与监控对象之间的夹角对成像的影响,从而弥补了监控摄像机传统水平成像公式的不足,通过计算分析研究,给出不同焦距摄像机在不同安装角度下对应的与目标的水平距离。     

基于全景视觉的态势感知系统研究

本文首先介绍了态势感知的概念和全景视觉态势感知系统的组成及特点,概述基于全景视觉的态势感知系统的应用需求背景和在军民用领域实际的应用情况。接着介绍了全景视觉系统的技术实现途径及各技术途径的优劣,指出实现全景视觉需要解决的摄像机选型技术、全景光机成像技术、全景光学及通信控制技术、全景图像处理技术、全景图像显示技术等关键技术问题。最后详细介绍了系统在陆、海、空、天的军用领域及其他民用领域的市场应用分析,并给出了本文的总结展望。     

基于Colpitts振荡器的超宽带混沌雷达测距实验研究

实验研究了基于Colpitts振荡器的超宽带混沌雷达系统的测距性能。该系统利用改进型Colpitts振荡器产生自相关曲线主峰半高全宽(full width at half maximum,FWHM)为0.5ns的混沌信号,可提供7.5cm的距离分辨率;用混沌相关法对回波信号与参考信号进行处理,可获得目标距离信息。实验分析了在自由空间和存在障碍物情况下系统对单目标的测距性能,并用后向投影(back-projection,BP)算法对空间中目标进行了扫描成像。实验结果表明:该系统具有穿透探测的能力,可以实现厘米级的高精度测距;通过合成孔径技术,可以实现二维成像。     

Offner型高光谱成像系统的设计

在分析曲面棱镜特性的基础上,研究了系统的光谱分辨率与曲面棱镜结构之间的关系,给出了系统初始结构的计算方法;设计了可见光谱段的高光谱成像系统,其中曲面色散棱镜由冕牌玻璃和火石玻璃组合而成,用以减小光谱分辨率的非线性以及提高系统的成像质量;采用Zemax光学设计软件对系统进行优化,在400~800nm谱段内,平均光谱分辨率优于5nm,谱带弯曲均小于0.085个像元,谱线弯曲均小于0.092个像元。     

简析摄像机镜头安装与观察效果的关系

根据安装角度对摄像机镜头成像的影响,对理想状态下的成像计算公式进行修正。成像的清晰度是选择摄像机镜头重要的参数之一,对常用镜头的焦距进行计算,得出不同状态下目标在传感器上呈现的像素大小(横向与纵向)。通过计算、分析及研究,得出在不同安装角度下可根据现场需要监控的水平距离选择合适的摄像机。     

基于双锥面镜成像的钻孔摄像系统研究

 为了突破以往钻孔成像技术的基本假设(钻孔孔壁是圆柱面)和平面成像问题,从而实现钻孔内岩体结构的真三维成像,自主研发了一套基于双锥面镜成像的钻孔摄像系统。该系统主要由组合式双锥面镜、罗盘、光源、遮光罩、摄像装置和透明玻璃等部件组成,并给出了孔内双锥面镜立体像对成像的方法和全景像对图像的解算公式。通过系统测试与结果分析可知,该系统可以从2个不同角度对同一孔壁结构特性进行像对成像,并得到钻孔孔径的形态变化特征和孔壁细节的差异特征,实现了孔内360°岩体结构的全景立体像对成像和精细化探测。该系统设计巧妙、结构简单、易于实施,提高了对孔壁岩体细微结构的识别能力和探测的精度,有效推动了钻孔摄像技术的发展。     

基于水下三维结构光的视觉测量方法研究

基于结构光测量和小孔成像视觉的特点,用摄像机和投影仪所组成的三维结构光测量系统来进行水下三维视觉测量并获得水下空间中特征点的三维信息。利用结构光的双目视觉方法实现了对物体的三维测量,在世界坐标系中建立了此方法的数学模型,并获得摄像机和投影仪的内外参数。实验证明,当目标物体放置在距离摄像机光心2.50 m处,摄像机和投影仪光心相距为26.50 cm时,进行深度测量的精度可以达到0.5 mm,基本满足测量需求。