无人机光电载荷图像处理器的设计

介绍了无人机载设备的技术特点及机载小型图像处理器的组成。采用TI公司的数字信号处理器芯片为核心处理器,配合现场可编程逻辑器件(FPGA)与外部管理微控制单元(MCU)来实现目标数据的采集与处理,设计了适用于无人机光电载荷的超小型图像处理器系统。针对机载设备的特点,设计时充分考虑了体积、重量、功耗等要求。该系统已应用于多台套机载光电载荷中,工作稳定可靠,满足无人侦察机对捕捉和定位目标的要求。     

基于NiosⅡ的非制冷红外图像处理系统研究

设计一个非制冷红外图像处理系统，该系统放弃了目前普遍应用的数字信号处理器（DSP）＋现场可编程门阵列（FPGA）的系统构架，采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器的系统构架，实现了系统的小型化。提出一种基于流水线结构的信号处理方法，并利用NiosⅡ嵌入式处理器软硬件开发工具，实现了在该系统上对非制冷红外焦平面阵列非均匀性进行校正和盲元补偿的实时处理，降低了系统的工作频率。实验结果表明：该系统能够对非制冷红外图像进行实时处理，工作性能稳定，处理效果良好。     

军用飞机光电平台的研发趋势与技术剖析

以高分辨力和抗电子干扰为突出特点的光电平台已成为近代军用飞机的必备装备与显著标志。本文根据近年来国外公开发表的资料,围绕２１世纪服役的无人机光电载荷,有人固定翼飞机、有人旋翼飞机的光电吊舱和多传感器平 台,尤其是配置在新一代联合攻击机Ｆ３５、“同温层堡垒”低空突防轰炸机Ｂ-５２Ｈ、“枪骑兵”战略轰炸机Ｂ-１Ｂ、“扑食者” 无人侦察／攻击机ＲＱ-１Ａ／Ｂ等当今活跃在局部战争中的军用飞机上的光电装备,分析了近代军用飞机光电系统的主要优点,指出了相关光电技术与设备的瓶颈与不足,论述了机载军用光电平台的发展趋势,探讨了当前急需解决的若干技术难点,期望以此为我国军用飞机光电平台的快速发展,以及早日赶上发达国家的相应水平尽献微力.     

高分辨率多光谱数字相机电子学系统的设计

设计了一种基于多光谱技术的机载数字相机电子学系统。它包括时序产生单元、信号处理单元、信号控制单元、数据输出接口单元和数据采集存储单元等几部分。系统具有调光和行频调节功能,用以满足在不同能量状态和不同飞行高度下的成像质量。考虑到机载设备的特殊要求,对其进行了轻量化设计和机载稳定平台设计。它具有实时高速存储和实时采集数据的功能。结果表明,机载数字相机电子学系统的各种功能完全满足设计要求,为实现高分辨率探测提供了保证。     

机载光电稳瞄平台减振技术研究北大核心CSCD

机载光电稳瞄平台受飞机作战环境的干扰因素,会引起设备环架的振动,对光电平台载荷视轴的稳定性及跟踪精度影响很大,减振的主要任务是有效隔离环境振动。与传统橡胶减振器比较,文章提出了一种新型机载光电稳瞄平台的柔性减振设计。并通过ANSYS仿真软件对新的减振模型进行了模态仿真分析,通过振动试验对设计的性能进行了有效评估,测试结果与仿真评估误差为0.56%,说明该设计对机载光电稳瞄平台具有减振性。     

机载光电跟踪系统的电子稳像算法研究

为了解决机载光电跟踪系统高准确度陀螺平台成本高、难度大的问题，在深入分析视轴晃动与图像关系的基础上，利用机载平台的特点，确定了图像运动矢量的关系，忽略了次要因素，进一步简化了运算，提高了算法的准确度．将此算法应用于某歼击机的图像进行稳定试验，结果表明：该算法具有快速、稳定等优点，能够实现实时准确地稳定歼击机图像序列．     

一种改进型的高解析喷码机控制系统的设计与实现

设计了一种以ARM9处理器和Windows CE操作系统为核心的改进型高解析喷码机控制系统。硬件上,采用绝对式光电编码器检测待喷物体的移动速度,提高检测精度;同时增加了喷头喷印速度的自动调节功能;摄像头模块实现了实时监控喷码机工作情况的目的。软件上,以S3C2440处理器的BSP包为基础,进行源代码的移植开发工作,应用到喷码机平台。硬件电路的设计完善了整个喷码机系统,软件程序的设计维护了喷码机系统的正常运行。实验测试结果证明,此系统满足高性能的要求,完成设计目标。     

