EMCCD相机在全天时星敏感器中的设计与应用

近地面用全天时星敏感器用于大型飞机、临界空间飞行器等航空器的导航。近年来,随着星惯组合导航技术的快速发展,国外开始重视该项技术的研究。主要研究近地面用全天时星敏感器中基于EMCCD的星相机的设计与应用。分析了星相机的全天时探测的原理,提出采用高灵敏度EMCCD成像技术解决白天强背景下的探测问题。在原理研究的基础上,完成了基于CCD201探测器的星相机及实时图像处理器的硬件设计和调试,采用硬件实时中值滤波的方法实现全天时星图的预处理。设计的星相机系统信噪比可达50 dB左右。通过进行白天观星实验获得恒星图像,并成功进行了目标提取。实验说明所设计的EMCCD相机具备白天恒星探测能力。     

推扫式实时图像目标识别处理系统的设计

针对目前反辐射技术及反辐射导弹技术的迅速发展,对空有源预警系统易被发现和攻击.设计了一种基于推扫式实时图像处理的无源预警系统,通过光学成像方法实现区域范围内的对空预警目标.提出了一种新的图像并行处理架构实现了空中目标的实时识别预警.同时提出了一种新的基于粗糙集和支持向量机迭代的识别算法,通过对训练样本基于类隶属度进行分...     

模板自适应的Mean Shift红外目标跟踪

为了解决Mean Shift跟踪算法中目标模板只能从单一图像建立且很难更新问题,提出了一种结合改进的Mean Shift与增量式支持向量机的红外目标跟踪算法。首先,根据目标区域的灰度直方图对目标进行描述,然后采用标准Mean Shift搜索目标,结合子图图像矩特征进行二次搜索,再计算下一帧搜索的窗口大小,以解决目标尺寸明显变化时造成目标丢失的问题。同时,针对目标遮挡易导致跟踪失败的问题,引入机器学习理论,采用增量式支持向量机自适应更新模板,则目标跟踪问题转换为目标和背景的分类问题。实验结果表明:提出的改进算法在目标尺寸、姿态发生变化或出现部分遮挡时,能有效跟踪目标。     

星敏感器地基评测系统的设计研究

为了能够方便、准确地评价星敏感器的成像质量,设计了一款专门用于评价成像质量的图像采集系统。该系统基于PCI总线接口,以FPGA作为核心控制逻辑,用双SRAM的双缓存结构实现了图像数据的大量传输。在软件上采用多线程方法实现了图像的显示和存储,并加入了图像评价模块,从而精确检测出了星敏感器的工作性能。多次严格试验表明,该系统工作稳定、可靠,其采集的图像数据不失真。当系统运行在16位的情况下,其峰值图像传输速率可达到40 Mbps。     

采用多站图像直线特征的飞机姿态估计

在角平分线方向向量法基础上提出了一种新的基于直线特征的飞机姿态多站测量方法.首先,用角平分线方法计算飞机的中轴线及其共面垂线的方向向量,由此得到飞机参考系到经纬仪摄像机参考系的旋转矩阵.然后,提取所有测站经纬仪图像上机翼边缘的直线特征,联合经纬仪俯仰方位角等参数,推导出直线特征的目标空间共面总误差函数,并使用改进的正交迭代方法优化旋转矩阵使总误差最小.最后,分解优化后的旋转矩阵得到飞机的姿态值.仿真实验得到的四站测量精度为0.17°,图像处理速度为32 frame/s,比角平分线法有了大幅的提高,另外,算法处理速度能达到实时.这些结果证明了文中方法的有效性和优越性.     

高斯滤波器在子弹三维图像特征提取中的应用

为了弹痕的自动比对,建立了基于结构光的子弹三维纹理信息获取系统。由于在采集三维信息时子弹的中轴线与采集系统的y坐标轴很难做到完全重合,这需要进行相应的坐标旋转,尤其是在子弹变形时,无法利用子弹近似圆柱提取这一信息,这都给弹痕提取带来了很大的困难。本系统采用高斯逼近滤波器的方法获取高斯滤波中线,然后将三维弹痕信息与高斯滤波中线相减,进而提取出子弹的弹痕信息。利用冲激响应不变法设计了十二级的IIR型数字高斯滤波器,所设计的高斯逼近滤波器最大幅度偏差只有1.38%,大大优于ISO11562规定的2.5%的最大幅度偏差。此方法使得弹痕提取过程更简单,提取结果更精确,对后续弹痕比对的准确率有明显的提升。     

基于单心球面系统的九块面阵CCD数字拼接

在研制大视场、高精度光电测量设备过程中,采用多块CCD拼接技术是重要手段之一。本文介绍了一种利用单心球面系统进行CCD拼接的方法,提出建立相机数学模型和安装在球面上CCD的数字拼接算法。并且利用该方法实现了九块面阵CCD23°×17°视场的拼接。     

基于FPGA的多功能图像目标发生器的设计与实现

本文介绍了一种基于FPGA的图像目标发生器的设计方法,介绍了它的设计原理、硬件电路结构、各功能的实现方法.该图像发生器能产生灰度阶图像、静态目标图像和运动目标图像,用来对图像采集系统进行评估.     

基于 ispLSI 器件的 DRAM 控制器的设计(二)

以ＤＲＡＭ控制器的设计为例,介绍了在系统可编程技术。基于美国Ｌａｔｉｃｅ半导体公司的ｉｓｐＬＳＩ器件,提出了ＤＲＡＭ控制器的设计方法,并利用ＩＳＰＳｙｎａｒｉｏＳｙｓ－ｔｅｍ软件对系统进行了仿真。     

一体化EMCCD微光相机的设计

电子倍增电荷耦合器件(E1ectron Multiplying Charge Coupled Device,EMCCD)是一种新型高灵敏度图像传感器。近年来,EMCCD相机在微光探测领域的应用越来越广泛。为了在微光相机中应用新型EMCCD器件,设计了一种探测能力强、数据更新快、具有一体化光纤接口的微光成像系统。主要研究了EMCCD相机的设计方法,说明了EMCCD的工作原理,论述了基于TC253SPD—BO的EMCCD微光相机的设计方案。用成像实验和信噪比测试实验验证了所设计的一体化微光相机的性能。结果表明,该相机不仅可以实现20km以上的数据传输和30f/s的拍摄帧频,而且还可实现弱光条件下的探测功能,并具有较高的系统信噪比。