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最新刊期
2009 年 第 12 期
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大接收角、可横向分光、非成像式聚光系统
摘要：以传统聚光系统为基础的聚光电池虽然可以减少电池量，但需要精度高的跟踪装置，同时由于电池的吸收光谱较窄，而太阳光谱却较宽，会有很多能量被浪费。针对这种弊病，对横向非成像光学系统进行了研究，设计了能够实现大角度接收太阳光并分光的聚光光学系统。该系统与高效太阳电池相结合，便会形成高效、便携式、非跟踪太阳电池组件，为那些应用于野外或战场上的技术装备如笔记本电脑、成像、测量、通讯等设备提供电源，从而改善它们的灵活性、耐受性和有效性。关键词：聚光电池;非成像聚光器;边缘光线原理- 43
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发布时间：2020-08-13 -
膜片式微型F-P腔光纤压力传感器研究
摘要：对基于Fabry-Perot（F-P）干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺进行了实验研究。在单模光纤端面上直接熔接外径约175μm的毛细石英管，在石英管的另一端制作敏感膜片，从而在光纤端面与膜片内表面之间形成F-P干涉腔。首先采用电弧熔接、切割、腐蚀膜片的方法制作了石英膜片式压力传感器，该传感器在0-3.1MPa压强范围内F-P腔的腔长变化灵敏度为41.09nm/MPa，压强测量分辨率681Pa，并具有很小的温度敏感系数。在30-140℃的温度范围内，温度交差敏感小于1.07KPa/℃。为了克服石英膜片减薄困难的缺点，选用聚合物材料（PSQ）作为压力敏感膜片制作了F-P传感器，室温下在0.1-2.1MPa压强范围内PSQ膜片的F-P腔长变化灵敏度达到 1 886.85nm/MPa,压强测量分辨率达到53Pa。- 86
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发布时间：2020-08-13 -
血红蛋白浓度的光学测量方法与装置研究
摘要：血红蛋白测定是临床测定最广的项目之一，很有必要研制一种无毒害的便携精确测定装置用于移动采血和健康监护等环境。本文基于叠氮高铁血红蛋白溶液的吸收光谱曲线设计了二次吸收测量机理，并明确了浓度计算公式；基于该测量方法研制了便携式血红蛋白浓度定量测定装置，并阐述了装置中药剂容腔微片、测量装置与控制系统的详细方案；该装置采用一次性的配药微片可在30-60秒内实现未稀释未溶血全血的在线快速测量。临床试验表明，对比氰化高铁血红蛋白法相关性可达0.9836，准确性达到96.32%。利用该测定仪的便携性、在线快速检测特性，可广泛应用于移动采供血机构、运动员机能评定以及家庭保健等。关键词：血红蛋白;浓度;光谱;测量;仪器- 39
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发布时间：2020-08-13 -
液晶自适应光学系统中控制矩阵的精度分析和优化
摘要：为了提高自适应光学系统的校正精度，提出了一种新的通过改变测量响应矩阵时的调制波长来准确计算控制矩阵的方法。首先，测量去除平移项的前35项Zernike模式在不同调制波长下的实际光波位相调制曲线。然后，对每个调制波长，依次计算相对于原点的位相调制曲线，最终将找到一个与实际光波位相调制曲线斜率相差最小的位相调制曲线。其所对应的调制波长，就是测量响应矩阵时，在相应的Zernike模式下应该施加在液晶波前校正器上的调制波长。这样，对于35个Zernike模式，便可以找到35个调制波长。最后，对于每个Zernike模式即响应矩阵的每一列对相应的调制波长进行归一化，最终得到准确的控制矩阵。实验表明，用此方法后，液晶自适应光学系统的校正精度由73%提高到了95%以上。校正误差为常规方法的1/5，且此比例系数与系统的最大畸变补偿位相的大小无关。此方法极大地提高了液晶自适应光学系统的校正精度。- 36
