一种新型的高速电影经纬仪

112高速电影经纬仪是一种新型的高速光电跟踪测量系统,可用于快速运动目标的轨迹测量和姿态记录,单台完成定位,并有实时输出的功能。 该设备与传统的电影经纬仪相比,具有明显的特点,它采用双反射镜跟踪的结构方式,减少了运动部分的惯量,并提高同步数据采集处理和记录速率到200次/秒,有利于高速跟踪测量。     

用于高加速度目标的一种新的跟踪系统

随着反弹道导弹的高速发展,其加速度已经能超过150×9.8米/秒²,这就使多种导弹在相当短促而偏斜的区间内利用现有的光学跟踪装置已成为一个问题。为了跟踪这样的超高速导弹,要求跟踪装置的各个轴上的角加速度大于10弧度/秒²,这比近代的电影经纬仪和跟踪架所能达到的角加速度大约高出10倍。     

中等银纬区逆康普顿γ射线强度

使用最近期的EGRET/CGRO γ射线数据,确定出了中等银纬区(|b|=10°-20°)银河宇宙线与星际气体相互作用产生的γ射线的发射率q/4π,其中采用了由γ射线数据本身来确定该发射率的方法;并由此获得了以银经为函数的不同能区的逆康普顿(IC)γ射线积分强度.在该银纬区,沿银经平均的IC微分强度可表为:I_Ic(E)=1.58×10^－6E^{－2.08±0.06}cm^－2·s^－1·sr^－1GeV^－1,b=10°—20°;I_Ic(E)=2.08×10^－6E^{－2.03±0.06}cm^－2·s^－1·sr^－1GeV^－1,b=－20°—－10°,其中,能量E的范围为30MeV到4000MeV.     

27Al+27Al耗散反应中激发函数的测量与统计性质分析

通过测量能量从114—120MeV、能量步长为200keV的重离子耗散反应²⁷Al+²⁷Al从θ(cm)=50°—90°的角分布和激发函数,在对所有宏观出射道积分的基础上,分析了重离子耗散反应中激发函数涨落的物理性质.     

中国科学院西安光机所科技成果介绍之五

112高速电影经纬仪是一种新型高速外弹道光学测量设备。它主重用于测量飞行目标的运动轨迹和摄影记录飞行姿态。全套仪器设备由经纬仪跟踪架、高速同步摄影机、电视自动跟踪测量摄像机、激光测距机和电子学控制系统等组成。     

19F+45Sc深非弹反应产物的激发函数

测量了102MeV到108MeV ¹⁹F+⁴⁵Sc反应在θ₁=26°和θ₁=42°的耗散部分产物的激发函数,能量步长300keV,靶厚53μg/cm².用统计理论求得了各元素的能量相干宽度Γ,提取了反应的特征时间τ,探讨了耗散反应机制.     

27Al+27Al重离子耗散碰撞中能量自关联函数的分析

测量了²⁷Al+²⁷Al耗散反应产物的激发函数,束流²⁷Al⁸⁺的入射能量从114MeV到127MeV变化,能量步长为200keV.探测角度覆盖了实验室系10°—57°的连续区域.用不同的理论模型分析了耗散产物的能量自关联函数.结果表明,反应所形成的中间双核系统的阻尼相干转动造成了激发函数中不可平滑的涨落结构,相干转动的阻尼来自量子混沌运动.     

Be9(d,p),(d,t),(d,a)反应研究

本文在E_d=0.1—2.5MeV能量范围内,研究了Be⁹(d,p₀)Be¹⁰(0),Be⁹(d,p₁)Be¹⁰(3.368MeV),Be⁹(d,t₀)Be⁸(0),Be⁹(d,α₀)Li⁷(0)及Be⁹(d,α₁)Li⁷(0.478MeV)诸反应。在E_d=0.150,0.220,0.401,0.706,1.005,1.301,1.484,1.750,2.000,2.250和2.500MeV共十一个能量上分别测量了这五群出射粒子在θ_L=10—155°区间的角分布。在θ_L=135°,E_d=0.1—2.5MeV,在θ_L=95°,E_d=0.1—2.2MeV,和在θ_L=112.5°,E_d=0.5—2.5MeV测量了Be⁹(d,p₀)Be¹⁰的激发函数。在θ_L=135°和112.5°,E_d=1.2MeV,用较厚靶(100—300μg/cm²)测量了Be⁹(d,p₀)Be¹⁰(0)反应的截面绝对值,结果为σ_(p0)(θ_L=135°)=1.60mb/sr,σ_(p0)(θ_L=112.5°)=1.55mb/sr。这样就得到了在此能区内,这五群出射粒子的截面情况。对所得结果进行了一些讨论。     

