一种基于FPGA的数字图像自动增益控制实现方法

针对图像对比度弱的情况,提出了一种基于FPGA的数字图像自动增益控制实现方法,较为详细地阐述了自动增益控制的基本工作原理,给出了相应的流程图和实际应用效果图。     

TeeChart 8.0控件组在激光测距软件中的应用

在激光测距当中,要实时显示所采集到的数据,及时显示出所测目标间距离信息,观察采集到的波形是否正确。根据这一需求,设计了激光测距软件。由于TeeChart控件具有功能强大,使用灵活的特点,设计中采用该组件进行数据显示。由于TeeChart 8.0版本与以往版本的函数有较大改变,结合软件开发过程,详细介绍了TeeChart 8.0组件的特点及其在使用中与以往版本的不同。     

蓝绿激光水下成像系统的探测灵敏度分析

为了分析水下激光成像探测系统的探测能力,根据水下蓝绿激光主动成像系统的成像过程,分析了目标与背景的辐射特性、海水后向散射特性、距离选通特性以及激光发射器和接收器的性能,提出了一种基于光束扩展函数(BSF)的探测灵敏度模型。该模型在海水散射系数与衰减系数之比介于0~1的范围内都适用。通过对给定参数的系统进行分析计算,进一步讨论了激光发散角、系统接收口径和图像传感器选通门宽等因素对系统探测能力的影响。结果表明:当选通门宽等于激光脉冲宽度时,系统的探测深度达到最大。模型的建立将为系统设计和系统参量的优化选择提供理论依据。     

距离选通水下激光成像系统设计及实验

针对浅水目标探测这一难题,设计了一种基于距离选通技术的水下成像系统。系统围绕532nm Nd…YAG脉冲激光器和选通式增强型电荷耦合器件(ICCD)摄像机搭建而成,并且采用激光脉冲作为系统同步控制的触发信号。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)技术设计的同步控制电路,进行了距离选通水下激光成像实验。实验结果表明,采用激光脉冲触发同步控制电路的方法,可有效抑制激光脉冲抖动对系统同步控制精度的影响,从而克服水体表面反射和后向散射对成像的影响,提高了成像质量。在有效衰减系数为0.52m-1的湖泊中,系统的成像深度可达到水下7m,对于浅水目标的探测、识别非常有效。     

基于FPGA的激光多普勒微振动检测及信号处理方法

为实现微弱振动信号的实时、高精度解调,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的激光多普勒微弱振动检测及信号处理方法。采用全光纤结构的光学系统,振动信号处理系统则以FPGA为核心设计。改进相位解缠模块,在增大振动测量范围的同时,使其能适用于简谐振动与复杂振动。通过模拟振动实验验证了改进后相位解缠模块,且当振幅在80μm以内时,测量精度在5‰以内。通过对压电陶瓷实际振动目标测振实验,其频率测量误差在1Hz以内,振幅与频率的测量精度均在1%以内。实验验证了该振动信号处理方案对于扩大振动测量范围与实现高精度目标振动解调的有效性。     

高帧频数字图像制式转换显示系统

为解决高帧频图像传感器应用中存在的显示问题，研制了利用普通工业监视器作为终端的高帧频数字图像制式转换显示系统。介绍了该系统的组成、制式转换的基本工作原理、用FPGA实现的途径、视频混合的方法和实际应用效果，给出了方框图。     

水下激光成像系统探测距离的计算与仿真

为了估计水下激光成像系统的工作距离,根据水下激光成像系统的成像过程,通过分析目标的辐射特性,水体的衰减特性等各因素,建立了水下激光成像系统的信噪比模型.根据识别目标所需要的信噪比阈值、脉冲激光器等器件的性能指标,推导出水下激光成像系统的工作距离公式,并且完成了系统成像距离的计算与仿真.采用532 nm的Nd∶YAG固体激光器、自组ICCD相机以及基于FPGA技术设计的同步控制电路板,进行了距离选通水下激光成像实验.实验结果表明:理论模型计算的信噪比与实际图像的信噪比平均误差为1.37 dB,证实了该模型的合理性.     

利用串口快速传输图像并实时显示

针对图像处理系统调试中图像显示的问题,介绍了一种方便的图像观测方法,开发了一套串口通讯软件,实现了大量图像数据的串口快速传输与实时显示,并给出了部分源代码.     

长距离红外主动成像系统目标获取性能分析

近年来,红外主动成像系统的发展推动了红外主动成像系统目标获取性能的理论研究。针对长距离红外主动成像系统的特点,建立了相互独立的各图像降质过程,如显示器、焦平面阵列、光学系统、大气湍流和距离选通范围内的后向散射与背景光的调制传递函数模型,使得在分析各因素对系统成像性能影响时更为简便。提出了采用TTP准则分析系统的目标获取性能的方法,并给出了计算结果。该方法比采用单一极限频率预测系统工作性能的Johnson准则具有更高的精度,充分显示了系统整个通带内信号传递的特性。结果表明:距离选通技术可以有效地减小大气后向散射和背景光噪声的影响,TTP准则综合考虑了各影响因素,能够对系统的目标获取性能进行全面、客观的评价,为系统的搭建和调试提供了充分的理论依据。