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发布时间：2020-08-13 -
高功率发光二极管诱导荧光微流控芯片分析小型化检测器的研制
摘要：以高功率发光二极管（LED）为激发光源，研制了一种新型的小型化LED诱导荧光检测器，用于微流控芯片分析检测。利用MOS管的压控恒流原理，设计恒流驱动电路，使高功率LED发光稳定。通过设计和制造光学结构，成功将LED的发散光聚焦成约3.5mm×0.3mm的线状光束，可方便地与微流控芯片中的微通道对准，避免了复杂的机械校准结构。光学系统体积大大减少，约为9.5cm×4cm×17cm。用荧光染料NBD和高密度脂蛋白评价该体系的性能，结果表明LED激发光源稳定，检测器重复性好；样品峰形良好，可用于微芯片毛细管电泳分析检测。基本实现了LED诱导荧光检测器的微型化。关键词：发光二极管;荧光检测;线状光束;微型化;微流控分析- 35
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发布时间：2020-08-13 -
位相复原技术在光学成像质量测评中的应用
摘要：对于大口径或特殊波段成像的光学系统，采用常规测试手段难以实现对光学系统成像质量的评估。而光学系统波像差是表征光学系统成像质量的重要指标之一。本文基于信息光学基础理论采用傅立叶变换和迭代算法通过对光学成像系统星点图像（光强点扩散函数PSF）计算分析，从而实现对光学成像系统位相的复原获得波像差信息。本文论述了有关的理论依据和分析计算公式；并研制了位相复原分析计算软件。通过计算机仿真与误差分析论证了研制的位相复原计算方法的正确性，复原误差小于5%。提出了在实际应用中采用此方法时减少复原误差的一种途径。通过实际采集的光学系统星点图像的位相复原实验验证了位相复原分析软件的适用性。此方法为非常规光学成像系统波相差的评估工作提供了新途径。关键词：信息光学;傅立叶变换;点扩散函数PSF;位相复原;迭代算法;波像差- 55
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发布时间：2020-08-13 -
轴上光强恒定的超高斯贝塞尔光束在湍流大气中的传播
摘要：理想的非衍射光束的产生，因需要无穷大的能量，在物理上是不能实现的。实验只能得到比较接近理想非衍射光束的有限能量的准非衍射光束。超高斯贝塞尔（SGB）光束具有有限的能量，是物理上可以实现的准无衍射光束。轴上光强恒定的SGB光束在一定的距离范围内具有很好的无衍射特点，其横向光强分布的中心区域保持恒定的强度和大小。本文通过数值模拟的方法证实：在湍流大气中，在中等湍流强度范围内，轴上光强恒定的SGB光束仍然保持其无衍射特点。在中等湍流强度范围内，轴上光强恒定的SGB光束的传输几乎不受大气湍流的影响。关键词：非衍射光束;超高斯贝塞尔光束;湍流大气;广义的惠更斯菲涅耳原理- 42
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发布时间：2020-08-13 -
TDI-CCD总剂量辐射效应及其测试研究
摘要：对应用于某空间相机中定制的TDI-CCD，为评估空间辐射效应对其成像性能的影响，从器件的电路结构入手，分析了总剂量辐射效应对器件主要性能指标的影响；研究了针对此器件的总剂量辐照实验测试方法并研制了测试装置；对器件进行了60Co γ射线源总剂量辐照实验，定量测试了受辐照前后器件的光电响应性能及对比度传递函数的变化情况。实验结果表明，总辐照剂量达到20kRad(Si)时，定制TDI-CCD的相对响应度、暗电流、动态范围、最大信噪比相对于该器件没受辐照的初始值变化量小于5%，对比度传递函数(CTF)没有明显变化，说明定制的TDI-CCD器件能够满足某空间相机的使用要求。关键词：TDI-CCD;总剂量辐射效应;测试方法;光电响应性能;对比度传递函数（CTF）- 39
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发布时间：2020-08-13 -
端面泵浦热传导各向异性激光棒温场特性研究