刚玉中两类Fe3+离子的顺磁共振谱

本文给出了刚玉中两类Fe³⁺离子的自旋哈密顿矩阵的普遍形式,并着重研究了当两类Fe³⁺离子不等价时,顺磁共振谱的特性。对于两类离子等价情况,计算了当磁场与晶轴的夹角α=0°,15°,30°,45°,54.7°,60°,75°,90°时Fe³⁺离子的能级。对于两类离子最不等价情况,计算了当α=10°,20°,30°,40°,50°,54.7°,60°,70°,80°时Fe³⁺离子的能级。并且给出了当α=0°和90°时各能级的波函数和跃迁矩阵元公式。在室温下,用ЭПР-2型波谱仪,在3厘米波段,做了蓝宝石的顺磁共振实验。利用使晶体绕两个相互垂直的方向转动的装置,精确地调整晶轴的方向。观察到了分别属于两类Fe³⁺离子的两套顺磁共振谱线。给出了等价及最不等价情况的等频曲线。     

一种高智能化的通用自动胶片判读仪

自动通用胶片判读仪是一种高智能化的精密光学测试设备,采用了计算机控制飞点扫描技术、精密光学测量技术、图象跟踪测量与信息处理技术。飞点管分辨率达4096×4096象元,通过光学系统胶片上获得6.55μm高分辨率,飞点扫描方式灵活多样且可随意控制,通用于目前我国靶场所有的电影经纬仪和高速摄影机35mm胶片的数据判读。具有自动判读和半自动判读两种工作模式,自动判读的速度为5帧/秒,自动判读的精度为σ=±0.011mm,半自动判读的精度为σ=±0.009mm,测量数据可以记录、打印和显示。     

三轴光电跟踪系统对地平式天顶盲区出入点的判定方法

三轴光电跟踪系统可以全方位跟踪空间目标,在地平式光电跟踪系统天顶盲区内通过转动X轴实现快速高精度跟踪。用多种三轴光电跟踪系统对地平式天顶盲区进行判定,包括目标距离信息判定方式、Z轴转动速度判定方法、预置盲区判定方法等。判定方法的选择直接影响三轴光电跟踪系统的跟踪精度。理论分析和仿真表明：以Z轴的最大保精角速度来判定地平式盲区的出入点使三轴系统在天顶附近有更高的跟踪精度,且可实现跟踪方式的平稳过渡。     

纳秒级脉冲激光自动跟踪积分式测量方法

介绍了一种纳秒级脉冲激光光斑能量分布测量电路的设计方法,采用自动跟踪积分方式,根据预测先将脉冲光电流积分并保存,然后用速度较低的A/D芯片进行A/D转换,该方法避免了采用高速A/D芯片,且可以获得较高的采样分辨率,特别是在需要采集的通道数较多时具有明显优势。     

高精度光电弹道测量系统

 利用光电跟踪系统实时测量导弹类飞行目标已成为靶场测试手段的发展趋势之一,光电跟踪系统需要具备高精度跟踪高速飞行目标、实时输出目标飞行轨迹数据以及目标飞行姿态等实时图像信息。提出一种新型车载光电弹道测量系统,应用高强度轴承改善角位置输出的稳定性;利用再生反馈控制技术抑制跟踪快速目标时产生的滞后误差,提高光电弹道系统的测量精度;将测量数据归一化为垂线测量坐标系中的测量值,以20 ms的刷新率对外输出;提出模拟航路检测方式,可在野外条件下完成对光电设备性能检测,实际稳态跟踪精度可达到0.21 mrad。     

扫描成像跟踪激光雷达

设计了一种基于激光图像跟踪的激光雷达系统来实现目标的跟踪测量。该系统通过激光光束二维扫描,形成包含距离和角度信息的三维图像,由测量视场内运动目标的几何中心与视场中心的角度偏差获得脱靶量,利用脱靶量驱动伺服机构使目标几何中心处于雷达扫描视场中心,从而实现目标的实时跟踪,并输出目标距离和角度信息。实测结果表明：采用设计的激光雷达系统对距离900 m的目标进行测量,测距精度优于0.25 m,角跟踪精度优于0.07°,角跟踪能力优于1.2（°）/s,实现了快速捕获目标、高精度跟踪测量和系统小型化等既定目标。     

