弹道相机图像分析系统与普通扫描仪精确标定

研制该系统的目的是对弹道干板进行数字化、高精度、高自动化的判读,代替传统上低效率的人工判读方法。该系统使用普通平板扫描仪将弹道相机拍摄到的干板图像进行数字化并对扫描图像进行高精度的标定和修正,再利用数字图像处理技术对于板图像进行分析判读。着重叙述了用分布于待测图像四周的标准正交网络对包括待测图像在内的全场进行标定和修正的方法及实验结果。经过本方法标定和修正后,扫描图像几何标准偏差在2～3μm以内。该判读系统及所用到的扫描仪标定方法,实现了弹道干板的数字化、自动化的高精度判读,使普通扫描仪可用于精度要求极高的工程测量。     

基于图像频谱的定焦分析

相机焦面定位精度决定了相机的成像质量,对其测试方法须作专门研究。介绍了一种基于图像频谱的定焦测试方法,最少仅利用同一目标的两个离焦图像,即可推算出相机成像面的离焦量。算法基于相机对任意目标所拍摄的离焦图像,并且在相机镜头装调质量达到设计要求的情况下,对成像目标无要求。利用两幅图像的相似性,通过数值分析的手段,避免了对图像频谱的直接分解,具有所得结果有可靠、稳定、精度高、易操作的特点。     

一种新型的光测设备——弹道相机

由中国科学院四川大邑光电所研制,五机部金光仪器厂生产的DX——190弹道相机于去年年底装出了第一台样机,今年投入了小批量生产。这种仪器设备主要用于常规兵器和尖端武器的弹道测试和测量,是我国尖端靶场和常规靶场的重要光测设备之一。它能按预先编拟的拍摄程序,将炮弹、火箭、导弹、人造卫星等空中飞行目标以及星体背景拍摄下来,通过底板判读座标,根据底板和定向角参数精确计算出发光飞行目标的空间飞行轨迹,还可完成     

高分辨率可见光相机作用距离的估算

根据光电系统点目标探测概率、虚警概率公式,从信号和噪声的统计特性出发,推导了可见光相机对点源目标的作用距离公式.并综合考虑人眼的目标发现能力、目标的亮度对比度、观察等级和探测概率的要求,计算出面源目标的作用距离.为了便于计算,编制了相应的软件,并以高分辨率可见光相机为例,通过计算实现了对高分辨率可见光相机点源、面源目标的作用距离的估算.     

新型高速视频图像记录判读系统

介绍了新型高速视频图像记录判读系统的特点、组成和功能,并采用了一种改进的自动判读方法.该系统利用集成在高速CMOS摄像机上的存储器记录数字视频序列图像,并利用高速接口下载到计算机移动硬盘或可读写光盘上,以供事后使用判读软件对记录的图像进行分析处理.运用数学形态学图像处理方法滤除二值图像的噪声,较好地实现了清晰提取目标边界的目的.针对自动判读与半自动判读的不同要求,采用不同的细分技术.在现有分辨率的情况下,达到对目标边缘亚像元级定位的目的,显著提高测量准确度.对其他类似系统的研制有一定的借鉴作用.     

嫦娥三号极紫外相机几何定位方法及其应用

针对嫦娥三号极紫外相机影像由于缺少控制点约束而无法沿用地球遥感影像几何定位方法的现状,研究了极紫外相机的工作原理、涉及的坐标系统及其转换关系,提出了一种基于星上遥测参数和严格坐标转换关系的几何定位方法,进行了影像数据几何定位及定位精度分析.研究结果表明,该方法能够解算影像拍摄时刻极紫外相机光轴在太阳磁层坐标系中的指向,以及着陆器在该坐标系中的位置,精确定位影像中地球质心的位置,校正相机光轴指向在原始影像中对应的位置,确保极紫外相机探测数据的科学应用价值,实现嫦娥三号空间环境探测的科学目标.     

