Visualization and analysis of wheel camber angle effect for slope traversability using an in-wheel camera

This paper visualizes and analyzes an effect of a wheel camber angle for the slope traversability in sandy terrain. An in-wheel camera developed in this work captures the wheel-soil contact phenomenon generated beneath the wheel through a transparent section of the wheel surface. The images taken by the camera are then analyzed using the particle image velocimetry. The soil flows with various wheel camber angles are analyzed with regard to the soil failure observed on the slope surface. The analysis reveals that the slope failure and soil accumulation in front of the wheel significantly affect the wheel forces and distributions of the wheel sinkage in the wheel width direction. Further, the side force of the wheel in traversing a slope decreases as the slip ratio increases because the shear stress in the slope downward direction decreases owing to the slope failure.     

基于数码相片和颜色空间转换的滨海土壤盐渍化定量估算

土壤盐渍化是土壤退化的重要原因之一,快速精确地监测土壤盐渍化对农业可持续发展和生态环境保护有积极作用。提出一种基于数码相片的滨海地区表层土壤盐分的定量估算方法,旨在复杂天气状况下快捷方便的获取土壤盐分信息。以江苏盐城沿海地区裸露地表土壤作为研究对象,在晴天和多云天气下全天时采样和拍照获取52个土壤样本和相片。土壤样品通过室内测试获取土壤电导率（EC）,pH值和土壤含水量等参数。利用RStudio软件对土壤相片进行处理,首先从相片中提取RGB三种颜色参数,再通过颜色空间转换关系计算另外5种颜色空间（HIS,CIEXYZ,CIELAB,CIELUV和CIELCH）,每个颜色空间有三个颜色参数,加上RGB颜色空间共有18个颜色参数,其中CIELAB,CIELUV和CIELCH中L参量表示的意义和数值相同,因此6个颜色空间共有16个颜色参数。土壤电导率与颜色参数相关分析结果表明,相片颜色的纯度和亮度与土壤电导率之间的相关系数较高,并达到了极显著水平,相片颜色的色相与土壤电导率之间的相关性较低,且未达到显著水平。随机抽取70%的样本数据并用随机森林方法对土壤盐分含量进行建模,采用留一法（LOOCV）进行交叉验证,再用余下30%的样本数据进行精度检验,重复100次以获取精度最高的模型。最终获取估算土壤盐分的随机森林模型,验证集数据的模型精度达到R2_val=0.75,RMSE_val=3.52,RPD_val=2.02。对颜色参数进行重要性分析发现,颜色纯度对模型的重要性最大,其次是颜色亮度,色相的贡献较小。综上,利用数码相机获取表层土壤相片,通过颜色空间转换得到的颜色参数为有效估算滨海土壤盐分含量提供一个新思路。该研究对近地表参数定量估算提供了新视角,将来结合无人机平台能够为精准农业和滨海生态环境的精准管理提供技术支持和有效手段。     

TDICCD拼接相机的像元响应非均匀性校正方法

为了解决光学TDICCD成像系统在拼接模式下的像元响应非均匀性问题,研究了TDICCD像元校正的原理和实现方法。提出了视频处理器在不同增益、不同偏置和TDICCD在不同积分时间下进行像元校正的方法,设计了在现场可编程门阵列（FPGA）平台下进行了程序实现和验证的方法。实验数据分析表明：成像系统单片TDICCD的非均匀性由4.72%降低到0.27%,恶劣环境下TDICCD成像系统的图像非均匀性可以降低2.55%。该像元级校正算法简单,可靠性高,能够满足星上成像的要求;在不同的增益、偏置和积分时间下能够很好地解决TDICCD成像系统的像元响应非均匀性问题。     

电视摄象机测量误差探讨

本文简述了用电视摄象机进行工业尺寸测量的微分法与拟合法的基本原理,同时详细的讨论了各自所能达到的精度极限。本文用实验验证了理论计算的结果,最后对二维工件测量时,如何根据工件的不同形状与位置以及光学系统的特点,提出了在测量时工件的放置应该注意的问题以及对工件拐角处如何进行处理的方法。     

帧转移型数字相机帧转移模糊的复原

帧转移型面阵CCD相机因其诸多优点而得到了广泛的使用 ,但它也存在帧转移模糊的问题。介绍了CCD相机的几种面阵类型及其各自的一些特点 ,重点介绍了帧转移型面阵器件的工作过程 ,分析了面阵CCD器件帧转移模糊形成的原因 ,并提出了解决帧转移模糊的方法。介绍了用该方法消除帧转移模糊的实例 ,验证了方法的有效性     

用数码相机实现未琅禾费衍射测量细丝直径

介绍利用激光获得丝夫琅禾费衍射图样，并采用数码相机实现计算机辅助非接触自动测量细丝直径的方法，以及将其用于设计性实验的尝试。     

用于软X射线光谱探测的双MCP近贴单幅相机

研制了一种双MCP近贴单幅相机,相机用于软X射线光谱探测.采用开放式无窗结构,利用第一块通道板进行选通, 有效探测面积Φ26mm.相机时间分辨率5ns,静态空间分辨率 25 lp/mm,动态空间分辨率7 lp/mm,控制电路固有延时小于20 ns.主要介绍了该相机的结构、工作原理、快门脉冲发生器电路、应用情况及其性能特点.     

喷气Z-pinch高速扫描摄影技术研究

 叙述了高速摄影在阳加速器喷气Z-pinch实验中测量等离子体向心运动时的应用，用高速变像管扫描相机首次拍摄到阳加速器喷气负载为氖气状态下产生等离子体压缩过程的扫描像，该扫描像的时间分辨本领很高,可以观察到等离子体内爆压缩阶段整个过程，测得了该过程的直径随时间连续变化曲线。     

Stereoscopic video surveillance system for detection of target’s 3D location coordinates and moving trajectories

In this paper, a novel stereoscopic video surveillance system to track a target person and detect its three-dimensional (3D) location coordinates and moving trajectory is implemented by using the pan/tilt-controlled stereo camera system. Stereoscopic video images of a target person are captured with stereo camera system and the target face and its location in the left image plane can be detected by use of YCbCr color model and centroid method. Also the target location in the right image plane can be obtained through correlation between the left face image and the right image by using the binary phase extraction joint transform correlator (BPEJTC) algorithm. With these location data of the target face in the left and right image planes the pan/tilt systems can control the stereo camera to track a target person by positioning the target face at the center of the camera’s FOV and making the focusing points of the right and left camera coincided on the target face. And then, with the resultant pan/tilt angles and geometric parameters of the stereo camera system, the target’s real 3D location coordinates and moving trajectory in the world space can be obtained. From some experiments with 900 frames of stereoscopic video image pairs, it is analyzed that the target’s center location after being tracked is kept to be very low error ratio of 0.62%, 2.04% on the average in the x, y directions of the image plane, respectively. Also, the error ratio between the calculated and measured values of the 3D location coordinates of a target person is found to be very low value of 2.1%, 5.7% on the average in the X and Y directions of the real world space, respectively.     

弹道相机白天工作能力的影响因素分析及提高途径

弹道相机通常是在夜间对飞行目标进行拍摄,在相机类型不改变的情况下要达到白天工作能力具有一定困难,主要障碍是拍摄后,底板上目标与背景的衬比(度)下降,难以达到判读要求.针对这一问题,本文详细叙述了各因素对判读要求的影响,提出了改善相机白天工作能力的可行方法.