空间光通信中激光光斑检测与特性分析

在空间光通信中,通信光要通过大气随机信道进行传输,但光的传输受到大气湍流的严重影响.故光传输方式的优劣直接影响着空间光通信质量的好坏,所以,为减少大气湍流对通信光的影响,将通信光调制为圆偏振光进行传输.为了证明圆偏振光在空间光通信传输中具有降低通信噪声的优越性,开展了一组验证实验(以下简称偏振降噪实验).给出了在激光偏振降噪实验中,识别光斑并对光斑参数进行分析的一套方案:首先利用减背景法对图像进行预处理,消除静态背景的影响,然后结合局部动态阈值分割,轮廓提取及筛选的方法,检测并识别信标光斑,最后对采用圆偏振光传榆前后光斑的平均亮度、背景的平均亮度以及光斑图像对比度进行计算与比较.从而从图像处理技术的角度验证了,圆偏振光在空间光通信过程中可以有效地提高信噪比和通信质量.本方案满足了偏振降噪实验实时性的要求,且有效实用.     

采用CCD的空间光通信光斑位置提取重心算法的分析及实验

对采用CCD的空间光通信光斑位置提取重心算法进行了理论分析,对不同程度光束偏转的APT系统光斑位置定位及无空气扰动条件下背景光对光斑位置定位的影响进行了实验研究。     

激光光斑中心位置的亚像素定位技术研究

激光光斑中心位置的确定是墩顶位移测量系统中进行位移量计算的关键与核心,能否准确定位光斑中心直接关系到计算的准确程度。利用MATLAB对由墩顶位移测量系统采集到的激光光斑图像采用噪声消除和中值滤波进行图像平滑处理,提高目标与背景的区分度,为提取目标创造条件。其次,利用Canny算子对图像进行分割,以便从复杂背景中提取目标图像。最后,根据所提取的目标利用亚像素细分算法中的灰度重心算法求出激光光斑的中心坐标,为实现墩顶位移的精密测量提供了关键数据。     

基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法

为了提高半导体激光加工中激光光斑中心定位精度,根据皮秒超短脉冲激光辐照单晶硅后产生的光斑图像灰度分布特点,提出了一种基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法,通过模拟激光光斑仿真分析和单晶硅刻蚀实验,对比研究了不同辐照时间与不同激光功率条件下该算法与传统算法的定位精度。结果表明,在辐照时间不同的条件下,该算法定位精度达到0.761μm,比灰度重心法提高51.3%,比最大行列灰度值法提高93.9%;在激光功率不同条件下,该算法的定位精度达到0.793μm,比灰度重心法提高73.4%,比最大行列灰度值法提高86.8%。此研究可为皮秒超短脉冲激光光斑中心定位控制系统的设计提供指导。     

激光光斑整形算法

为了消除红外激光光斑图像中的后向散射现象或使光斑的灰度分布更加均匀以便于观测,提出了一种基于光斑重心的后向散射抑制算法和一种激光光斑灰度值补偿的算法。基于光斑重心的后向散射抑制算法是在提取光斑重心位置的基础上,确定光斑的半径,最后通过设定的阈值决定图像的灰度值。光斑灰度值补偿算法要在确定光斑边缘点的基础上,计算出光斑中心,再通过光斑的区域能量来修正中心位置并确定光斑半径,最后以光斑中心和半径来矫正光斑区域图像的灰度值。给出两种算法的实验结果及分析,研究证明算法可以基本全部去除光斑图像中的后向散射现象,较好的修正光斑区域的灰度值分布情况,经算法处理后的图像适合应用于进一步的工程实验分析中或是进行实时图像观测。     

基于圆拟合的激光光斑中心检测算法

激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术，检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度，传统的检测算法如重心法，Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足，基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓，该算法除了可以检测光斑中心外，还可以检测光斑半径，达到亚像素级的定位精度，具有很快的计算速度，可适用于实时的光学测量。     

激光焊接熔池图像光斑中心线性定位算法

针对目前算法对激光焊接熔池图像进行光斑中心定位时,由于未能对图像信息进行有效地干扰抑制,导致该算法在中心定位过程中,存在定位精度低、定位效果差以及定位性能低的问题,提出激光焊接熔池图像光斑中心线性定位算法。该算法首先对激光熔池图像进行去噪、干扰抑制、信息增强等处理,并依据处理结果提取图像特征;再使用Hough变换方法对图像特征参数进行变换,完成激光光斑中心信息的提取;最后通过提取的信息,实现激光光斑中心的线性定位。试验结果表明,运用该算法进行光斑中心定位时,定位精度高、定位效果好以及定位性能强。     