摘要：了解决LD端面泵浦热传导各向异性激光介质产生的热效应问题，建立了端面绝热、侧面冷却的Nd:YVO4晶体热模型。考虑到Nd:YVO4为热传导各向异性材料，而光纤耦合LD输出光束有着超高斯分布的特点，利用特征函数法和常数变异法得到了超高斯光束端面泵浦热传导各向异性激光介质温度场的一般解析表达式。并定量分析了超高斯泵浦光阶次、泵浦功率以及光斑尺寸对于Nd:YVO4晶体温度场的影响。新的各向异性介质热传导方程求解方法具有计算量小、精度高等特点。研究结果表明：若LD输出功率为30W，光学聚焦耦合器的传输效率为82%时，4阶超高斯光束端面泵浦掺钕离子质量分数为0.5%的Nd:YVO4晶体，泵浦面获得528.95C的最大温升。所得结果可用于LD端面泵浦热传导各向异性激光介质全固态激光器热稳腔的设计之中，对于提高激光器性能具有了理论指导作用。关键词：固体激光器;各向异性介质热传导方程;Nd:YVO4晶体;超高斯光束;温度场- 34
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发布时间：2020-08-13 -
光电经纬仪脱靶量和坐标动态修正
摘要：提出了目前采用的脱靶量修正模型的适用条件，采用坐标变换推导经纬仪脱靶量修正公式，获得与球面三角学相一致的推导结果，并在此基础上推导出成像系统无照准轴平行约束条件的通用脱靶量合成公式。采用光学系统的物方焦点作为摄像机系统的投影中心，推导出投影中心与经纬仪回转中心不重合条件下摄像机投影中心在测量坐标系中的坐标值。经测量设备的实际验证，该修正方法突破了现有修正模型的局限性，适用于多传感器经纬仪成像系统关键词：光电经纬仪;跟踪误差;修正模型;坐标变换- 58
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发布时间：2020-08-13 -
不同本底真空度对SiC/Mg极紫外多层膜性能的影响
摘要：为研究SiC/Mg极紫外多层膜光学性能随制作时不同本底真空度的变化，利用直流磁控溅射方法在不同本底真空条件下制备了峰值反射波长在30.4nm的SiC/Mg周期膜。X射线掠入射反射测试结果表明不同本底真空度条件下制备的SiC/Mg周期多层膜膜层质量有明显差异。用同步辐射测试了SiC/Mg多层膜在工作波长处的反射率，本底真空度为6.0E-5 Pa时的SiC/Mg周期膜反射率为43%，而本底真空度在5.0E-4 Pa时的SiC/Mg多层膜反射率仅为30%。同步辐射反射曲线拟合结果表明：反射率随着本底真空度降低的原因是由于多层膜Mg膜层中Mg的氧化物含量增多造成的。关键词：极紫外光学;本底真空度;多层膜;反射率;磁控溅射- 43
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发布时间：2020-08-13 -
SiC反射镜表面改性对TMC光学系统信噪比的影响
摘要：SiC（Silicon Carbide）反射镜由于固有的缺陷，在使用时会影响反射式光学系统的信噪比。采用表面改性技术后，Wyko轮廓仪测试表明SiC反射镜的粗糙度由10.42nm（Ra）降低到了0.95nm（Ra），镀制了银反射膜和增强膜后，主镜、次镜、三镜及折叠镜在0.5μm-0.8μm的可见光波段反射率＞98%。计算的结果表明应用了表面改性技术后TMC反射式光学系统的信噪比提高了5%以上。关键词：表面改性;SiC反射镜;信噪比;TMC- 41
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发布时间：2020-08-13 -
三线阵测绘相机热光学试验交会角测试系统
摘要：对三线阵测绘相机热光学试验交会角测试系统进行了研究，设计了试验测试系统，研究了交会角的测量方法，提出空间交会角测量方法即定量检测法。详细地阐述了针对测绘相机热光学试验热真空试验设备和光学测量场等测试系统要求，特别是平行光管的改造和特种分划板的要求。同时，描述了三线阵测绘相机热光学试验前的需准备工作。利用Labview软件编制数据采集系统，采用定量测量法对三线阵测绘相机交会角进行了测量。结果表明，测试相机在工况转变后交会角的变化在1″的范围内。综合来看，该测量方法可以准确得到相机交会角的变化量，测量数据对三线阵立体测绘相机在轨测量及地面影像分析提供了可靠的分析依据关键词：测绘相机;空间交会角;灰度值;像元- 38
