机载多尺度广域高分辨率成像系统设计

针对机载光电成像系统的大视场高分辨率成像需求,设计一种基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率光学成像系统,该光学系统包括大尺度共心球透镜和小尺度次级相机阵列,具有结构紧凑的优点。根据共心球透镜所具有的球差和色差特性,并结合小尺度相机对像差进行进一步校正以分割视场,可以实现大视场高分辨率成像。全系统在受力以及高、低温的条件下进行实验,实验结果表明该成像系统具有良好的稳定性,且全视场范围内的调制传递函数值恒接近于系统的衍射极限,弥散斑半径的方均根值小于探测器的像元尺寸,说明该系统的成像效果良好。所提系统可以有效解决传统机载成像系统难以同时满足大视场和高分辨率的问题,为光学成像系统设计提供一种新思路。     

基于多尺度局域加权方差的多聚焦融合方法

针对在用短波红外显微镜观测目标时,目标的尺寸往往会受到镜头景深限制的问题,提出一种多聚焦融合的方法,可有效扩展显微镜成像的景深.通过改变物距获得大量不同聚焦平面的图像,利用多尺度和局域加权方差来量化区域清晰度,获得焦平面掩膜,之后采用形态学方法优化掩膜边界,最终加权融合焦平面区域得到细节完备的目标整体图.实验中利用景深...     

基于多尺度协同的人头检测方法

针对HOG特征本身不具有尺度不变性,在实际应用中仅能检测出与样本图片大小相差不大的目标对象这一弊端,提出多尺度窗口融合的头部检测的方法;利用线性支持向量机在分类决策方面的优势,与提取的HOG特征结合作分类器的离线训练;在实时的目标检测阶段,采用高斯金字塔式缩放对输入的视频序列作多尺度处理,得到对应的不同分辨率下的待检测帧,在不同的尺度空间作人头的扫描检测并存储结果;之后融合各尺度的检测结果并在相应位置决策标定;实验对某监控视频作检测分析,结果表明,该方法在检出率、召回率、准确度等方面均有较大提升。     

基于多尺度张量的边缘检测算法

如何在确保边缘精确定位的同时,最大程度地抑制噪声以及图像灰度不均匀所产生的伪边缘点,是当前边缘检测所面临的难题。针对此问题,提出了多尺度张量的边缘检测算法,这种算法可以在不同尺度下获取更丰富的局部结构信息。选取适当的阈值,滤除噪声点和伪边缘,从而得到细节丰富的边缘。实验证明该方法得到的边缘细节丰富,且抗噪声性能较好。     

多尺度特征融合的目标检测算法研究

针对Faster R-CNN在多尺度目标检测时易出现小目标漏检和误检的问题,提出一种改进的多尺度目标检测算法。将利于小目标检测的低层网络和利于大尺度目标检测的高层网络进行多尺度特征融合;在训练阶段,采用在线难例样本挖掘算法维护难例样本分类池,加速神经网络模型迭代收敛,解决训练样本不均衡、训练效率低下的问题;计算并统计待检测目标的尺度大小,合理控制用于生成候选区域的锚框尺寸,提高模型泛化能力。采用PASCAL VOC2012公开数据集和类人足球机器人自建数据集进行算法验证,实验结果表明,相比Faster R-CNN算法,本算法的平均检测精度在上述数据集下分别提高了8.61和5.47个百分点。     

基于特征融合的多尺度窗口产品外观检测方法

为提高产品外观质量的检测精度和实时性,提出一种基于特征融合的多尺度滑动窗口机器视觉检测方法;在训练阶段,首先提取图像的HOG特征和Lab颜色特征,并采用典型相关分析法(CCA)进行特征融合;接下来,采用支持向量机(SVM)对融合的特征进行训练,生成分类器;在检测阶段,产品外观不同区域对精度的要求不同,为提高检测效率,生成不同尺度的滑动窗口,在每个窗口中都进行图像的特征提取与特征融合;最后,对采集的图像序列进行匹配,实现产品外观划痕的实时检测;实验中,选取不同的特征提取方法进行对比,并分别生成大小不同的滑动窗口,通过分析实验结果,结合检测时间与精度,确定各个区域的窗口尺度;实验表明,与传统的检测方法相比,所提方法在检测精度和实时性上具有显著提高。     