一种新型选通象增强高速电影系统

为了实现对“弱、小、多、快”目标的跟踪测量,我们研制了一种选通象增强高速电影摄影系统。它是集激光象增强技术、激光照明技术、电子选通技术及高速电影摄影技术于一体的新型系统,它具有光增益高,成象质量好,可探测距离远等特点。 该系统采用了带选通的二代象增强器;采用了电子快门,其曝光时间在1μs—300μs可调,频率在1—100帧/秒可调;采用了非透镜耦合的方式,解决了胶片与耦合面板之间的静电放电问题,以及高速运转时它们之间的磨擦问题,采用了小数值孔径耦合面板,改善了耦合分辨率,采用了高性能的间歇输片机构,实现了胶片的高速间歇运动。 本文还介绍了该系统的静态和动态测试结果,以及在激光照明下的测试结果。     

光电跟踪目标的强跟踪滤波算法及其仿真研究

针对光电武器对机动目标跟踪精度较差的问题,在"当前"统计模型的基础上,形成了机动目标"当前"统计模型下强跟踪滤波算法。该算法通过引入强跟踪滤波器的渐消因子,实时调节滤波器增益,增强了系统对突发机动目标的跟踪能力,同时保留了"当前"统计模型跟踪算法对一般机动目标跟踪精度高的特点。仿真结果表明,该算法对机动目标具有较好的跟踪精度和适中的计算复杂度,是一种较好的光电跟踪算法。     

Infrared target tracking in multiple feature pseudo-color image with kernel density estimation

Tracking targets in infrared images is a challenging subject due to the low contrast and severe noise. Kernel density estimation (KDE) with robust performance is one of the well-known tracking algorithms. In essence, tracking targets with KDE algorithm is tracking the statistical features of their pixels by the histograms. The universal KDE which can track any features of targets has not been developed. We propose a strategy which does not need to improve on the KDE algorithm itself, but it can make KDE track other features. We first map the features into the pixel intensity and create the feature images. Then these feature images are used to construct the multiple feature pseudo-color images (MFPCIs). The kernel density estimation algorithm tracks targets in MFPCIs can indirectly track these features. Experiments validate that the performance of tracking targets in MFPCIs outperforms that of tracking them in the original infrared images.     

红外凝视系统下的多规则航迹起始算法

针对传统航迹起始算法在红外凝视跟踪系统应用中存在的弊端,提出了一种适用于凝视跟踪系统的多规则快速航迹起始算法.该方法通过深入分析红外凝视系统中目标自身特点及其运动特性,给出了能够对低速甚至静止的大威胁概率目标和断续点迹目标进行威胁概率判断和航向方差判断的起始规则,实现了凝视系统下对大威胁概率目标和断续点迹目标航迹的快速...     

A nonlinear controller for three-dimensional tracking of a fluorescent particle in a confocal microscope

We describe an algorithm for using a confocal microscope for tracking single fluorescent particles diffusing in three dimensions. The algorithm uses a standard confocal setup and directly translates each fluorescence measurement into an actuator command. Through physical simulations, we illustrate 3-D tracking in both stage scanning and beam scanning confocal systems. The simulated stage scanning system achieved tracking of particles diffusing in 3-D with coefficients up to 0.2 μm²/s when the average fluorescence intensities was less than 1.84 counts per measurement cycle (corresponding to less than 18,400 counts per second) in the presence of background fluorescence with a rate of 5,000 counts per second. Increasing the fluorescence intensity to approximately 193 counts per measurement cycle (1,930,000 counts per second) allowed the system to track up to particles diffusing with coefficients as large as 0.7 μm²/s. The beam steering system allowed for faster motion of the focal volume of the microscope and successfully tracked particles diffusing with coefficients up to 0.7 μm²/s with fluorescence measurement intensities of approximately 0.189 counts per measurement cycle (37,570 counts per second) and with coefficients up to 90 μm²/s when the fluorescence intensity was increased to 19 counts per measurement cycle (3,807,500 counts/sec).     

红外单站多目标跟踪算法研究

利用IRST(红外搜索与跟踪)系统所获取的各目标的角度及其红外光谱辐射功率和信息，通过对红外光谱辅射功率和的相关处理，运用选优的JPDA（联合概率数据关联）算法与IMM（交互多模型）算法实现了IRST系统的单站多目标跟踪，并通过两个仿真场景对算法性能进行了检验.仿真结果表明：在跟踪开始阶段，两个场景中的每个目标都能获得高精度的跟踪;当目标编队飞行时，算法能对各目标进行有效的跟踪，而且跟踪精确度也是令人满意的;当目标交叉飞行时，跟踪的误差明显加大，随着时间的延续，对远距离目标会失去跟踪能力，但对近距离目标仍能进行有效的跟踪.