利用CCD实现“猫眼”目标探测的实验研究

利用CCD作为探测接收装置的激光主动探测系统,其突出优势是可以获得直观的猫眼目标视觉效果。通过猫眼目标与漫反射目标的回波功率比模型,讨论了激光主动探测的猫眼效应原理。对基于CCD的激光主动探测系统的关键硬件组成以及系统工作波长的匹配问题进行了分析,在外场300m及2500m距离上进行了典型猫眼目标的探测实验。实验结果表明,在一定探测距离上,该激光主动探测系统可将典型猫眼目标从背景中清晰检出,从而验证了该激光主动探测系统的有效性。     

均匀大气中氧气A带平均透过率快速计算模型

利用逐线积分方法,建立了一种均匀大气中氧气A吸收带平均透过率快速计算模型.模型采用等波数间隔取样,能根据大气温度和压强自动选择谱线线形,并利用直和模型进行快速近似计算Voigt线形函数.在不同大气模式下设置不同传输路径,利用该模型计算氧气A带平均透过率与路径长度关系曲线,并将计算结果与Modtran软件计算结果进行对比.从对比结果可知,不同路径下模型计算的平均氧气透过率最大相对误差均小于2％,计算时间均小于1s,具有较高的准确度和计算实时性.计算结果表明该模型能够在均匀大气中对氧气A带平均透过率进行快速准确计算.     

大视场摄像机标定方法研究进展

摄像机标定通过求解摄像机的内外参数,获取空间物体三维坐标与图像二维坐标的对应关系,在计算机视觉中起到越来越重要的作用。介绍了摄像机标定技术中的常用坐标系及转换关系、摄像机成像的线性及非线性模型,以及三类典型的标定方法。相比于小视场,针对大视场摄像机标定方法的研究较少,重点针对六个方面的改进,归纳了国内外近年来大视场摄像机标定方法的研究进展。     

基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器研究

提出了一种由基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器设计方案,即利用电子俘获材料薄膜与普通CCD摄像机耦合组成复合式短波红外阵列探测器,通过电子俘获材料的波长转换功能,间接实现对短波红外激光的探测.分析和研究了复合式探测器的薄膜制备、泵浦光源设计、滤光装置设计、耦合方式设计及图像处理系统等关键技术问题,并对样机进行了短波红外激光探测实验.结果表明,复合式探测器在对1060 nm、1310 nm、1550 nm等短波红外波长激光的探测上均有良好表现.     

下采样对复眼图像超分辨率重构效果的影响

针对复眼超分辨率重构系统中,当以不同成像分辨率(对应不同的下采样因子)的器件拍摄同一场景时,重构效果相对于各自低分辨率图像改善程度不同的问题,研究了下采样程度与复眼超分辨率重构效果之间的关系。通过仿真实验获取不同下采样因子下低分辨率图像的重构结果,从信息熵、信噪比和峰值信噪比对重构前后图像质量进行评价,并采用Romchi Ruling分辨率靶板对仿真结果进行实验验证。实验结果表明:以3至4为下采样因子对512×512的lena图像采样时,信噪比提高7.29db,重构效果改善明显;以相对下采样因子2.2对50mm×50mm的Romchi Ruling分辨率靶板采样时,分辨率提高3个等级。其研究结果可用于指导复眼成像系统研制过程中对成像器件的选型。     

三通道非成像氧气吸收被动测距系统中光电倍增管光谱特性测量

在设计三通道非成像氧气吸收被动测距系统过程中,确定各通道光电倍增管的绝对光谱响应率对确保系统测距精度具有重要意义。为了克服光电倍增管灵敏度高、易饱和而导致的单色光功率测量困难的问题,提出了一种光电倍增管绝对光谱响应率测量方法。在该方法中,利用积分球与可调狭缝构建通量可调的系统光源,利用响应率已知的标准探测器测量单色光源辐射功率。搭建了光电倍增管绝对光谱灵敏度测量系统,并对三根滨松H10722-01型光电倍增管模块进行绝对光谱响应率测量。同时,为了检验该测量方法的有效性,在外场条件下开展了近程被动测距实验,将测量得到的光电倍增管绝对光谱响应率作为三通道被动测距系统各通道的光谱响应率参数。实验结果表明:在60~300m范围内,测距平均相对误差为6.25%。实验结果证明了该绝对光谱响应率测量方法的有效性。     

激光主动探测电路系统设计与实验研究

雪崩光电二极管(APD)因其具有很高的内部增益,被广泛应用于光电探测中.根据雪崩光电二极管的雪崩效应及工作原理,采用APD作为激光回波接收单元来探测“猫眼”目标,设计了接收放大电路,并进行了实验研究.结果表明:此探测电路可探测到“猫眼”目标回波且回波信号包含时间与目标距离信息,可保证后续目标的定位,为激光主动探测系统的...     

一种激光测距机光轴平行性智能检校方法

针对发射光轴的双光楔校正结构,提出了一种激光测距机光轴平行性智能检测校正方法。建立了光轴平行性偏差量与双光楔结构旋转角度之间的数学模型,利用CCD图像传感器和数字图像处理技术得到激光发射光轴与瞄准光轴之间的平行性偏差,依据所建立的数学模型解算出双光楔需要调整的角度值,结合机械校正装置转动相应的角度,实现了激光测距机光轴的校正。该方法同样适合于其他具有双光楔调整结构的光学仪器。     

双目光电装备光轴平行性数字化检校系统设计

设计了一种多光谱双目光电装备光轴平行性数字化检校系统。利用平行光管产生无限远白光、微光、红外目标,平行光经双目光电装备、光轴平移装置,将两路光线入射到面阵CCD上,目标图像经CCD、图像采集卡转换成数字图像信息送入计算机,利用软件算法得到光轴误差量,参考所建立的光电装备数学模型,给出光轴校正方案,利用辅助工具完成光轴平行性校正。该系统适用于多种双目光电装备,能够实现自动化检测,并给出数字化的光轴误差量,具有良好的通用性和可扩展性。     

角锥腔脉冲固体激光器互注入锁相实验研究

相干合成技术是获得高功率、高亮度激光输出的有效途径之一。互注入锁相是获得相干合成的被动方式。理论分析与仿真模拟了角锥的相干特性,提出了基于角锥棱镜的脉冲固体激光束相干合成方案。开展了两路脉冲固体激光束相干合成和六路脉冲固体激光束相干合成的实验研究。得到了超过255mJ的合成激光输出,功率合成效率接近80%,可见度约为0.5。研究表明,该方法结构简单,是获得多路激光相干合成输出的有效方案。