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最新刊期
2012 年 第 10 期
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大面阵中波红外连续变焦光学系统设计
摘要：针对制冷式大面阵640×512凝视焦平面阵列探测器,设计了一套中波红外连续变焦光学系统。该系统由变焦系统和二次成像系统构成,包括7片透镜和2个反射镜组成的折叠光路。首先,根据变焦原理和专业光学设计软件给出了系统结构及其参数。然后,分析了系统的像质和冷反射效应。最后,验证了系统的性能指标。结果表明:该系统可以实现50~500 mm的连续变焦,变焦过程中目标景物始终清晰可见;系统在耐奎斯特频率处的全视场光学传递函数大于0.35,全视场畸变小于2%,无冷反射现象;具有分辨率高、热灵敏度高、像质好、变焦轨迹平滑等特点,基本满足设计要求。关键词：红外光学系统;连续变焦;大面阵探测器;光学设计- 43
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发布时间：2020-08-12 -
使用优化的固着磨料磨盘全口径加工碳化硅反射镜
摘要：为提高碳化硅非球面反射镜的加工质量,对加工中涉及的固着磨料工艺去除函数进行了研究。在早期的实验中测试了圆形丸片的去除函数,引入填充因子的概念来评价实验所获得的去除函数,定量获得了丸片结构与填充因子之间的关系。为了提高填充因子和磨盘的加工特性,根据圆形丸片的实验结果优化了磨头的结构并基于Matlab软件模拟了新型磨头的去除函数。在全口径范围考察了磨头工作的稳定性,并在相同加工参数条件下完成了固着磨料和散粒磨料的加工实验。为了对理论模拟和实验结果进行比较,引入结构相似度指数的概念来评价全口径反射镜去除量模拟结果与实验结果之间的相似程度。结果显示,实验得到的结构相似度指数达到了0.425 7,证明优化后的固着磨料磨头在大口径碳化硅反射镜加工方面极有应用前景。关键词：光学加工;碳化硅;非球面反射镜;固着磨料;丸片;填充因子;结构相似度指数- 48
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相干和多模热光场的光子统计实验
摘要：以激光外差探测中两束光的特性为基础,分析了相干光场和多模热光场的光子统计模型。分别讨论了上述两种光场的二阶和三阶统计特征,其中二阶统计对应于Fano因子,三阶统计对应于对称因子。对上述两种光场的Fano因子和对称因子进行了实验测量。结果显示,相干光场的Fano因子和对称因子不随入射光子数而变化。将理论模型和实验数据相结合可得到与之对应的串扰概率为0.032 1,探测器增益系数为1.046 0 ph。多模热光场的Fano因子随着入射光子数增加呈直线上升趋势;目标运动速度加快,Fano因子逐渐减小,表示回波光子波动减小,认为其本质原因是热模个数增加引起的平均效应;而多模热光场的对称因子呈抛物线趋势逐渐增加。对相干和多模热光场统计特性的研究,为光子计数体制激光外差探测奠定了基础。关键词：相干光场;多模热光场;光子统计;Fano因子;对称因子;串扰概率;增益系数- 62
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结合近红外光谱法的肝血流参数测量
摘要：针对常规的色素浓度测量方法存在操作复杂、有创和非连续等问题,研究了基于色素稀释和排泄试验的脉搏光谱分析方法。通过静脉注射吲哚青绿指示剂,选定两特定波长的近红外光作为吲哚青绿色素吸光度测量点,并采用指夹式传感器提取人体指尖末梢血的光谱信号,通过连续记录色素浓度稀释曲线,实现了分离吲哚青绿浓度谱和脉搏血氧吸收光谱的算法。最后分析呈指数衰减规律变化的半对数坐标色素浓度图,完成了色素血浆消失率K和15 min滞留率R15等肝血流参数的无创测量。该方法基于Lab-VIEW平台,结合自适应差分阈值法,有效剔除了血红蛋白吸收光谱和基线漂移的干扰,各项参数检测准确率高,K值平均测量误差小于0.008。该检测理论和方法既可用于临床肝切除手术的术前、术中和术后的肝储备功能检查,也可为医学研究提供相应的中间测量过程及中间观察变量。关键词：吲哚青绿;色素浓度谱;血红蛋白;红外吸收光谱;脉搏波;肝血流参数- 78
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发布时间：2020-08-12 -