大数据环境下网络非法入侵检测系统设计

大数据环境下,非法入侵检测是保证计算机安全的重要手段。通过非法入侵检测,保证计算机免遭网络中木马病毒等的攻击,因此对大数据环境下网络非法入侵检测进行系统设计是必要的。目前大多数网络非法入侵检测系统是通过归纳当前网络非法入侵检测系统存在的优缺点,指出网络非法入侵检测系统存在的问题,确定其发展方向。但这种方法存在系统结构复杂,不利于维护和使用的问题。为此,提出一种基于PB神经网络的大数据环境下网络非法入侵检测系统设计方法,首先在分析大数据环境下网络非法入侵检测系统功能的基础上,对系统的模块进行设计,并分析各模块所实现的功能,在此基础上,对大数据环境下网络非法入侵检测系统的性能指标、采样芯片、USB接口控制芯片、FPGA、电源管理芯片等硬件进行设计选型,完成系统的硬件设计,并且通过PB神经网络算法提高大数据环境下网络非法入侵检测系统检测的准确性,并给出基于BP神经网络算法的入侵检测实现过程,从而实现大数据环境下网络非法入侵检测系统设计。实验证明,所提方法设计的大数据环境下网络非法入侵检测系统运行速度较快,能够及时准确对网络非法入侵行为进行检测,推动该领域的研究发展。     

夜视战场环境视觉传感信息采集系统设计

夜视战场环境视觉传感信息的实时获取是跟踪夜视战场图像处理分析的前提,针对夜视战场环境的复杂特征,设计了夜视战场环境视觉传感信息采集系统,分析了系统的总体结构,系统硬件主要包括视觉传感器、传感器控制卡和扩展卡、图像采集与存储以及信号调理电路,给出了系统采集节点的程序设计流程以及传感信息采集的具体程序代码实现过程。实验结果说明,所设计系统可有效采集到夜间军事战场中的传感信息,并且具有较高的采集精度。     

Exploiting perturbed and coalescent anchor node geometry with semidefinite relaxation for sensor network localization

Localization in wireless sensor networks (WSNs) suffer from performance issues whenever the anchor nodes (which are aware of their location) are subjected to motion from their usual position. Moreover, accurate localization demands more anchor nodes which is a scarce resource and needs to be used judiciously. In the current work, we propose a novel framework that addresses these two prime concerns by harnessing the inter relationship of anchor node geometry. For an unknown source node surrounded by anchor nodes, the anchors lying on the inner boundary of the deployment geometry may be carrying closely related information about source node, leading to redundancy and inefficient utilization. By anticipating the level of correlation between these anchors, localization can be made more frugal. Rigorous mathematical analysis is carried out to derive lower bounds on estimated locations. Based on fisher information from two proposed models, a convex estimation objective function is formulated using semidefinite programming (SDP) approach to validate the theoretical proceedings. Based on the findings, the proposed method is able to successfully extract useful information about the unknown source node location with limited number of anchor nodes, hence achieving superior localization.     

红外气体传感器多光路光学系统设计

在实验研究的基础上分析了采用红外发光二极管为光源的气体传感器在设计中应考虑的几个因素。对四种设计方案进行了比较 ,从而提出了双光源四探测器的新型多光路光学系统设计方案。采用这种光学系统不但可以对温度、环境、气室尘染、器件失配等引起的干扰进行补偿 ,而且还可以对由光源发光功率和探测器响应度变化引起的传感器灵敏度的波动进行补偿。对新光学系统进行的实验分析表明 ,该光学系统的长期工作稳定性和温度稳定性都优于其它设计方案     

外场多光轴平行性测试的光学系统设计

针对外场条件下因大气环境影响导致多光轴平行性误差的问题,设计了一种可见光、1.06μm激光及812μm的长波红外多光轴平行性测试的光学系统,系统采用卡塞格林系统为共光路并以可见光为基准光轴.卡塞格林系统的主次镜均采用双曲面校正球差及慧差,添加校正透镜减小了轴外像差.设计结果表明,该光学系统成像质量达到了衍射极限,在大气...     