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发布时间：2020-08-13 -
2008年FY-3A扫描辐射计可见近红外通道在轨场地定标
摘要：FY-3A扫描辐射计发射后的首次在轨场地定标试验于2008年9月在甘肃敦煌中国遥感卫星辐射校正场展开。通过使用ASD FR光谱仪测量场地地表反射比，使用CE318太阳光度计测量气溶胶光学厚度，使用敦煌国家气候观象台加放的探空观测计算水汽总量，获取了3天的有效试验数据。定标采用反射比基法并配合新的地表反射比修正算法开展：过境时刻地表反射比由陆表各向异性二向反射比模型算法计算得到，并使用实测的地表反射比数据进行修正；表观反射比通过6S模型计算并进行太阳天顶角余弦修正和日地距离修正。在非水汽吸收通道，计算得到的多天定标斜率稳定(相对标准差在2.6%以内)，使用定标结果计算23种观测目标的表观反射比，与TERRA/MODIS相应通道结果一致。关键词：空间光学;在轨场地定标;AMBRALS算法;FY-3A/VIRR- 43
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发布时间：2020-08-13 -
平面对称光学系统的像差(I-像差理论的扩展)
摘要：扩展平面对称光栅系统的像差理论，使之适用于光线斜入射下平面对称折射光学系统的像差计算。结果使反射、衍射、折射光学系统的像差系数用同一组公式表达；应用基于费马原理的光线追迹解析法可以验证结果表达式的正确性。阐述了如何应用我们的波像差系数，导出轴对称对称光学系统的赛德尔初级像差。另外，文章还研究了当主光线位置改变所产生的像差修正。关键词：真空紫外软X射线光学;波像差;平面对称光学系统;赛德尔像差- 33
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发布时间：2020-08-13 -
中子反射谱仪的闸门与会聚导管组合设计
摘要：为提高水平散射几何中子反射谱仪的前端束流特性，针对前端闸门与会聚中子导管的组合设计进行了优化计算。根据闸门通道截面、会聚导管入出口截面及相应内表面超镜因子不同分成多组，采用数值方法对多个组合设计进行优化计算，结合水平散射几何中子反射谱仪的特点需求通过比较分析，选取比较理想的组合。计算结果表明：会聚导管的最佳组合最好采用上下面会聚，垂直面不会聚，宽度为10mm,闸门内表面超镜因子为2，会聚导管上下面超镜因子为3，左右面超镜因子为2。通过多组比较分析，获得了水平散射几何中子反射谱仪的前端闸门与会聚导管的相关物理参数的优化组合，为谱仪的概念设计奠定了理论基础。关键词：闸门;会聚导管;超镜因子;组合优化- 45
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发布时间：2020-08-13
现代应用光学
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基于液晶靶标的多CCD线结构光测量系统全局标定
摘要：为了在多CCD线结构光测量系统中进行精确快速的全局标定，研究了一种基于液晶平面靶标的多CCD全局标定方法。首先，将液晶靶标放入光平面中，在靶标上显示一系列特征点，各个CCD同步采集。然后,通过时间序列对应特征点的图像坐标与靶标坐标，建立起像平面与靶标平面间的非线性模型。最后，对形位关系已知的标准块进行测量，利用标准块的形位关系对像平面与靶标平面间的非线性模型进行优化，得到像平面与光平面间的映射关系，完成多CCD的全局标定。利用优化后的标定结果进行测量，在自由曲面类物体的测量中三个摄像机的数据拼接精度高，对标准块上特征点距离测量的绝对误差为0.2mm，角度测量的绝对误差为0.2°。方法快速简便，适合现场操作，已在多CCD线结构光测量系统中得到了实际应用。关键词：多摄像机;线结构光;液晶靶标;全局标定;优化- 23
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发布时间：2020-08-13 -
高集成度新型摆镜驱动模块的研制