高功率InGaAs/GaAsP应变量子阱垂直腔面发射激光器列阵
摘要：为提高垂直腔面发射激光器(VCSEL)的输出功率,对具有3个In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08应变量子阱结构,发射波长为977 nm的VCSEL列阵进行了研究。对量子阱结构进行了优化,选择具有更宽带隙的GaAsP作为势垒材料,计算了In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08量子阱的带阶。对采用In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08和In0.2Ga0.8As/GaAs两种量子阱结构的器件的输出功率进行了理论模拟和比较分析。分别测试了上述两个列阵器件的脉冲峰值功率并利用由开启电压、阈值电流和串联电阻决定的p参数评估了列阵器件的输出性能。实验结果表明,当注入电流为110 A时,发光面积为0.005 cm2的In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08 4×4 VCSEL 列阵获得了123 W的脉冲峰值功率,比具有相同发光面积的In0.2Ga0.8As/GaAs列阵器件的脉冲峰值功率大13%,前者相应的功率密度和斜率效率分别为45.42 kW/cm2和1.11 W/A。连续和脉冲工作下的p值分别为15和13,表明器件在两种工作条件下都具有相对较好的输出性能。得到的结果证明,包含3个In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08应变量子阱的4×4VCSEL列阵器件能够获得较高的功率输出。关键词：垂直腔面发射激光器列阵;峰值功率;功率密度;InGaAs/GaAsP应变量子阱- 58
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痕量N2O气体检测系统的设计与实现
摘要：建立了基于光谱吸收技术的检测系统,用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先,从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系;然后,设计了痕量N2O气体浓度检测系统,利用光源调制、锁相放大等技术,实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析;最后,实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明,系统能够在0~1%有效检测N2O气体浓度,检测下限为5.0×10-5,相对检测误差为0.11%,检测结果线性方程为Y=192.699 09X-0.006 24,线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%,CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长,该方法亦可用于CO2,CH4等其它温室气体的检测。关键词：谐波检测;光谱吸收;N2O;气体浓度检测;分布反馈激光器- 57
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基于NiTi合金丝的反射镜柔性支撑结构的应力补偿
摘要：针对大口径反射镜柔性支撑结构中柔性槽根部的应力集中问题,提出将NiTi记忆合金丝复合于柔性槽周边的结构方案,借助其预应变产生的拉应力来降低柔性槽根部的应力并保证支撑结构柔性。首先,建立了柔性槽根部的应力分布方程,得出了柔性槽危险截面位置。然后,建立了NiTi合金丝的一维本构方程,设计了桥型和U型两种复合方案,并对其进行了有限元分析。结果表明,采用U型复合的柔性支撑结构的应力改善明显优于桥型复合结构,且对结构柔性影响较小。以NiTi合金丝的拉力F为设计变量,以支撑结构的最大应力p及变形量δ为优化目标,对U型复合结构进行了参数优化设计。优化结果表明,在F为200 N时有最优解,p由76 MPa降到37.9 MPa,δ由0.031 mm微降到0.028 mm,并且最大应力位置偏离柔性槽根部危险区域。对所提出的U型复合方案进行了随机振动试验,试验结果表明,该应力补偿设计有效降低了柔性支撑结构的最大应力。关键词：大口径反射镜;柔性支撑;应力集中;记忆合金;应力补偿- 56