海军光电装备的未来发展方向

光电系统可以工作在所有的环境下，当装在无人机或无人舰船上时，光电传感器也能通过适当布置完成多传感器的数据融合，这将极大地提高目标位置测量精度。在不远的将来，无人舰船将装备先进的光电负载，工作在网络中心战（NCW）的框架下，灵活地适应指挥员的任务调遣。这些平台将工作在高威胁地区，识别目标并保持对通过高密度交通区运动目标的跟踪。海军通过改善他们与光电传感器、雷达和其它传感器的连通性，并考虑获取建制机载光电系统以进行闭环决战武器控制。如果能将多个传感器的数据进行融合，就可利用它们的多维特征很容易地探测难以发现的目标。     

基于CLIPS的机载光电跟踪设备故障诊断专家系统研究

针对机载光电跟踪设备传感器种类多、单元部件结构复杂和急需快速故障定位的要求,设计了机载光电跟踪设备故障诊断专家系统。通过建立跟踪系统故障树并分析其故障特点,确定了模糊多值产生式规则的知识表示方式和冲突消解策略,构建了专家系统知识库和推理机;同时结合数据库建立的故障表和规则表,实现专家系统解释器功能;最后将CLIPS嵌入VC设计友好人机交互界面。实验表明,该专家系统操作方便,能快速准确定位故障、解释故障成因以及提供维修建议。     

Research on atmospheric refraction correction of airborne electro-optical system target location北大核心CSCD

目标定位精度是评判机载光电系统性能的一项重要指标。对于高空机载光电系统,目标定位精度除受传感器、测距仪、载荷平台稳定精度、飞行平台稳定精度和位置精度等综合因素影响外,还受大气折射的影响,对于高空机载光电系统远距离对地观测,大气折射对目标定位的影响尤为严重。该文从大气折射对目标定位的影响机理出发,给出大气模型,分析大气折射的影响因素,并基于介于圆球体和参考旋转椭球体之间的地球模型给出了大气折射误差模型;基于该文提出的近似参考旋转椭球体地球模型,仿真分析了大气折射对目标定位的影响结果。分析结果对于机载光电系统远距离目标定位大气折射修正具有重要指导意义。     

星载光电捕获跟踪瞄准控制技术分析

本文以天基监视为研究背景,主要围绕星载光电捕获跟踪瞄准(ATP)控制技术展开研究,针对卫星调姿变轨和跟踪架转动的多自由度配合控制过程,依次对天基监视物理模型、星载光电ATP控制系统方案和电视跟踪精度进行了分析。通过分析,不仅对这种多阶段多任务多模式切换的ATP控制有了较为清晰的理解,而且对其中所涉及的关键技术获得了较为全面的认识,对星载光电ATP控制系统设计有一定的指导意义。     

航母中线电视监视系统的设计

研究设计了航母中线电视监视系统。依据照度、对比度及分辨率要求提出了一套基于电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）的光电成像系统。分析了航母中线电视监视系统的舰载稳定平台的精度要求,并探讨了该系统可采用的图像处理算法。分析表明：采用主流的AndorIxonEMCCD并配合口径为40mm的光学系统可满足照度、对比度和分辨率的要求;采用Petzval形式初步设计的F／2光学系统,其光学传递函数接近衍射极限;而现有舰载稳定平台技术可以满足指向稳定的需要。最后,分析了形心算法、边缘算子算法在获取着舰机位置和姿态角的应用。该系统具有全天候工作能力,适用于航空母舰的着舰引导。     

高速多光谱 TDI CCD 成像电路系统

为实现多光谱TDI CCD的高速高信噪比成像,利用可空间应用的多光谱TDI CCD传感器研制出了高性能成像电路系统。该系统以现场可编程门阵列（ FPGA）为核心逻辑单元,带有RS422外围通信控制接口,并采用CAMERALINK接口输出图像数据。系统具有动态推扫成像的能力,可同时输出全色和彩色两种模式的图像数据。利用灰度条纹的靶标对传感器的3个多光谱（ R、G、B）感光区标定白平衡,利用彩色条纹的靶标对系统进行成像测试,在驱动频率为15 MHz的情况下,系统单片CCD输出的图像数据率达到1.2 Gbps。试验结果表明,获取全色图像的信噪比达到了53.56 dB,各多光谱图像的信噪比较高的也在40 dB以上,满足空间对地高分辨多光谱遥感成像的技术指标要求,对高速空间多光谱遥感相机的研制具有借鉴意义。     

