空中弱目标天基光学探测性能表征及匹配设计方法

针对远距离空中弱目标光学探测的需求,提出天基探测系统性能表征与关键指标匹配设计方法.首先立足于天基光学探测全链路,分析得出影响天基观测条件下空中复杂环境背景中弱目标光学探测的主要因素,包括场景杂波、探测系统的光谱辐射尺度、几何尺度等;然后对上述影响因素进行表征建模,建立目标的图像信噪比与影响要素之间的关系模型,即探测系统性能表征模型;最后以典型探测场景为例,通过研究目标在不同场景杂波及探测多尺度耦合特性下的信噪比变化规律,提出探测谱段优选及其与空间分辨率的匹配设计建议,可为我国天基探测系统设计、指标论证、信息处理算法优化提供理论依据与科学指导.     

光学-被动复合导引头抗诱饵目标搜索方法优化设计

针对光学-被动复合探测抗诱饵,对被动引导下光学目标搜索控制过程及参数设计方法进行了深入探讨,给出了当平台运动特性与光学系统工作参数不匹配,光学系统无法实现对指定区域的全面覆盖时,能够使得复合探测效率最优的引导及控制参数设计方法.     

色差对猫眼系统回波影响的理论与实验

利用光学窗口"猫眼效应"进行的激光主动探测易受探测激光波长的影响.建立透射式光学系统猫眼效应的色差理论模型,分析了由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配所产生的色差对激光主动探测的影响,并设计实验对理论分析结果进行验证.结果表明:由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配产生的色差,使猫眼系统的焦点发生偏移,导...     

小行星探测下降着陆段光学导航技术发展综述

自主光学导航是小行星探测任务的一项关键技术,基于光学图像的地形相对导航方法在以往开展的小行星探测任务中得到了成功的应用。光学导航利用小行星表面的地形和反照率等特征精确建立了参考基准和导航陆标,根据实时观测图像的匹配结果给出了下降过程中精确的相对位置、姿态和速度。文中总结了小行星探测器下降着陆的光学导航技术发展现状,概述了其关键技术和发展趋势,为国内小行星探测任务提供了参考。     

轻型高灵敏暗弱空间目标探测光学相机技术

天基光学相机是空间目标探测的重要手段，世界主要航天大国大力发展天基空间目标探测技术以确保空间态势感知能力。首先介绍了国外应用于微纳卫星平台的典型空间目标探测光学相机，分析了天基光学探测手段的优势。其次针对基于微纳卫星平台的空间目标探测应用需求，提出“高效率镜头结合高灵敏器件”解决方案，并对光学相机进行了性能评估与设计参数分解。最后针对应用指标要求开展了系统设计与相机研制，并通过地面试验进行了性能验证，达到了预期探测效果，实现了5 kg级光学相机优于13星等的探测能力，可广泛部署于微纳卫星平台，为我国空间碎片研究、航天器碰撞预警提供高实时性数据支撑。     

声光偏转系统光束准直及探测效率研究

针对声光偏转效应相干探测信号光斑随射频信号变化的偏移特性,利用光斑重叠物理模型,研究了光斑结构与探测效率的关系,分析了光束准直、探测器有效光敏面半径以及本振光能量匹配等因素对相干光探测效率的影响。计算机仿真和实验测试验证表明,以能量分布均匀的光斑作为本振光斑,对信号光斑在一定范围内漂移的光斑重叠相干探测效率改善十分有利,空间失配角在±0.5 rad内,重叠效率下降不到5%;采用光斑压缩准直处理能有效保证系统混频光束准直性,并且重叠光斑能量利用率高,系统光学匹配好。     

基于图论的激光图像误匹配点自动探测

为了有效提取特征点，提升误匹配点自动探测效果，提出一种基于图论的激光图像误匹配点自动探测方法。利用尺度不变特征变换检测激光图像极值点，完成特征点提取，归一化处理特征点，计算提取的特征点间的距离，按照距离为提取特征点构建激光图像完全图；建立激光图像导出图，通过迭代处理导出图，自动探测误匹配点。实验证明：该方法可有效提取激光图像特征点；在不同旋转角度时，该方法自动探测误匹配点的粗差误判率较低、内点比例较高，最高粗差误判率仅有6.8%,最低内点比例84.8%,说明该方法具备较优的误匹配点自动探测效果。     

利用小波、匹配子空间探测器和图像配准技术探测红外小目标

红外传感器和先进的信号处理技术已被用以探测具有严重杂波和噪声的环境中的小目标(或者点状目标)。本文讨论子波探测算法和处于杂波环境中的小目标跟踪技术。同时也讨论一种基于光学通量估计值的新的配准算法和用以探测机动小目标的匹配子空间探测器。两种探测器都引用了自适应恒定虚警率探测统计法。文中还简单介绍了用无类别数据库以及目标直升机和装有视频摄像机的平台对探测和跟踪算法进行的模拟。     

用于多光谱、高光谱和超光谱图像的算法

一、探测与识别 1.光谱子空间匹配滤波技术(特邀论文,A.P.Schaum,美国海军研究实验室) 2.配有超光谱自适应匹配滤波器的探测器:实际性能比较(D.G.Manolakis等,美国林肯实验室) 3.利用光学实时自适应光谱鉴别系统进行超光谱成像的自动目标识别系统(D.Gillis等,美国海军研究实验室) 4.定量研究长波红外超光谱成像器的探测性能随波段数的变化(R.T.Mayer,美国海军研究实验室)     

自聚焦图像边缘探测器

介绍了一种自聚焦滤波器,它是用二元光学的方法把匹配滤波器和菲涅耳波带片组合在一起,制成一个具有自聚焦功能的位相型元件,用于探测图像边缘信息时可极大地简化光路,并且调节方便,同时提高了衍射效率.讨论了用这种组合滤波器探测图像边缘的原理,介绍了元件的制作方法,并给出了实验结果.     