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可见-近红外光谱测定血红蛋白的等效波段选择
摘要：将可见-近红外光谱和改进的移动窗口偏最小二乘(MWPLS)方法应用于人类血红蛋白(HGB)无试剂快速检测的高精度波段优选。为了避免模型评价失真,提出了一种新的模型评价体系。首先,从全体205个样品中随机抽取70个作为检验集,余下的135个作为建模集,并划分为具有相似性的定标集(80个样品)和预测集(55个样品)共50次;其次,对每一次划分都分别建模和优化,使得模型具有稳定性;最后,利用检验集对优选出的模型进行再次检验。实验结果表明:可见-短波近红外波段400~1100 nm可以作为人体全血HGB的信息波段;进一步采用MWPLS方法从400~1100 nm中选出全局最优波段为492~890 nm,并得到包含77个等效波段的模型空间。以492~890 nm为例,检验效果预测均方根偏差(V-SEP)、预测相关系数(V-RP)和相对预测均方根偏差(V-RSEP)分别为2.58 g L-1、0.988和1.97%,得到的样品的HGB预测值与临床实测值吻合精度很高,可望应用于临床。关键词：人类全血;血红蛋白;VIS-NIR光谱;波段选择;等效模型空间- 44
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用于红外晶体双折射测量的单1/4波片法
摘要：提出了一种基于单1/4波片法的测量方法以实现红外波段光学晶体双折射光程差的精确测量。采用厚度差小于一个周期厚度的两个样品进行比对,有效克服了单1/4波片法测量厚度的限制。依照此原理研制了测试波长为3.39 μm的晶体双折射测试设备。应用琼斯矩阵理论,推导了存在主要误差因素时的信号光强解析表达式,并由此分析了起偏器方位角误差、1/4波片定位精度、样品方位角偏差、检偏器旋转定位精度对测量结果的影响,综合评价了本测量方法的精度。实验结果表明,应用研制的设备实测标准1/4波片的双折射光程差误差为0.003 76 μm,相对误差为0.44%,满足系统要求。得到的结果表明,采用基于单1/4波片法的新测量方法能够有效、精确测得红外晶体的双折射光程差。关键词：红外晶体;双折射测量;单1/4波片法;精度分析- 60
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线阵光学降水现象自动测量系统
摘要：采用平行光成像的方式,研制了基于线阵图像传感器的降水现象自动测量系统,用于揭示大气降水物理特征及本质。首先,根据降水粒子微物理特征和降水现象业务观测的需求,设计了光学系统及高速线阵图像数据采集处理平台。然后,针对降水观测系统连续运行条件下线阵实时采集数据量大、不便于传输及处理的特点,利用现场可编程门阵列(FPGA)芯片实现片内线阵数据实时二值化处理及编码传输。为消除平行光源性能漂移及传感器光强响应非均匀性等对成像阈值设置的影响,保证长期运行测量精度和一致性,设计了基于微处理器软核MicroBlaze的自适应阈值设置方案。在室内定标实验的基础上,与翻斗雨量计进行初步观测对比试验。实验室定标结果表明,系统最小分辨率优于0.1 mm,实际同步观测累加降水量误差在15%左右,两者变化趋势大致相同,有较好的线性相关性。提出的系统满足降水现象自动测量对稳定可靠、自动化、精细化的要求。关键词：降水现象;光电测量;雨滴图像;线阵图像传感器;自适应阈值- 41
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发布时间：2020-08-12
现代应用光学
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间歇工作图像胶囊内窥镜的设计与实验
摘要：针对图像胶囊内窥镜受到能量限制而工作时间较短的问题,基于图像胶囊在人体肠道蠕动的速度设计了一种间歇工作模式的微型化、低功耗图像胶囊内窥镜。采用霍尔开关代替干簧管作为电源总开关,进一步降低了图像胶囊的体积。通过对电池电源模块、模拟开关电路和软件进行设计研究,实现了无线发射和照明电路的间歇供电和图像传感器的间歇休眠。动物实验验证了整个系统的工作时间和可行性。结果表明,整个系统的尺寸仅为Φ12 mm×25 mm,1 s间隔工作模式下系统的工作时间超过9 h。关键词：胶囊内窥镜;图像胶囊;模拟开关;间歇供电;休眠- 47