国外先进航空光电载荷的进展与关键技术分析

介绍了近年来国外航空光电载荷的研究进展。综述了可见光、红外探测器的发展现状,分析了多频谱瞄准系统(MTS-A/B)吊舱、电光目标瞄准系统(EOTS)、DB-110第三代传感器等3种典型先进光电设备的性能,给出了它们的工作参数,并对上述设备所体现的共形光学、光谱成像、稳定与像移补偿、图像处理等技术做了详细阐述。同时,就其需要解决的关键技术做了进一步的分析和探讨。     

RS码仿真与基于RiBM算法的硬件实现

分析了里德-所罗门码（RS码）的误码率性能,提出了一种基于RiBM算法的RS（15,9）译码器。该译码器采用流水线结构,通过RiBM算法求解关键方程,在此基础上将高斯加性白噪声（AWGN）引入光纤模拟大气激光通信系统,并在现场可编程门阵列（FPGA）平台上完成了测试。测试结果表明：提出的译码器译码速率达到1.11 Gbit/s,为Altera IP核的3.54倍。RiBM算法具有硬件复杂度低、关键路径延时短的优点,能满足系统译码的要求。     

基于IR-SFS算法空间目标红外影像3D重建

在利用单幅影像的明暗恢复形状（Shape From Shading,SFS）三维重构算法的基础上,提出同时考虑外界辐射源和目标自身红外辐射的IR-SFS（infrared-SFS）算法。首先通过分析SFS算法原理和空间目标的红外成像特性,建立IR-SFS辐射方程并进行了仿真研究,然后利用温度场估计获得红外差值图,在人工合成的理想半球体、半圆柱体卫星红外影像上进行算法测试,并以美国STS107真实红外影像作为实验目标进行三维重建。实验结果表明,所提出IR-SFS算法经过参数优化后,与原SFS算法相比,重建模型的峰值信噪比更高,对STS107顶部舱门、尾翼、机舱、机舱内方形部件具有更佳显示度,整体效果得到明显改善。     

L波段双频磁绝缘线振荡器的实验研究

根据角向分区产生双频率高功率微波（HPM）的设计思路,开展了基于谐振腔深度角向分区模型的L波段双频磁绝缘线振荡器（BFMILO）的实验研究,建立了BFMILO的实验系统和测量系统,热测了BFMILO的辐射方向图,通过辐射场功率密度积分得到了输出微波的功率.在电子束电压约为420kV,管电流约为34kA的条件下,L波段BFMILO输出的微波频率分别为1.26GHz和1.45GHz,对应的微波功率分别为398MW和222MW.并初步得到了谐振腔深度的角向分区比例不同的BFMILO的初步实验结果.实验研究得到了 关键词： 角向分区 磁绝缘线振荡器（MILO） 双频MILO（BFMILO） 高功率微波（HPM）     

基于SOI非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器

设计和分析了一种基于SOI（绝缘体上的硅）脊型波导非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器。对于10 GHz的微波信号,设定非对称两臂的长度差为3 983μm时,其相应的时间延迟约为47 ps。分别在两臂上集成了一个热光可调谐可变光衰减器用于光学调谐,当衰减单元的折射率在0～6×10-3变化时,实现了10 GHz微波信号在0～180°的相位调谐。该器件尺寸小、结构紧凑,易于实现片上集成,在光控相控阵雷达中很有应用前景。     

多模跟踪技术在轮式侦察车图像处理器的应用

为解决目标旋转形变、遮挡、光照变化等目标跟踪的难题,对粒子滤波和尺度不变特征变换（SIFT）算法进行了改进,结合两种算法提出了决策主导模式的多模跟踪技术。该技术采用粒子滤波预测目标位置进行粗定位,SIFT特征匹配进行精定位的方法,在解决上述难题上有很好的鲁棒性。将该技术应用于轮式侦察车图像处理器,并进行了各种实验验证,结果证明了提出算法的有效性。