微小型无线光电传感网络的实验系统设计

基于nRF905低功耗、高灵敏度无线收发的一体芯片实现了一种微小型无线光电传感网络实验系统。讨论了实验系统的硬件节点、网络通信协议及软件的设计。实验结果表明,在19.2kbit/s速率下,系统中任意两节点可实现30m(室内)至150m(室外空旷地带)范围内的无线通信。该系统具有硬件设计简单、软件及其协议编程方便等优点,可微型化、低成本的应用于无线光电传感器网络系统。     

基于质心迭代估计的无线传感器网络节点定位算法

针对无线传感器网络非测距定位方法的应用,提出了基于质心迭代估计的节点定位算法.该算法首先计算当前连通信标节点所围成的平面质心的坐标及其与未知节点间的接收信号强度,然后用计算所得质心节点替代距离未知节点最远的连通信标节点,缩小连通信标节点所围成的平面,并通过多次迭代的方法提高节点定位精度.仿真实验结果表明,该算法的各项指标均为良好,适用于无线传感器网络的节点定位.     

无线传感器网络中继节点布居算法的研究

本文表述的是在该应用背景下引入多约束条件, 并采用枚举法与贪婪寻优算法相结合的方法, 解决了在可以作为中继节点设置位置的预设中继节点位置集合内, 合理选择中继节点设置位置以及既存网络因添加新传感器节点所引起的中继节点追加的问题. 仿真实验表明, 本文提出的中继节点布居与追加优化算法能够保证多约束条件下网络的容错性. 同时提出的基于最小网络距离因子评价标准, 有效提高了中继节点布居算法的能效性.     

高灵敏度空间点目标探测系统设计

本文面向空间点目标探测,设计了基于高灵敏度CMOS传感器的空间点目标探测系统。首先对CMOS传感器图像进行降噪,提高传感器的探测灵敏度;其次,采用DSP+FPGA嵌入式架构,设计了基于星图匹配信息构建的点目标探测算法,并详细介绍了算法原理和步骤。最后,采用电子星图模拟器对该探测系统进行测试。结果表明:该嵌入式系统具备1 024×1 024@20p格式视频的实时处理能力,可以探测6等星。当信噪比大于6,视轴指向误差小于1°时,对于不同运动速度、不同尺寸点目标均能准确探测,识别正确率接近100%。综合而言,该空间点目标探测方法的计算精度高、适应性强、可靠性高,能够应用于空间点目标的有效探测。     

Fault-tolerant topology in the wireless sensor networks for energy depletion and random failure

Nodes in the wireless sensor networks(WSNs) are prone to failure due to energy depletion and poor environment,which could have a negative impact on the normal operation of the network. In order to solve this problem, in this paper, we build a fault-tolerant topology which can effectively tolerate energy depletion and random failure. Firstly, a comprehensive failure model about energy depletion and random failure is established. Then an improved evolution model is presented to generate a fault-tolerant topology, and the degree distribution of the topology can be adjusted. Finally, the relation between the degree distribution and the topological fault tolerance is analyzed, and the optimal value of evolution model parameter is obtained. Then the target fault-tolerant topology which can effectively tolerate energy depletion and random failure is obtained. The performances of the new fault tolerant topology are verified by simulation experiments. The results show that the new fault tolerant topology effectively prolongs the network lifetime and has strong fault tolerance.     

基于CMOS图像传感器的成像系统设计

以OV 5 116CMOS图像传感器为例 ,讨论了基于CMOS图像传感器的成像系统的电路设计方法及系统设计中应注意的问题 ;并通过对CMOS图像传感器外围电路的优化设计实现了成像系统的微型化和轻量化。     

光谱对煤粉发热量检测系统的研究

在现有近红外检测技术的基础上,设计了一种基于近红外的煤粉发热量检测系统。选取100个煤粉样品建立煤粉发热量的近红外模型,利用验证集的50个样本对模型的精度和稳定性进行了验证分析,结果表明：煤粉发热量的预测值与真实值的相关系数达到0995 8,相对偏差小于2%。系统具有良好的预测精度和稳定性,能够满足对煤粉发热量的快速检测的需求,而且该系统体积小、结构简单、操作方便,具有很好的可移植性。