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发布时间：2020-08-12 -
陶瓷微热板阵列式可燃气体传感器
摘要：设计了基于陶瓷基底的悬桥式微热板结构以解决硅微热板高温稳定性差的问题。分析了微热板的传热过程,并通过有限元工具对其稳态热响应特性及微加热器电极结构进行了模拟。采用常规微电子技术结合激光微加工技术,实际制作了基底厚度为100 μm,桥宽度为2 mm的微结构,并对结构的加热功率-温度关系进行了测试。结果表明:热板具有较好的高温稳定性,1.5 W加热功率可使板上平均温度达到630℃。将桥式微热板作为阵列传感器的加热平台,Pd掺杂原子数百分比为0.2%和10%的SnO2纳米材料分别作为阵列中两只传感器的敏感膜材料,设计并制作了阵列式气体传感器。传感器在恒电压加热方式下可实现CO或CH4单一模式气体检测;阵列传感器在高、低温脉冲电压加热模式下可实现对CO和CH4两种混合气体的定量检测。关键词：陶瓷微热板;气体阵列传感器;一氧化碳;甲烷;工作温度- 40
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大口径轻量化主镜边缘侧向支撑的优化设计
摘要：对大口径主镜的侧向支撑结构进行了优化,以便最大限度地降低重力作用下的镜面变形。首先,从理论上给出了一种优化主镜边缘侧支撑结构的判据和思路,然后,引入边缘切向剪切侧支撑原理,阐述了这种支撑形式的优化思想和优势。以口径为2060 mm的扇形轻量化主镜作为分析实例,采用16个边缘离散支撑点,优化设计等角间距侧向支撑,并针对轻量化主镜的结构特点和等角间距支撑下支撑力值相差较大的缺点,将等角间距改为不等角间距侧向支撑,分析推导了相应的支撑力公式。结果显示,改进后的支撑形式提高了系统的支撑刚度,镜面变形由原来的1.723 nm降为1.633 nm。所研究的边缘切向剪切支撑方式很大程度上保证了主镜镜面面形,对不同口径的扇形孔轻量化主镜的设计有普适性。关键词：光学设计;大口径主镜;轻量化主镜;侧向支撑;优化设计- 55
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微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制
摘要：为了将微隧穿式陀螺仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1 nm和0.1 nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上,建立了MTG检测模态的线性化模型,并将哥氏加速度和电子隧道1/f噪声分别当作主要的过程噪声和输出噪声,设计了由最优状态估计器和线性二次(LQ)状态调节器组成的LQG控制器。搭建了仿真系统和实际的LQG控制电路并进行动态测试。仿真结果显示,LQG控制在将系统的信噪比提高24 dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-4 nm。实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4 nA,LQG反馈控制系统在动态加速度信号的激励下可维持恒定隧道间隙为1 nm。关键词：隧道检测;陀螺仪;检测模态;线性二次高斯控制- 67
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嵌入式自动聚焦摄像模组控制系统的设计
摘要：针对手机等移动终端设备中的摄像模组,提出了一种嵌入式自动聚焦控制系统。该系统以AD5820作为聚焦电机的驱动IC,以OV5642作为图像传感器,利用68013单片机进行数据处理并控制驱动IC调整镜头的位置,完成准确自动聚焦。系统通过控制音圈电机带动镜头行程变位,获取一系列图像;计算每幅图像清晰度评价值构成清晰度评价曲线;采用梯度函数作为图像清晰度评价标准;并用全程搜索的方式找到图像清晰度最大值时镜头的位置,从而达到聚焦的目的。实验验证显示,系统的聚焦分辨率能达到5~10 μmm,响应速度小于70 ms。自动聚焦实物拍摄图像清晰,能够很好地满足摄像模组自动聚焦的需求。关键词：驱动IC;图像传感器;摄像模组;自动聚焦;清晰度- 65
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反射镜无热装配中胶层厚度的计算及控制
