红外球形摄像机补光系统的设计与实现

为解决目前红外球形摄像机普遍存在的红外灯板发热严重、近距离采集图像容易出现中心过曝等问题,搭建了以STM32F103为主控芯片、以PT4115为红外灯调光芯片的硬件电路,设计了一种基于红外灯亮度与镜头倍率匹配算法的新型红外球形摄像机补光系统,实现了在红外灯板上对多个串联红外灯的PWM智能调光。通过实验证明,该设计可以有效节约功耗、降低发热,提高了红外灯板的稳定性,从而提高红外球形摄像机的夜视监控效果。     

摄像稳定平台中摩擦补偿变结构控制研究

为获取清晰稳定的视频图像,必须利用稳定平台给船载摄像机提供一个良好的空间稳定环境。该平台为一个三轴机械设备,当船体处于不同的运动姿态时,轴系间摩擦力矩会改变,因此提出一种考虑摩擦补偿的变结构控制方法。仿真和研究结果表明,与经典PID控制方法相比,变结构控制器能有效消除因摩擦引起的"爬行"和"平顶"现象。使用指数趋近律的变结构控制算法使系统快速跟踪指令信号,动态效果良好。     

基于双向随机KD树的点云配准

在三维跟踪及逆向工程三维重建的过程中,需要采集大量物体表面的特征点（点云）数据,为达到更好的重建结果,采用多视角采集点云方式。多片点云数据的配准（Registration）是目前的研究热点之一。对点云快速配准方面传统采用的ICP算法加以改进,提出基于相机标定和双向随机KD树的ICP改进算法,提高了ICP在应对小型点云时的匹配精度。     

Dual polarized triple band hybrid MIMO cylindrical dielectric resonator antenna for LTE2500/WLAN/WiMAX applications

In this communication, triple band hybrid multi‐input–multi‐output (MIMO) cylindrical dielectric resonator antenna (CDRA) with high isolation is examined. The proposed MIMO antenna includes two symmetric folded microstrip line feeding structures along with CDRA at two different ends of substrate. Two inverted L‐shaped strips on the ground plane are used to enhance the isolation (S₁₂ < ?15 dB) as well as to generates 2.7 GHz frequency band. Metallic strip on the ground plane act as an electromagnetic reflector and also enhance the isolation between two antennas (S₁₂ < ?20 dB). Archetype of proposed MIMO antenna design has been fabricated and tested to validate the simulated results. The proposed antenna operates at three different frequency bands 2.24–2.38 GHz, 2.5–3.26 GHz, and 4.88–7.0 GHz (S₁₁ < ?6 dB) with the fractional bandwidth 6.06%, 26.4%, and 35.7%, respectively. Folded microstrip lines generate path delay between the electric field lines and originate circular polarization characteristics in the frequency range 5.55–5.75 GHz with the fractional bandwidth of 3.55%. In order to satisfy the different performance requirement of MIMO antenna such as envelop correlation coefficient, mean effective gain, effective diversity gain, peak gain are also examined. The proposed antenna is found suitable for LTE2500, WLAN, and WiMAX applications. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2016.     

Annular ring slot antenna design with reconfigurable polarization

A microstrip‐fed conventional annular ring slot (ARS) antenna with linear polarization (LP) is initially studied. To generate two orthogonal degenerate modes for circular polarization (CP) radiations, two identical meandering perturbation slots (MPS) are symmetrically loaded into the ARS. By further incorporating a PIN diode switch across each MPS, the proposed antenna can switch between left‐hand CP (LHCP), right‐hand CP (RHCP), and LP. All three polarizations have shown good impedance bandwidth and broad CP bandwidth that can satisfy the wireless local area network (WLAN) 2.4‐GHz operating band (2400–2480 MHz). Furthermore, desirable gains of 1.8–2.0 dBi and 2.40–2.84 dBic are also exhibited at LP and LHCP/RHCP, respectively. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE 26:110–120, 2016.     

