单像素几何矩探测运动物体定位技术（特邀）

针对快速实时定位运动物体的需求,提出了一种使用几何矩探测的单像素快速定位运动物体的方法。该方法的核心是通过探测运动物体的质心实现快速定位运动物体。根据几何矩性质构造3个几何矩照明光,并照射运动物体,利用单像素探测器收集运动物体与调制光相互作用后的反射或透射光的强度值。根据单像素成像理论,探测强度值与物体的零阶和一阶几何矩值相对应。标识物体位置的质心参数可由物体的零阶和一阶几何矩值获取。结合数字微镜调制器(DMD)和时间抖动的方法产生几何矩照明光,利用所提方法在不成像的前提下分别实现了帧频约为500 fps和1 000 fps运动物体定位。所提方法获取质心的误差在1.63个像素以内,均方误差为0.118 3个像素。文中所提方法为使用单像素探测器实现快速追踪运动物体提供了一种新思路。     

一种机载/弹载阵列雷达前视超分辨成像算法

针对机载/弹载雷达前视成像过程中方位分辨率急剧下降的问题,提出了一种基于超分辨技术的阵列雷达前视成像算法。该算法通过对接收的各通道回波数据进行样本协方差估计,并对该协方差进行修正及空间平滑等处理,随后采用改进的多重信号分类(MUSIC)算法估计空间谱,再根据系统参数将谱曲线进行累积,最终获得雷达前视图像。仿真及实测数据处理结果表明,该算法能有效提高雷达前视方向成像的方位分辨率,实现机载/弹载雷达前视超分辨成像。     

三维成像声纳数据采集系统设计

为使三维成像声纳数据采集系统的设计达到周期短、可靠性高、满足性能指标要求的目标,提出一种改进的设计方法。该方法通过分析声纳设计指标及工作时的信号、噪声过程,提出采集系统的三个主要设计参数:TVG动态范围、最高增益及最高等效输入噪声所满足的约束方程。通过求解约束方程,获得采集系统设计参数需要满足的最低要求,以此为指导设计的数据采集系统满足声呐设计要求。通过原型设计的多次湖试实验验证了该设计方法切实有效。     

基于飞秒激光成丝的太赫兹成像

太赫兹成像作为太赫兹应用的关键技术之一,在安检、无损检测等方面有着广阔的前景。本文采用飞秒激光成丝产生太赫兹波,对掩膜板扫描成像,实现了约100 μm成像分辨率(峰值频率0.51 THz);研究了等离子体丝不同截断位置对太赫兹波产生的影响;通过特征提取,对比了不同时域、频域特征分析下的成像结果。结果显示:积分能量成像方法可以实现最优的成像效果。     

基于AlGaN/GaN场效应晶体管的太赫兹焦平面成像传感器

太赫兹波成像技术在人体安检、医学成像、无损检测等领域具有广泛的应用前景。文中面向高速、高灵敏度和便携式太赫兹成像应用需求,设计实现了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管自混频检测机制的太赫兹焦平面成像传感器。该焦平面成像传感器由探测器阵列芯片和CMOS读出电路通过倒装互连实现,阵列规模达到3232。探测器阵列中具有对管差分功能的像元设计通过提高探测器的电压响应度和抑制共模电压噪声,提高了焦平面成像的灵敏度。焦平面成像传感器的输出模拟信号通过片外的模数转换（ADC）芯片转化为数字信号,由现场可编程门阵列（FPGA）采集后通过Camera Link图像数据与通信接口发送到计算机。利用该焦平面成像传感器,演示实现了太赫兹光斑、太赫兹干涉环和太赫兹光照下的旋转塑料叶片的视频成像,帧频达到30 Hz。     

超音速机载成像探测设备的窗口设计与分析

在超音速机载环境条件下,窗口玻璃的特性直接影响到成像质量与探测性能。通过对窗口玻璃的选型、尺寸、安装及密封等问题的研究,确定了在实际工程应用中的可行性方案。     

激光成像雷达在飞行器避障过程中的应用

飞行器前视激光雷达通过测距得到前方距离像,由得到的距离像可以得到飞行器前面障碍物的形状、高度、宽度等信息,根据得到的信息,由飞行器惯导和飞行器在任意时刻的姿态可以决定飞行器的避障过程。根据激光成像雷达探测到的前视三维障碍物信息,推导了飞行器惯导约束下的避障算法。用该推导的算法在真实地形图上进行了模拟实验,实验结果表明算法是正确性的。     

一种三维数据场多表面显示方法

本文提出了一种基于体绘制的三维数据场多表面显示方法.首先,采用灰度梯度加权提取出三维数据场中不同物质间的边界,根据显示的需要只对这些边界上的体元赋予相应的阻光度并进行光亮度合成计算,因而可大大减少计算量,提高显示的速度;将边界上的体元作为不同物质的混合体,采用与方向有关的三线性插值来计算视线方向与体素内等值面的交点,根据交点的法向量进行光照效应计算以提高显示图像的质量;最后用投影成像法显示最终的图像.本文对医学CT图像做了相关的实验,取得了较好的效果.     

一种应用在多孔径宽测绘带SAR中的CS算法

多孔径接收宽测绘带SAR方法是一种较先进的高精度宽测绘带SAR成像方法。这种方法要求先对距离向信号压缩然后用反解矩阵求出各个测绘带的信号,然后再进行方位向聚焦。RD算法应用在这种成像方法比较方便,但是在星载SAR成像中大多用精度较高、运算量较小的CS算法。CS算法要求先进行方位向FFT而不是距离向压缩,所以不能直接应用在这种成像方法中。该文提出了一种基于CS算法的多孔径成像算法,可以很方便应用于多孔径接收宽测绘带SAR,并进行了计算量和误差分析,给出了仿真结果。仿真结果证实了本文所述方法的有效性。     

原子分辨率的原子序数衬度成像及应用

1988年，Pennycook等人用HB501 STEM，首次得到YBa2Cu3O7-x。的原子序数衬度像（以下简称Z衬度像），随后又发展出Z衬度像的成像方法和理论。1993年Browning和Pennycook又实现了与分辨率为0．13nm的Z衬度像同步的原子级空间分辨率的EELS分析。从此，一种高分辨扫描透射成像技术-Z衬度像在材料微观分析方面崭露头角，成为当代电子显微学发展的新领域。