摘要：为了实现空间遥感器反射镜无热装配,对反射镜粘接镶嵌件时胶层厚度的计算及控制胶粘厚度的方法进行了研究。首先介绍了工程中常用的计算反射镜无热装配胶层厚度的方法及胶层厚度控制工艺,主要描述了工装保证法、精密测量法和工装测量结合法,给出了各种方法的优缺点及局限性。针对目前胶粘工艺控制胶层厚度存在的问题,提出采用具有不同直径规格的空心玻璃微珠来控制胶层厚度的方法。拉伸试验验证了添加了空心玻璃微珠的光学环氧胶比纯光学环氧胶的力学性能提升了20%;利用平面反射镜粘接镶嵌件的试验表明,依靠填充空心玻璃微珠保证胶层厚度的胶粘工艺方法能够保持反射镜面形值,同时证明了胶层计算方法可以应用于空心玻璃珠的直径选择。提出的胶层厚度计算方法及玻璃微珠胶粘工艺可以实现反射镜无热装配,目前已应用于某在研项目。关键词：反射镜;无热装配;胶层计算;胶粘工艺;空心玻璃微珠- 64
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发布时间：2020-08-12 -
多方向金属光栅偏振器及在偏振导航中的应用
摘要：在同一聚碳酸酯基底上制作了6个不同方向的双层金属光栅偏振器,用于消除分立器件带来的安装误差。将该偏振器应用于偏振导航传感器上并进行了测角精度测试,基于神经网络法研究了角度测量的误差补偿方法。首先,基于严格耦合波理论设计了一种亚波长双层金属光栅偏振器,分析了它的周期和金属厚度对偏振器性能的影响,其在510 nm波长入射时TM偏振光透射率高于71%,消光比大于2 100。应用纳米压印技术在聚碳酸酯基底上加工制作了设计的偏振器,其基底上设有6块结构参数相同但朝向不同的双层金属光栅结构。将此偏振器安装在偏振导航传感器上并在测试平台上测试了测角精度,测试的原始误差在±1°以内;经BP神经网络法误差补偿后,测角误差在±0.2°以内。得到的结果可较好地满足偏振导航的要求。关键词：光栅偏振器;偏振导航;严格耦合波分析;纳米压印;BP神经网络- 44
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基于AIBN材料的微流体驱动用微型正压源
摘要：针对本课题组早些时候研制的用于微量组织液透皮抽取的微流控芯片,研究了一种基于偶氮双异丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)热分解产生气体的微型正压源,用于为微流控芯片中微量组织液的收集和输运提供驱动力。将AIBN固定到微型加热器上,微型加热器加热AIBN至70℃即可产生一定的正压力。实验结果表明,设计的微型正压源压力可控、易于制造、体积小,8.7 mg的AIBN在900 mA加热电流下可产生182 kPa的压力,满足对微流控芯片中组织液透皮抽取所需的驱动力。关键词：微流控芯片;微流体驱动;微型正压源;偶氮双异丁腈(AIBN);微型加热器- 65
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驱动电压波形修圆对微流体脉冲惯性力和驱动效果的影响
摘要：介绍了微流体脉冲驱动-控制技术,分析了微流体脉冲驱动-控制过程,指出在这一过程中影响微流体流动的主要因素是微流道固壁加速度和流体内部的黏性力。采用"椭圆修圆法"对方波驱动电压进行修圆,针对修圆点的位置决定微流体的驱动方向,获得了不同修圆位置和修圆系数的驱动电压修圆波形。通过实验探索了波形修圆对微流道固壁运动加速度、微流体脉冲惯性力和流体驱动效果的影响规律并进行了机理分析。所得流体体积流量可在0~15.4 pl/min连续变化,远小于现有的微流体驱动技术。本文的研究成果可为微流体脉冲驱动-控制技术在微流体系统中的进一步应用提供参考。关键词：微流体系统;微流体驱动与控制;压电驱动器;椭圆修圆法- 52
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微纳技术与精密机械
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解决大幅面CCD相机三色分离的方法