摘要：研制了一种高集成度的摆镜驱动模块，可用作空间光学遥感器摆镜机构的动力单元。基于光、机、电一体化的设计理念，选择了合适的步进电机、研制了大速比的谐波减速器和16位光电编码器来构成紧凑型的驱动模块。随后对该模块的轴系精度、位置精度和速度精度分别进行了分析和测试，测试结果为轴系径向跳动小于3μm，端面跳动小于1μm，定位精度小于40"，0.1°/s时相对速度精度为19%，5°/s时相对速度精度为6.8%。试验结果表明该驱动模块重量轻、输出力矩大、精度高，满足摆镜机构对驱动系统的指标要求。关键词：步进电机;谐波传动;驱动模块;精度分析- 33
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发布时间：2020-08-13 -
基于嵌入式视觉的移动式自重构微小型机器人
摘要：本文提出了一种新型移动式自重构机器人。机器人包含若干可独立执行任务的移动子机器人，单元子机器人由若干模块化组件(中央处理模块、通信模块、驱动模块、弯举模块、超声模块、视觉模块等)组成，并可通过展开结构进行简单变形以增强自身机动性能与越障能力。多个子机器人可以在微型CMOS相机及其它传感器协作下自主对接为整体机器人，并可自重构为蛇形、环形等构形完成越障；在任务完成后，各子机器人可以彼此脱离，形成分布式机器人系统。为实现机器人微小型化，在模块化设计过程中大量采用了紧凑机械结构，设计了基于微型CMOS数字相机的嵌入式图像处理模块用于视觉自重构，以及基于ARM、FPGA的嵌入式中央控制器进行低能耗高效率的全局控制。单元机器人通过了完整功能测试，并完成了两个模块间的对接实验。关键词：自重构机器人;模块化;机动性;嵌入式视觉;对接- 31
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发布时间：2020-08-13 -
超声电机定子振动分析的模态选择方法
摘要：在超声电机定子振动模态有限元分析的基础上，对结构模态截断，仅保留特定的模态，实现了模型降阶。用APDL实现了从有限元分析结果中自动提取特定的模态参数和相应等效电路模型的电学参数。仿真计算了定子的机械和电学响应，与实验数据对比表明，减缩的低阶运动模型保持了原系统的主要特性。关键词：超声电机;有限元;模态截断;等效电路- 39
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发布时间：2020-08-13 -
基于最大灰度梯度的经纬仪自动调焦技术
摘要：本文提出了一种基于最大灰度梯度的经纬仪自动对焦方法，以CMOS相机为图像传感器，用计算机进行数据处理并控制驱动电路来调整相机镜头的位置，从而达到自动调焦的目的。系统首先选择包含主体成像目标的最小区域作为对焦选择区域，不仅有效地节省了系统对图像的处理时间,而且极大地减小了复杂背景对精确调焦的干扰，提高了调焦准确率；其次对边缘上任意可能的梯度方向都求出它的梯度，比较后得到每个边缘点的最大梯度，最后采用最大灰度梯度作为系统的自动聚焦判距。试验结果表明：本文调焦算法具有单峰性强、无偏性好、灵敏度高、稳定性好等特点，系统的对焦分辨率在0.01－0.02 mm范围之内，完全能够满足经纬仪第一像面焦深的调焦要求，并具有可实时性操作的优点，具有较好的应用前景及推广价值。关键词：自动聚焦;评价函数;灰度梯度;对焦窗口- 51
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发布时间：2020-08-13 -
四轴球体研磨机的均匀性研究
摘要：建立了四轴球体加工时的力学模型，分析了加工球与四研具之间的运动关系，给出了研具上一点相对加工球的速度矢量，在Preston方程基础上，建立了四轴球体研磨机实现球面均匀研磨的分析模型，并应用matlab软件对单位时间去除量进行仿真分析。采用方差的指标评价研磨去除量得均匀性。分析结果表明研具改变转向的相位角为90°时方差最小，为了达到研磨均匀性必须改变四个研具的旋转方向。关键词：研磨;四轴;均匀性;仿真- 35
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发布时间：2020-08-13 -