聚类匹配法光流检测中共同运动匹配策略的研究

本文将讨论可用于变形体的一种光流计算方法，它即是聚类匹配算法，在该技术中，共同运动的动态匹配策略是非常重要的问题，它的正确制定将保证序列图像特征点匹配的准确性，为此，该研究对聚类匹配的光流检测是极为重要的。     

红外光学系统出瞳与冷屏匹配方式及渐晕分析计算

红外光学系统在用于制冷型的探测器时必须考虑出瞳与冷屏的匹配问题,采用二次成像方式进行光瞳匹配导致光学系统结构复杂化使系统透过率降低,采用光学结构简单的不完全匹配方式会存在轴外视场渐晕,但能有效地提高视场中心的透过率,而红外光学系统在用于点目标的跟踪测量时往往用到的是一定范围的中心视场。在本文中,我们分析了几种不同的匹配方式并给出了用冷屏参数表示的估算轴外渐晕的计算公式以便在像差校正之前判断渐晕的大小及采用何种匹配方式以提高光学系统性价比。     

光纤通信波段KN晶体二次谐波相位匹配角的计算

在光纤通信系统中，超短光脉冲的检测一直是一个重要的问题。二次谐波强度自相关法是被广泛使用的超短光脉冲波形测量的方法。由于光纤通信系统中光功率很低，使得满足晶体的相位匹配变得更加重要。KN作为双轴晶体相位匹配问题比较复杂，本文从双轴晶体主平面上的相位匹配出发，讨论KN的相位匹配问题，得到其在光纤通信波段1．55um处的最佳相位匹配参量。     

基于多尺度多方向Gabor模板的光学/SAR景象匹配

合成孔径雷达(SAR)成像制导通常采用光学基准图和SAR实时图进行特征提取和景象匹配.提出了一种光学/SAR异类影像匹配方法,利用多尺度多方向Gabor模板提取图像的Gabor特征后进行特征匹配,首先对SAR图像进行方向Frost滤波预处理,然后分别计算光学图像和SAR图像的高斯梯度图像,再利用多尺度多方向二维Gabor滤波器模板分别对两幅高斯梯度图像进行特征提取,最后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配.该方法直接利用光学图像和SAR实时图进行景象匹配,实验表明,该异类影像匹配方法较其他传统方法具有较高的鲁棒性和准确性.     

光电轴匹配对舰炮跟踪雷达指向精度的影响分析

本文针对装备支援保障过程中发现的一线操管人员对舰炮跟踪雷达光电轴匹配校准工作了解不多，重视程度不够的问题，从介绍雷达光电轴匹配的概念入手，围绕雷达光电轴匹配的重要意义展开，通过分析光电轴匹配与雷达指向精度关系，给出二者定量关系，强调了光电轴匹配误差对雷达精度，特别是航路捷径前后雷达方位角精度的显著影响，并结合典型真飞航路， 对这一结论予以印证，以达到提高部队认识，促进雷达标校工作有效开展的目的。     

Single-Cycle Terahertz Pulse Generation from OH1 Crystal via Cherenkov Phase Matching

OH1 crystal is an organic nonlinear optical crystal with a large nonlinear optical constant. However, it has dispersion of refractive indices in the terahertz (THz) frequency. This limits the frequencies that satisfy the phase matching conditions for THz wave generation. In this study, we addressed the phase matching conditions for THz wave generation by combining an OH1 crystal with prism-coupled Cherenkov phase matching. We observed the generation of single-cycle THz pulses with a spectrum covering a frequency range of 3 THz. These results prove that combining prism-coupled Cherenkov phase matching with nonlinear optical crystals yields a THz wave generation method that is insusceptible to crystal dispersion.     

基于改进ORB的图像特征匹配算法研究

针对ORB算法特征匹配精度低的缺陷,结合金字塔光流特性,提出一种优化ORB特征匹配的方法.首先,采用区域分块法对待匹配图像进行处理,挑选出最佳匹配子块,缩小无效匹配区域;接着,对子块提取ORB关键字并计算匹配描述子得到粗匹配点对,采用金字塔光流法追踪ORB特征点,求解特征点的运动位移矢量,以此剔除粗匹配部分错误的匹配对...     

雷达与光学景像共性特征提取与匹配算法研究

雷达与光学景像匹配本质是一个低信噪比的图像匹配问题。为了提高匹配性能，必须设法提高信噪比。     

4.65 Gbit/s optical four-bit pattern matching using silica-based waveguide circuit

An ultra-fast coherent optical pattern matching circuit fabricated with silica-based waveguides on a silicon substrate is presented. This circuit can detect any specified pattern in an ultra-fast optical signal sequence. Experimental four bit pattern matching is successfully demonstrated at a bit-rate of 4.65 Gbit/s.<>     

基于LK光流的模板匹配算法的研究与改进

针对半导体设备中机器视觉的识别定位问题,介绍了传统的LK光流的模板匹配算法,在此基础上提出了附加运动方向光滑约束条件的LK光流的模板匹配算法。该算法采用运动方向光滑约束条件作为正则化项,较好的保持了运动的边界。通过实验分析,采用该算法对芯片进行识别定位,具有精度高,计算速度快的特点。