摘要：针对大幅面彩色电荷耦合器件(CCD)相机三通道色彩彼此分离的问题,深入研究了CCD的内部结构,分析了多线阵彩色CCD三色分离的原因,提出了一种将三通道数据分开缓存的修正方法,并制作了国内第一台高速多线阵CCD大幅面扫描仪。该修正方法根据多线阵彩色CCD内部工艺结构,将三通道数据在硬件上进行分开缓存、重组,实现真实色彩的还原。理论分析与实际应用效果表明:经过处理后的图像R、G、B三色分离现象得到极大改善,在1 200 DPI的分辨率下,三通道色彩未见分离。制作的大幅面扫描仪在600 DPI的分辨率下,扫描速度可达5.08 cm/s,扫描处理一张A0的图纸只需30 s的时间,图像拼接处像素误差在±2以内。关键词：三线阵CCD相机;彩色CCD;大幅面扫描仪;三色分离- 52
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预测扫描提前跳转的电子稳像方法
摘要：提出一种基于传感器电子稳像技术的扫描稳像方法——预测扫描提前跳转法,用以处理电子稳像过程中摄像系统的扫描运动问题。首先,利用传感器敏感摄像系统运动,实现对图像序列帧间偏移量的估计,并根据估计偏移量预测图像序列是否存在扫描运动;然后,对存在扫描运动的图像将参考帧提前跳转到扫描后位置,再运用稳像算法进行处理。该方法通过提前跳转参考帧将扫描模式下的稳像过程简化为不存在扫描运动的稳像过程,简化了扫描稳像的数学模型,降低了算法复杂度,同时通过跳转步长的设置和缓存参考帧技术进一步提高了算法的准确度和可靠性。实验结果表明,该方法可在输出稳定图像的同时正确显示视频序列的扫描运动。关键词：陀螺;传感器电子稳像;主动扫描;被动扫描- 54
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基于全相位谱分析的傅里叶望远镜外场实验数据处理
摘要：为了提高傅里叶望远镜(FT)的成像质量,实现对运动目标的高分辨率成像,研究了能抑制由声光移频器移频误差、光学器件偏差及信号采样截断等产生的频谱泄漏且能实时计算信号频率的数据处理方法。首先,采用全相位预处理技术对外场静态目标的采样信号进行处理;通过搜索算法得到每束干涉光的整点频率最大值。然后,基于apFFT谱分析时移相位差校正法计算每束干涉光的真实频率。最后,对非整点频率解调,采用5点最小二乘拟合方法,得到目标的傅里叶分量信息。实验结果表明:与传统方法相比,本文提出的数据处理方法得到的重构图像的斯托里尔比(Strehl)相应提高了3%。另外,本文方法对频谱泄漏的抑制能力更强;对静态目标实验数据进行处理后,重构图像质量有一定的提升;该方法也为运动目标的成像数据处理提供了参考。关键词：傅里叶望远镜;全相位谱分析;频率校正;图像重构;数据处理- 59
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压缩传感用于极弱光计数成像
摘要：为解决灵敏度达到单光子水平的面阵探测器件其单位像素上灵敏度有限和测量数多等问题,研制了具有极高灵敏度的成像系统来实现欠采样的极弱光成像探测。该成像系统基于光子计数成像技术和压缩感知理论,利用数字微镜器件(DMD)完成随机空间光调制,通过单光子点探测器收集光子,以计数形式记录下光强值。然后,利用算法重建出极弱光照明下的图像。文中设计了相关实验,研究了测量数、光强极弱程度和测量时间对成像质量的影响。最后,引入了图像质量评价标准和系统信噪比,分析对比了实验数据。结果表明,当测量数高于信号总维度的19.5%时,系统能完美成像,信噪比可低至2.843 8 dB,DMD单位像素上的平均光子数可低于1.106 count/s,成像的关键在于信号的波动大于噪声的波动。该成像系统基本满足了极弱光成像探测在光强、灵敏度和采样数等方面的要求。关键词：光子计数成像;压缩传感;极弱光;成像系统;雪崩二极管- 55
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视觉测量中可纠错的编码点识别及提取
摘要：针对视觉测量中经常发生椭圆点检测错误,影响三维场景的匹配,甚至影响三维重建的问题,设计了一种可纠错的编码点方案。将信息论中的信道可纠错编码方法用于编码点的设计,基于线性分组码将编码分为信息元和校验元,从而设计了生成矩阵和校验矩阵。在检测出错误时利用伴随式矩阵进行纠错,最后进行解码实现三维匹配。分析了编码点的解算及提取,从而大大提高了编码点的抗噪性。该方法不仅具有高的抗噪性能,同时可进一步拓展空间并且具有较好的实用价值。实验表明:文中设计的编码点方案完全可行,具有易于识别、可自行纠错的优点,在发生1位编码点错误的情况下可以实现100%纠错。关键词：视觉测量;编码点;纠错编码;编码点提取;编码点识别- 49
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稳定运动物体视频的特征方法