通用机器人视觉检测系统的全局校准技术
摘要：介绍了基于通用机器人的车身在线柔性视觉检测系统的工作原理和在复杂现场环境下使用激光跟踪仪和测量臂进行全局校准的实用方法。基于测量姿态的全局校准方法利用机械约束将传感器坐标系和靶标坐标系统一起来，实现测量姿态时传感器坐标系与系统基准坐标系的坐标转换。基于机器人运动学模型的全局校准方法利用机器人末端关节位姿可通过正向运动学获知的特点，在现场构建机器人基坐标系，并通过坐标变换获得与机器人运动精度无关的手眼关系，实现了任意姿态时的全局校准。实际测量的结果表明，应用两种校准方法后系统的重复性精度都十分理想，测量装置重复测量标准差和系统重复测量标准差分别为0.07mm和0.13mm，能够满足在线监控白车身加工尺寸变化的精度要求；系统进行坐标测量时的误差分别为±0.2mm和±0.8mm。关键词：通用机器人;全局校准;激光跟踪仪;测量臂;运动学模型- 23
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发布时间：2020-08-13 -
一种改进的磁罗盘罗差校准方法
摘要：磁罗盘作为一种导航设备广泛应用于飞行器、车辆等的导航系统，但其会受到周围铁磁物质的影响产生罗差，降低导航精度。传统的磁罗盘罗差校准采用最小二乘椭圆拟合校准算法，但该算法存在系数矩阵易奇异导致算法不稳定的问题。本文通过对系数矩阵的奇异性进行分析，提出了改进的最小二乘椭圆拟合算法，克服了原有算法的不稳定性问题，同时该算法将六维特征矢量的求解转化为三维特征矢量求解，在保证校准精度的情况下降低了计算量。实验结果验证了此方法的快速性和有效性，校准后的磁罗盘精度由0.8°提高到0.4°左右，满足了导航系统的需求。关键词：磁罗盘;罗差;校准;最小二乘;椭圆拟合- 63
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基于变结构刚度的精密孔镗削颤振抑制新方法
摘要：精密孔镗削过程中容易出现颤振现象，它会导致加工精度低和表面质量差等问题。为了解决此问题，首先针对镗削过程中最为常见的再生型颤振建立了动力学模型，并在此基础上，分别讨论了主轴变速方法和变结构刚度方法对切削颤振的抑制机理，对比两种方法发现：它们的抑振机理异曲同工，但是，变结构刚度方法能够避免主轴变速法对刚性较低的切削系统不适用的缺点。其次，为了能对精密孔镗削过程施加变结构刚度法来抑制颤振，本文设计制作了一种基于磁流变液的智能镗杆，通过调节外加磁场强度的大小实现刚度和阻尼特性参数的无级变化，改变机械系统的动态特性，从而达到抑制颤振的目的。最后在车床CA6140上搭建了磁流变智能镗杆的颤振抑制实验系统，通过一系列的实验发现：该方法能够快速高效的抑制镗削过程中产生的颤振，并且使加工表面的粗糙度从Ra 10μm降至Ra 1.5μm，大幅度提高了加工表面质量。关键词：精密孔镗削;颤振抑制;智能镗杆;磁流变液- 46
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激光切割头摆动机构动力学仿真及试验研究
摘要：介绍了连杆裂解槽激光加工机床的激光头摆动机构，对摆头机构进行了ADAMS动力学仿真，根据仿真结果确定了合理的液压参数（液压压力为2.5Mpa，溢流阀流量系数为0.2），并完成了摆头机构的物理切割试验，试验表明，在合适的工艺参数条件下，摆头机构工作稳定、可靠，连杆切割效果较好。同时提出了伺服电机驱动激光头摆头方案，对改进的摆头方案进行了Adams运动学仿真，仿真结果表明，改进后的摆头机构摆动迅速、准确，摆动角度调整方便，为连杆初始裂解槽激光加工主机结构优化提供可靠的理论依据。关键词：连杆裂解;摆动机构;动力学仿真;ADAMS- 42
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大深径比微小孔快速电火花加工系统研究