未标定相机的高精度位姿估计方法

针对未标定相机的位姿估计问题,提出了一种焦距和位姿同时迭代的高精度位姿估计算法。现有的未标定相机的位姿估计算法是焦距和相机位姿单独求解,焦距估计精度较差。提出的算法首先通过现有算法得到相机焦距和位姿的初始参数;然后在正交迭代的基础上推导了焦距和位姿最小化函数,将焦距和位姿同时作为初始值进行迭代计算;最后得到高精度的焦距和位姿参数。仿真实验表明提出的算法在点数为10,噪声标准差为2的情况下,角度相对误差小于1%,平移相对误差小于4%,焦距相对误差小于3%;真实实验表明提出的算法与棋盘标定方法的精度相当。与现有算法相比,能够对未标定相机进行高精度的焦距和位姿估计。     

X波段的圆极化微带共形阵天线的仿真与设计

为了满足X频段机载雷达天线的指标要求,使得矩形平面天线与柱面共形,通过并联侧馈方式进行馈电。在微带共形阵天线的相关理论基础上,阵元采用介电常数2.2,厚度为0.5mm的介质基板。通过HFSS12对微带共形阵天线进行仿真设计并优化。实验结果表明,在X波段内实现了方位面的全向扫描,实测阻抗带宽为9.80-10.20GHz,最大增益可达10dB,全向辐射性能稳定,满足了指标要求。     

基于双目视觉测距技术的导弹筒箱精确对接方法

当前导弹筒箱对接工作中普遍采用人工操作方法,通过目视指挥操作实现卡口对接,精确性差,步骤繁琐,效率低下。针对此问题,基于双目视觉测量技术提出了一种自动对接方法,利用双摄像头测量对接卡口的成像偏差,计算筒弹调整的距离和角度,实现筒弹支脚和对接卡口的准确对准。然后研究了系统测量误差,利用非线性回归拟合方法分析了误差计算公式,利用等距标尺设计了测量误差标定实验方案,并针对摄像头安装不便的问题,给出了中点延长安装方法和计算补偿方法,最后设计了筒弹自动化对接系统的基本结构。试验结果表明,该方法能够有效获取筒弹对接偏差距离和角度,为位置调整系统提供有效输入,从而实现导弹筒箱的自动对接。     

结合同场景立体图对的高质量深度图像重建

目的 越来越多的应用依赖于对场景深度图像准确且快速的观测和分析,如机器人导航以及在电影和游戏中对虚拟场景的设计建模等.飞行时间深度相机等直接的深度测量设备可以实时的获取场景的深度图像,但是由于硬件条件的限制,采集的深度图像分辨率比较低,无法满足实际应用的需要.通过立体匹配算法对左右立体图对之间进行匹配获得视差从而得到深度图像是计算机视觉的一种经典方法,但是由于左右图像之间遮挡以及无纹理区域的影响,立体匹配算法在这些区域无法匹配得到正确的视差,导致立体匹配算法在实际应用中存在一定的局限性.方法 结合飞行时间深度相机等直接的深度测量设备和立体匹配算法的优势,提出一种新的深度图像重建方法.首先结合直接的深度测量设备采集的深度图像来构造自适应局部匹配权值,对左右图像之间的局部窗立体匹配过程进行约束,得到基于立体匹配算法的深度图像;然后基于左右检测原理将采集到的深度图像和匹配得到的深度图像进行有效融合;接着提出一种局部权值滤波算法,来进一步提高深度图像的重建质量.结果 实验结果表明,无论在客观指标还是视觉效果上,本文提出的深度图像重建算法较其他立体匹配算法可以得到更好的结果.其中错误率比较实验表明,本文算法较传统的立体匹配算法在深度重建错误率上可以提升10％左右.峰值信噪比实验结果表明,本文算法在峰值信噪比上可以得到10 dB左右的提升.结论 提出的深度图像重建方法通过结合高分辨率左右立体图对和初始的低分辨率深度图像,可以有效地重建高质量高分辨率的深度图像.     

基于RGB-D深度相机的室内场景重建

目的 重建包含真实纹理的彩色场景3维模型是计算机视觉领域重要的研究课题之一,由于室内场景复杂、采样图像序列长且运动无规则,现有的3维重建算法存在重建尺度受限、局部细节重建效果差的等问题。方法 以RGBD-SLAM 算法为基础并提出了两方面的改进,一是将深度图中的平面信息加入帧间配准算法,提高了帧间配准算法的鲁棒性与精度;二是在截断符号距离函数(TSDF)体重建过程中,提出了一种指数权重函数,相比普通的权重函数能更好地减少相机深度畸变对重建的影响。结果 本文方法在相机姿态估计中带来了比RGBD-SLAM方法更好的结果,平均绝对路径误差减少1.3 cm,能取得到更好的重建效果。结论 本文方法有效地提高了相机姿态估计精度,可以应用于室内场景重建中。