摘要：将背景特征块配对和直方图聚类运动矢量滤波相结合,提出了一种稳定运动物体视频的方法。用得到的全局运动参量补偿摄像机的帧间运动,运用帧差法分割出前景块和背景块,把参考帧背景上的特征块与当前帧上的特征块配对估计下一轮的帧间运动。用一块对多块的匹配策略,把参考块和以参考块为中心的搜索窗内的当前帧上的最佳匹配块配对, 建立稀疏运动矢量场。然后,运用直方图聚类方法滤除矢量场中未分离出的前景块矢量和误匹配矢量。最后,用多个包含运动物体的实际视频序列对提出方法进行测试,并与其它先进稳像算法和技术仿真比较。结果表明:提出方法的全局平均帧间变换保真度可达31.05 dB,接近或优于上述先进算法和技术。提出的方法对包含运动物体的视频具有较强的鲁棒性, 可以去除帧间高频抖动并有效改善视频质量。关键词：电子稳像;视频稳像;全局运动估计;运动矢量;特征块匹配;运动检测- 63
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发布时间：2020-08-12 -
自适应卡尔曼滤波在无刷直流电机系统辨识中的应用
摘要：为了有效抑制量测噪声特性变化对系统辨识精度的影响以获得准确的无刷直流电机模型,提出了一种采用自适应卡尔曼滤波算法的无刷直流电机系统辨识方法。通过计算新息理论方差的极大似然最优估计,并将其引入卡尔曼滤波算法中修正滤波增益来抑制量测噪声特性变化对辨识结果的影响,使该滤波算法实现对模型参数的准确估计,提高辨识精度。实验结果表明,在量测噪声特性变化的情况下,该算法能够准确跟踪实际量测噪声特性的变化,参数估计平滑,相对于目前系统辨识广泛采用的带有遗忘因子的递推最小二乘算法,输出误差的均方根值减小了73.5%。该算法简单易行,计算量小,辨识结果可以很好地描述系统行为,便于在工程实践中应用。关键词：无刷直流电机;系统辨识;参数估计;自适应卡尔曼滤波- 66
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发布时间：2020-08-12 -
基于Otsu准则和直线截距直方图的阈值分割
摘要：对二维Otsu法中类间离散度测度进行了分析,发现按该算法对被噪声污染图像的二维直方图进行划分时,所得两类的类内均值点容易远离主对角线,因而抗噪声能力不足。针对以上情况,本文提出了一种新算法,该算法基于二维直方图中直线阈值分割的思想,利用像素点的二维信息直接建立阈值直线的截距直方图;然后应用Otsu准则对该一维直方图求解最佳截距阈值,并应用该阈值和二维信息完成图像分割。对提出的算法与传统二维Otsu法进行了比较和分析,结果表明:提出的算法可以有效避免传统算法在抗噪方面的缺陷,当实验图像的噪声方差大于0.003且逐渐增加时,提出的算法抗噪表现稳健;另外,提出的算法计算阈值的速度比基于二维Otsu法的直分法和直线阈值法快2个数量级以上,占用内存空间更少。因而提出的算法是一种抗噪稳健且快速有效的阈值分割算法,更适于实时应用。关键词：图像分割;Otsu准则;阈值选取;直线截距直方图- 64
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发布时间：2020-08-12 -
全球陆地光学遥感影像获取技术与应用
摘要：介绍了2010年开始利用环境减灾A、B星CCD传感器获取全球陆地光学遥感影像的工作,用于研究全球地表覆盖和土地利用情况。环境减灾A、B星是我国第一个以组网方式运行的具有48 h重访周期、30 m中高分辨率的光学星座。利用卫星获取全球陆地光学遥感影像时不仅综合考虑了地面光照条件、云量、季节、地物特性等因素,同时考虑了卫星观测能力、地面接收能力、全球陆地分布特点、全球云量分布等多种因素。通过一年多的时间,获取了全球陆地面积85%以上的平均云量小于20%的有效光学影像数据,获得的数据是我国首个中高分辨率全球覆盖的遥感光学影像集,已成为我国开展全球环境变化研究最重要的中高分辨率光学影像数据源。文中总结了A、B星全球陆地光学遥感影像获取计划的思路与实际应用效果,可为后续光学星的规划及有效载荷的设计提供有益的参考。关键词：环境减灾卫星;电荷耦合器件(CCD);遥感图像;全球影像- 50
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发布时间：2020-08-12
信息科学
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