摘要：电火花加工因具有宏观作用力小、可控性好等优点，被广泛应用于微小孔加工领域，但对于快速加工大深径比微小孔仍存在散热困难、排屑不畅、电极损耗大及加工过程不易控制等技术难点。为此，在分析电火花加工机理及加工特点的基础上,研发了一台用于快速加工大深径比微小孔的电火花机床。该设备通过采用立式布局，应用电极旋转、工件振动的旋振式机构，实现在加工过程中快速散热和排屑；通过采取工业控制计算机搭载数据采集卡和运动控制器的方式，实现了加工过程的检测控制功能一体化。针对电火花加工过程中放电信号严重畸变以及放电状态不稳定导致加工状态难检测的问题，提出了两级模糊逐级映射放电状态检测方法，同时为了实现机床的快速响应和精确控制，设计了双闭环加工控制系统。实验表明，该机床适合于大深径比微小孔的快速加工，且性能稳定，可靠性高。关键词：电火花加工;大深径比微小孔;放电状态检测;加工过程控制- 39
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发布时间：2020-08-13
微纳技术与精密机械
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基于STK的深空背景点目标红外序列图像生成方法
摘要：针对空间目标天基探测仿真系统需求，提出了一种基于STK＋MATLAB 的深空背景点目标红外序列图像生成方法。点目标表面温度计算采用了比以往节点网络法计算更高效的等温简化模型以提高仿真效率；深空背景模型采用了比以往LRS（低分辨率光谱仪）模型更完备的MSX（中段空间实验卫星）红外星表的建模方法，扩展了探测系统仿真应用领域；建立了以电子数表征的目标背景照度和图像灰度转换模型。图像仿真过程中加入了卫星扰动误差、相机测量误差和焦面电子学噪声，仿真生成的图像序列更接近真实物理过程。该仿真方法可以模拟任意时刻，任意指向和任意光学视场的4-26μm的点目标红外图像序列，图像生成实时性好，仿真结果更接近真实物理过程。文章最后给出了某空间目标的红外序列图像仿真实例。关键词：红外序列图像生成;空间目标;深空背景;红外星表- 61
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发布时间：2020-08-13 -
一种十字交叉六边形块运动估计搜索算法
摘要：在快速块匹配运动估计中，搜索模式对搜索速度和搜索质量有着很大的影响。基于现实视频序列中运动向量的分布特征，本文提出了一种十字交叉六边形搜索算法（NHEXS）：首先用小十字模式进行预搜索，找到最小块匹配失真点（MBD）；以MBD为中心构造大十字搜索模式，找到MBD；然后以大十字模式的MBD为中心，开始六边形搜索：首先搜索大六边形，如果MBD在中心，以小六边形方式搜索，找到的MBD点即为最终的块匹配失真点；否则继续大六边形搜索。十字交叉六边形搜索算法还采用了中途停止技术，对静止和半静止块的搜索速度有显著的提高。改进的部分块失真准则在不影响失真度的情况下大大降低了计算复杂度。实验结果表明：十字交叉六边形搜索算法比六边形搜索算法和新型十字菱形搜索算法在信噪比降低很少甚至不降低的情况下，分别节省32%和16%的搜索点，和其它流行的块匹配运动估计算法相比，本文算法有更快的搜索速度和更小的失真度。关键词：运动估计;块匹配;十字交叉六边形搜索;改进的部分块失真准则- 67
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发布时间：2020-08-13 -
基于BFD的OBS链路快速故障检测方案
摘要：目的：光突发交换（OBS）网络是一种实现全光因特网的富有前景的技术方案。由于OBS网络通常采用单向资源预留机制，一般的链路故障检测方法难以在OBS网络中使用，因此必须设计符合OBS数据传输机制的链路故障检测方案。方法：将双向转发检测（BFD）协议应用于OBS的故障检测机制中，并根据实际网络需要设定BFD报文的发送周期与检测时间，从而满足OBS网络快速故障检测的要求。以NSFNET为仿真网络，实现了业务流量发生器与节点故障发生器，对BFD在单链路场景与网络场景下的链路故障检测性能进行了仿真。结果：仿真结果表示：在单链路场景下，OBS网络平均丢包率小于0.001；在网络场景中，由于存在资源冲突、固定偏置时间等OBS网络自身的因素，OBS网络平均丢包率接近0.1。结论：因此，BFD是一种适合OBS网络的快速的链路故障检测协议。关键词：双向转发检测;光突发交换;故障检测;网络生存性- 47