狭缝式高速摄影机MTF测试

本文把狭缝式豉轮高速相机成像看成两个线性系统串联而成：一个是摄影物镜到狭缝;另一个是狭缝后的目标物到感光胶片。动态拍摄时MTF用相乘律法测进行计算。讨论狭缝相机的物镜MTF测试进行讨论。对动态拍摄时的不同△u值提出了修正数据。     

一种基于USAN原则的昼夜星体检测方法

针对白天测星的强噪声背景下弱小星点目标的特点,提出了基于USAN原则的检测方法,及邻域聚类法和星光成像原理相结合的虚警目标点的剔除方法.试验证明图像处理检测时间在40 ms以内,满足系统实时性要求.当SNR大于3.5时,成功提取概率大于99%.该算法提高了系统白天测星的能力.     

一种基于POS系统的航空相机目标定位方法

为实现对拍摄区域目标准确与快速的定位,提出一种针对仅依靠宽幅面阵航空相机进行无源目标定位的定位算法.利用与相机刚性连接的定位定向系统测量相机曝光时刻的位置与姿态信息,恢复摄影光束的空间位置.选取适当的物方坐标系,通过坐标变换建立共线方程,利用单幅相片辅以地面高程信息求解目标的大地坐标信息.分别采用全微分法与蒙特卡洛法建立误差模型并进行仿真计算.采用某相机挂飞数据验证算法的有效性,在飞行高度为5 000m时,定位精度可以达到30m以内,精度指标满足工程需要.     

惯量椭圆法在单站光测目标三维姿态测量中的应用

对于从单站获得的目标图像进行轨迹及姿态的精确判读的问题,提出了一种新方法,即通过对图像中分割出来的目标图像,计算其惯量椭圆,并根据该惯量椭圆推算出目标的空间姿态角.这种方法充分利用了单站获得的二维目标图像的几何信息,并对目标图形的细节程度要求不高,适用于各种轴对称目标.在用vc++实现了该方法后对几组试验图片进行了判读,并对实验结果做了对比分析后表明：方法准确度较高,结果稳定.     

用数码照相法研究落球法测量液体的粘滞系数实验

本文用数码照相法研究落球法测量液体的粘滞系数实验,用截图软件对照片进行下落距离的测量．分析了数码相机作为时间测量仪器的使用,以及实验结果所能达到的测量精度．     

采用针孔照相法测量炮弹飞行姿态

测量炮弹的飞行姿态,特别是距炮口200米内的飞行姿态,是外弹道实验最重要的内容之一,因为飞行姿态与飞行稳定性及射击密集度的研究密切相关。当前,测量飞行姿态的方法有攻角纸靶、弹道靶道及高速摄影等。攻角纸靶简单、经济,但它对弹丸的运动有干扰,精度较低;弹道靶道能得到精确的飞行姿态数据,但必须建立一系列火花闪光照相站,耗费巨大;弹道同步照相及高速分幅照相也可测量姿态,但因精度较低,化费大,实际上没有得到广泛应用。 用在弹头上安装针孔照相机的方法,并借助一个频闪平行光源,能够直接记录攻角——时间变化曲线。此法比较简单、经济、精确,其缺点是需要回收射击的炮弹。     

高压热气流与整装式液体工质相互作用的实验研究

为了探索整装式液体发射药燃烧稳定性的控制方法,本文设计了多级渐扩型圆柱观察室,采用高速录像系统,开展了含能气体射流在液体模拟工质中扩展形态的实验研究.实验结果表明,渐扩型结构尺寸、喷气压力、喷孔直径对泰勒空腔的扩展形态以及气液间的湍流掺混强度有显著影响,通过这些参数的合理匹配,可以在一定程度上实现对射流发展过程的控制.     