基于加权插值算法的激光光斑中心检测

激光光斑成像质量是激光制导武器的重要指标之一,而传统的亚像素定位算法,面临抗干扰能力弱,定位精度低和软件实现复杂等问题。为实现实时高精度激光光斑检测,本文提出一种改进的加权插值的亚像素细分算法,通过对图像中光斑范围内一定区域的所有有效像元节点分组进行插值计算,并将各组结果进行加权处理以获得更高的光斑定位,显著提高了精度和稳定性。经过误差分析和实验证明,此算法有效提高激光光斑中心检测抗干扰性能和定位精度。     

无衍射光斑整体中心检测算法

无衍射光束具有中心光斑直径小且传播距离远的特性,可应用于精密测量领域中的直线度误差测量,具有对准灵敏度高、测量位置连续等优点.无衍射光环栅状光斑中心的对准精度对直线度误差测量精度有决定性影响.提出一种元衍射光斑整体中心检测算法,它能利用整幅图像的全部数据来计算中心位置,实验证明该方法具有亚像素定中精度和强抗干扰能力.     

一种自由空间光通信中自适应光电阵列信号处理算法

大气湍流引起的光束闪烁和抖动,将使光通信接收机焦平面上点扩散函数(Point Spread Function,PSF)随机起伏和漂移,导致光电探测器无法有效覆盖信号光场.针对自由空间光通信(Free Space Optical Communications,FSO)系统在多模高斯背景光噪声场和接收光信号能量效率的限定下最小化系统误码率的问题,提出了一种适用于强度调制/直接检测(Intensity Modulation/Direct Detection,IM/DD)的自适应光电阵列信号处理算法.该方法采用合并阵元路径法计算不同阵元数条件下的系统误码率,并以最小误码率为判决准则,优化接收光电阵元序列.分析和仿真结果表明,在相同大气湍流和背景光噪声条件下,相比于现有的光电阵列处理算法,新方法选取适当的合并阵元数,在极大降低系统计算复杂度的同时,系统性能损耗几乎可以忽略.     

自由空间光通信

自由空间光通信（FSO）是光通信与无线通信的结合，它以激光为载波、大气为传输介质实现大容量信息（10M-2.5G)的传递，也称无线光网（WON）系统或光无线系统。FSO兼有光通信高速传输和无线通信的优点，，无须申请频率许可证，不受电磁干扰，也省却了挖沟的麻烦。作为一项视距技术，FSO技术将在城域和接入网种占有重要的地位。本文给出了FSO系统的原理、应用、优缺点的介绍以及市场前景的分析。     

自由空间光通信技术

回顾了自由空间光通信技术的发展历史,分类阐述了大气光通信、卫星间光通信、星地光通信的关键技术及发展现状,重点分析了其中的大气光通信技术。     

自由空间光通信

对自由空间光通信技术的基本特点作了归纳;简要介绍了自由空间光通信技术优势及发展前景;从应用的角度出发阐述了自由空间光通信技术研究的几个方向和发展趋势。     

大气光通信中迭代检测算法研究

基于对数正态(L-N)湍流信道模型,研究了LDPC编码大气光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测算法。分析了内迭代与外迭代次数对系统性能及计算复杂度的影响,并针对PDA检测算法复杂度高的问题,提出了一种基于反馈阈值的M-PDA迭代检测算法。改进的算法利用译码输出的比特先验信息对发送比特进行分类,从而降低检测复杂度,并通过选取合适的阈值,可以获得更好的检测性能。仿真结果表明,实验时需要综合考虑计算复杂度和性能,选取合适的内外迭代次数,仿真条件下,误码率为10-5、反馈阈值为0.7时,可以获得0.15dB的性能增益。     

一种自由空间光通信光路的设计与分析

提出了一种用于自由空间光通信的光学系统的设计方法,在这种设计方法中通过卡塞格伦天线实现对激光束的准直,通过偏振分光镜和γ/2波片的巧妙使用来减少杂散光和反射光对信号光的干扰,通过对光学系统的自动跟踪控制消除了通信终端的失准问题。分析和实验表明,基于该光学系统的通信终端激光发散角达到0.4 mrad,对准误差小于6μrad,可实现2 km的自由空间光通信。     

光学空间通信进展

回顾了光学空间通信的发展，介绍了美国、日本及欧空局光学空间通信的研究现状和光学空间通信系统，并对我国光学空间通信系统的发展提出了建议。     

移动通信中的回波抵消算法分析

移动通信领域中巳广泛采用自适应回波抵消技术，自适应回波抵消算法是该技术的核心，算法的优劣直接影响自适应回波抵消效果，同时它对降低硬件复杂度和产品成本也有特殊意义。文章对自适应回波抵消的NLMS算法、双端讲话（DT）的检测算法及后处理的NLP算法进行了分析和讨论。     

自由空间光通信技术

自由空间光通信 (FSO)又称无线光通信 ,是指以激光波为载体 ,在真空或大气中传递信息的通信技术。本文主要介绍了自由空间光通信存在的主要问题和解决方法 ,并分析了自由空间光通信在未来的发展前景