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发布时间：2020-08-13 -
多TDI-CCD拼接相机非均匀性校正方法
摘要：针对多TDI-CCD拼接相机成像存在非均匀性问题，开展了对拼接相机输出图像片内及片间综合校正算法的研究。首先，结合CCD相机特性，介绍了TDI-CCD的工作原理以及拼接相机非均匀性的产生机理。然后，分别对拼接相机片内及片间非均匀性校正的原理进行分析，提出了片内采用两点法校正、片间采用比值平均校正的综合校正算法。最后，对片内及片间综合非均匀性校正的参数标定及校正方法进行了探讨；实验结果表明，在原拼接输出图像存在8.4%非均匀性的条件下，采用片内与片间综合校正法校正后，图像非均匀性达到2.7%。该校正方法基本满足了对TDI-CCD拼接相机非均性校正的指标要求，算法有效实用。关键词：TDI-CCD;拼接相机;非均匀性;图像校正- 41
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发布时间：2020-08-13 -
3D-FLIT及其在工业CT体数据线特征提取中的应用
摘要：目的：特征检测是工业CT体数据处理中的重要问题，线特征是其重要特征之一，其检测效果将直接影响模式识别和分类。方法：有限线积分变换（finite line integral transform，简称FLIT）作为近年来新出现的一种多尺度几何分析方法，尤其适合于描述2D图像的线性奇异性。文中在2D-FLIT的理论基础上，将其推广到3D的情形，并结合图像融合和数学形态学的方法提出了两种基于FLIT的提取工业CT体数据中线特征的方法：一种是直接对工业CT体数据整体进行线特征的提取（3D-FLIT提取方法）；一种是先对工业CT体数据按某个方向进行切片划分，再对每张切片进行线特征的提取（2D-FLIT提取方法）。结果：实验表明，与小波的方法相比，上述两种方法能有效地提取体数据中的线特征。结论：该文的方法能对工业CT体数据中的线特征进行有效提取，为后续相关的数据处理（如逆向工程）打下坚实的基础。关键词：三维有限线积分变换;线特征;体数据;图像融合;形态学- 32
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发布时间：2020-08-13 -
基于TMS320C6416T的MPEG-4编码优化
摘要：本文详细介绍了MPEG-4算法在TMS320C6416T上的编码优化方法。为使编码器达到实时应用的要求, 结合C64x DSP特点，采取了一系列软件优化方法：合理分配存储器，结合C64x的EDMA特性，在内存开辟双缓冲区结构；用汇编程序实现MPEG-4的核心算法；对整个程序流程进行了C 语言级优化等。实验结果表明,该编码器可以对768×576，25 frame/s的视频图像进行实时编码。关键词：视频压缩;MPEG-4标准;TMS320C6416T;软件优化- 32
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发布时间：2020-08-13 -
基于圆心不对称投影修正的相机标定方法
摘要：提出了采用圆心做控制点标定相机，根据成像模型推导了计算误差所需的数学公式，并在标定过程中修正了圆心图像坐标由不对称投影引起的投影误差，以提高标定精度。首先利用直接线性模型估计投影变换矩阵，直接用其元素计算空间圆在图像平面上的投影，对圆心的图像坐标进行修正后，再次计算投影变换矩阵。该方法无需对该矩阵做分解，避免了不同坐标系的转换。模拟试验考察了投影误差与各种空间圆方位参数的关系，实际试验表明:在相机分辨率为780×582，空间圆半径为20mm时，修正误差后的标定误差为0.19437像素，优于未修正的结果，同时也表明该方法可行有效。关键词：直接线性变换;投影转换矩阵;圆心控制点;不对称投影;畸变修正- 37
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发布时间：2020-08-13
信息科学
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