静止轨道星载差分吸收光谱仪CCD成像系统设计

静止轨道卫星差分吸收光谱仪采用摆扫成像方式对大气进行探测,针对其工作时CCD成像系统信噪比大于1 000、高速探测模式下探测周期小于10min、高分辨率模式下探测周期小于1h的要求,进行CCD成像系统设计.选取CCD47-20作为探测器,设计成像电路实现光谱图像信号的采集和上传.分析了帧叠加和像元合并对时间、空间分辨率的影响.结合帧转移CCD的特点设计了每个位置最后一帧读出时摆镜转动的成像方式,并合理设置了帧叠加数和像元合并数,达到优化成像周期的目的.1s曝光时间条件下,该CCD成像系统的高速、高分辨率模式探测周期分别为515s和3 315s,图像信噪比均大于1 000,污染物观测实验中未出现失帧或重复的现象.该CCD成像系统方案满足静止轨道星载差分吸收光谱仪的探测需求,为静止轨道环境监测仪器设计提供参考.     

基于昆虫复眼技术的全视场运动目标监测系统

以昆虫复眼的仿生技术为基础,应用线阵CCD图像传感器、CPLD、AVR微处理器及运动目标检测算法实现了一种全视场监测系统,能简单而精确地探测出运动物体的角坐标和角运动速度。不仅对系统的硬件设计和软件设计进行了讨论,而且对应用的算法也进行了的介绍。     

利用CCD光电测量系统测量杨氏弹性模量

提出一种测量微小伸长量的光电测量方法,即利用CCD光电测量系统将单缝衍射的光强分布转换为电信号,经过计算机处理后输出光强分布曲线,从相邻波谷读出衍射条纹间隔,通过软件的简单操作直接输出测量结果.实现了数据采集及运算结果的实时化、半自动化,并克服了传统方法的测量困难和数据处理的复杂计算.利用这一方法测定了钢丝的杨氏弹性模量,与标称值符合得较好.     

动态激光衍射法测量细丝直径

基于夫琅禾费衍射理论和巴比涅互补原理,提出了利用激光衍射对细丝直径进行动态测量的方法.该方法具有测量精度高、速度快、非接触、使用方便且易于微机联接实现自动化测量等优点.     

基于FPGA并行处理的实时图像相关速度计

研究制作了一种采用高速线阵CCD的实时相关速度计,其测量数据的输出速率可达每秒一万次。针对以往光学相关测速方法的问题进行了讨论,探讨了适合FPGA并行处理的算法,制作了高速线阵CCD摄像机及其处理装置。通过实验验证了系统的可行性和可实现性。     

多媒体在二维动量实验中的应用

利用VisualBasic的多媒体功能和CCD摄像头以及气垫桌等组成的实验系统，演示了二维碰撞中的动量守恒．     

基于CCD图像的火灾空间定位方法

大空间中火源的空间位置的定位,一直是火灾自动探测与自动扑救中的难点。研究了一种利用单一CCD摄像头进行火灾自动空间定位的方法。根据计算机视觉原理,利用固定在自动消防水炮末端的CCD摄像头随水炮旋转扫描时的角度、位移变化,将CCD摄像头在不同位置所拍摄的图像中火源图像坐标和火源的空间坐标建立联系,从而实现了火源空间位置的自动定位。     

利用普通视频CCD作为紫外激光和软X射线探测器的研究

 介绍了利用价格便宜的普通视频CCD来获取紫外激光和软X射线图像的方法和应用结果，以代替价格昂贵的紫外CCD、使用不方便的X光胶片或者昂贵的X光CCD，其关键点是：（1）去除CCD相机的自动增益校正；（2）将相机的校正系数γ值设置为1；（3）去除CCD相机前面的保护窗。作为一种简易的装置，可以用于紫外激光测量及激光与等离子体相互作用研究。结果表明，采用改造后的普通视频CCD测量紫外激光光斑，准确可靠，其灵敏度比科学级紫外CCD的低一个量级，它还可以测量软X射线的二维分布，作为X光针孔相机使用非常方便。     

CCD摄像机大视场光学镜头的设计

为提高CCD摄像机的成像质量，同时使镜头结构紧凑、小型化，在大视场光学镜头的设计中，引入标准二次曲面和偶次非球面。根据初级像差理论，分析了非球面的位置、初始结构参数的求解规律。通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化，给出工作波长为0.4～0.7μm、全视场角为80°，相对孔径为1∶1.5的镜头设计实例。该镜头由7块镜片组成，包括一个标准二次曲面和两个8次方非球面；在40lp/mm空间频率处的MTF值超过0.85，全视场畸变小于3％，像质优良     

线阵CCD在双棱镜测光波波长中的应用

CCD是一种以电荷量表示光量的大小,用耦合方式传输电荷量的新型光电传感器件,其基本部分由MOS光敏元列阵和读出移位寄存器组成.具有体积小、重量轻、功耗低、光谱响应范围宽、分辨率高、精度高、稳定性能良好等一系列优点,与计算机配合使用,使得由CCD采集到的大量数据的处理变得非常容易.对测量数据的处理可以经过存储、自动补偿和校正,最后打印输出,现今已在航天、遥感、军事设备、自动控制、雷达、医学、生物、化学、颜色测量等方面得到了广泛的应用[1].我们将其用在实验教学中,取得了很好的效果.