冲击法测量磁感应强度实验的数字化解决方案

介绍了冲击法测量磁感应强度实验的基本原理,利用当今成熟的V／F变换技术和单片机技术,实现了对电压积分的测量,解决了冲击法测量磁感应强度实验的数字化问题．     

A TRANSPLANTABLE COMPENSATION SCHEME FOR THE EFFECT OF THE RADIANCE FROM THE INTERIOR OF A CAMERA ON THE ACCURACY OF TEMPERATURE MEASUREMENT

Radiance coming from the interior of an uncooled infrared camera has a significant effect on the measured value of the temperature of the object. This paper presents a three-phase compensation scheme for coping with this effect. The first phase acquires the calibration data and forms the calibration function by least square fitting. Likewise, the second phase obtains the compensation data and builds the compensation function by fitting. With the aid of these functions, the third phase determines the temperature of the object in concern from any given ambient temperature. It is known that acquiring the compensation data of a camera is very time-consuming. For the purpose of getting the compensation data at a reasonable time cost, we propose a transplantable scheme. The idea of this scheme is to calculate the ratio between the central pixel’s responsivity of the child camera to the radiance from the interior and that of the mother camera, followed by determining the compensation data of the child camera using this ratio and the compensation data of the mother camera Experimental results show that either of the child camera and the mother camera can measure the temperature of the object with an error of no more than 2°C.     

视频判读系统分析

本文就光电测量提出了以CCD进行视频捕获,将获得的视频图象通过采集卡滤波、A/D转换为数字图象,存储在计算机内存中,根据具体要求选择相应的算法,由计算机对其进行分析处理.     

冲击电流计电量常数与回路电阻关系的研究

推导了冲击电流计电量常数与同路电阻的关系,用实验方法测量和描绘了二的关系曲线,并用最小二乘法拟合得到了电量常数与回路电阻关系的经验公式。     

The reciprocal lattice construction from axial coordinates of diffraction spots on Weissenberg photographs

An alternative method for constructing of the reciprocal lattice planes from Weissenberg photograph is presented. The radial coordinates of the diffraction spots necessary for the reciprocal lattice plane construction in current method are not introduced into this procedure. The method takes advantage of the coupling of the rotational and translatory motion of the Weissenberg camera. Both the magnitudes and the mutual orientations of the reciprocal lattice vectors can be then determined solely from the measured axial coordinates of the diffraction spots on the Weissenberg photographs. The knowledge of the camera radius as well as the non-uniformity of the radial adhesion of the film to the camera are thus fairly eliminated. The method was successfully applied to the interpretation of Weissenberg photographs of small fragments of lunar olivines from the Sea of Fertility (Luna 16 sample).     

气体触发开关击穿过程的光学测量实验研究

文章首先介绍了气体触发开关的三电极结构, HSFC-PRO超高速相机的主要性能参数和使用HSFC-PRO超高速相机进行气体触发开关的击穿过程的光学测量实验的实验设计, 并利用ANSYS软件对触发开关三电极导通过程进行静电场模拟. 初步实验结果表明, 气体触发开关击穿过程可分为两个阶段, 即触发极与正电极击穿后再与负电极击穿, 实验结果与静电场模拟结论一致. 该气体触发开关在24ns时正负电极已完全击穿导通, 击穿过程迅速, 并且击穿导通过程在10.5μs以上, 0至4.5μs时间内正负电极之间放电火花依次明显增强, 而6至10.5μs内放电火花依次减弱, 到10.5μs时放电火花最弱, 气体触发开关击穿导通过程基本结束. 实验证明, 超高速相机是研究开关快速击穿放电导通过程的有效手段, 本实验为进一步研究高压开关击穿导通过程并提高开关耐压性能提供了参考.     

直径对脉冲爆震发动机性能的影响

本文通过实验研究了脉冲爆震发动机的直径对其性能的影响．实验结果表明；当爆震室的直径增大时，爆震波压力波形相似，平均峰值压力比较接近，且比冲基本保持不变，而推力则随爆震室直径的增大而增大。实验曲线表明爆震室内的流动具有自相似性，从而为建立尺寸律提供了实验依据．本文中比冲和平均推力是利用摆动原理测量的，并与由作用在推力壁上的压力计算得出的比冲和平均推力的理论值和实验值进行了比较，结果基本吻合，说明该测量方法可行．