基于DSP的嵌入式数字摄像夜间能见度测量系统

数字摄像夜间能见度仪的关键技术之一在于高速、实时地处理CCD采集的目标光源和黑体的图像信息。设计了一种基于TMS320DM642的小型化、便携嵌入式能见度测量系统,从硬件和软件上给于实现,并将其应用到数字摄像夜间能见度测量中。利用CCD采集25帧/s的PAL制视频流,数字化后送入DSP处理器,通过DSP实现目标光源与黑体的图像分割与定位算法,完成数字摄像夜间能见度的测量。实验结果表明设计的嵌入式系统能较好完成夜间能见度的测量。     

气象能见度理论及数字观测技术探讨

近年来,随着我国空气污染的加剧,雾霾天气增多,导致空气质量急剧下降,气象能见度较低的现象时有发生,严重干扰着我国的正常生活和生产,甚至威胁到我们的健康和安全。气象能见度由气象部门发布,用来表征一个地区某段时间大气的透明程度。气象能见度是横向空气质量的标准之一,与人们的生活、生产息息相关。所以说,对气象能见度理论及观测技术探讨极具现实意义。     

基于分水岭分割算法夜间能见度仪的图像处理方法研究

基于数字摄像技术的夜间能见度仪是利用人眼观测原理研制的一种适用于夜间的能见度观测的仪器.通过CCD采集的光源图像的亮度信息来反演能见度,关键技术在于能够准确分割出目标光源和黑体的图像.介绍了一种基于控制标记符的分水岭分割的光源图像处理方法.实验验证了该方法具有很好的提取目标光源亮度信息的效果,能达到夜间能见度观测的要求.与Vaisala FD12前向散射能见度仪的结果进行相关性对比,具有较好的一致性.     

基于数字摄像技术的能见度检测

为了更好地进行能见度的自动检测和全程检测,采用一种基于数字摄像技术的能见度检测方法：读入图像经过预处理设置＂兴趣域＂,提取出对比度大于亮度对比感阈的人眼可分辨像素点,然后通过建立摄像机参数模型,计算出这些点到摄像机的距离,取其最大值即为能见度值。在自行研制的高速公路视频监控系统上,采集某段高速公路上的视频监控图像,进行能见度检测实验,得到923组的观测实验结果。实验结果表明,该算法与人眼观察一致,并对噪声有较好的鲁棒性。     

数字摄像能见度系统及其比对实验

传统的光学能见度仪分别存在各自的观测缺陷。数字摄像能见度观测系统是采用先进的数字摄像技术,完全仿照人眼观测能见度的原理,根据能见度的定义研制的新型能见度自动观测仪。本文重点介绍了它的基本原理、系统组成、硬件结构以及软件流程。最后给出了数字能见度仪与传统光学能见度仪及人工观测的比对结果。结果显示三者具有相同的变化趋势,但存在一定的观测差异。在降雨等复杂天气条件下,会有较大差异。     

便携式激光雷达能见度仪的研制

介绍了正在研制的用于较低能见度测量的便携式激光雷达能见度仪,给出了用能见度仪测量斜程能见度的测量原理,并分析了大气气溶胶消光后向散射比对能见度测量的影响。详细描述了便携式激光雷达能见度仪的系统结构和时序控制。便携式激光雷达能见度仪具有体积小,结构紧凑的特点,可用于机场等地斜程能见度的准确测量。     

同源双光路能见度仪的光斑提取算法研究

同源双光路能见度仪是一种基于数字摄像法的能见度仪,光斑提取算法是其能见度反演算法中的关键环节之一。从光斑成像的物理原理出发,提出了两种光斑提取算法。实验证明,即使没有图像预处理和数据后处理,其结果也和Vaisala LT31的结果具有很好的一致性。在确定上述两种方法中涉及的参数时,引入加权均方误差参量作为确定参数时的代价函数,该参量相对于其他参量有更好的效果,同时本参量还可以作为评价能见度结果的辅助指标。     

基于数字双相位锁相放大器的前向散射能见度仪

从散射式能见度仪的理论基础出发,给出散射式能见度仪的测量原理和锁相放大器检测强噪声背景下微弱信号的原理。重点给出在日光、灯光等强噪声背景下检测散射的红外光和稳定发射器光源功率的解决方案。并根据该原理研制了VJC-2型能见度仪,在高速公路的试运行结果表明,该仪器具有很高的准确性和稳匙性。     

基于图像识别的雾霾能见度测量系统设计

雾霾是发生在大气近地面层中的一种灾害天气,为了减少在雾霾天气下交通事故的发生,针对现有的雾霾能见度测量仪安装复杂、成本高等问题,设计并实现一种基于参照物图像识别的、成本低廉、安装维护简单方便的雾霾能见度测量系统,进行实时测量与发布雾霾能见度。测量节点通过图像采集模块获取雾霾天气下实时的参照物图像数据信息,利用参照物图像识别算法进行雾霾能见度测量,将测量值通过蓝牙通信模块发送给上位机。通过测试发现,文章设计并实现的系统能够实现雾霾能见度测量。     

前向散射能见度仪测量误差的理论分析

前向散射能见度仪(FSVM)是测量能见度的主要仪器.从测量原理和散射理论出发,推导出了FSVM的探测方程,以此为基础,采用模拟计算与统计分析相结合的方法,分析了由于气溶胶性质不确定性和仪器光电机技术性能变化两方面引起的FSVM的8类误差源及其不确定度值.结果及分析表明:现有技术条件下仅考虑光电机性能不确定性而引起的能见度相对不确定度为4%;气溶胶性质不同而引起的相函数变化以及忽略吸收效应是FSVM的主要误差源,考虑到气溶胶性质的不确定性,能见度相对不确定度可达28%;若能识别出气溶胶性质,对于单一的雾、乡村型气溶胶和城市型气溶胶,能见度相对不确定度分别为7%、9%和18%;相函数对散射角的变化比较敏感,由于运输、架设和使用过程会对散射角产生相当的影响,必须对散射角进行校准.研究结果对FSVM的使用、改进和校准提供了理论支持.     

海底能见度测量方法的研究

文中对半导体激光器进行调制,用分束平片将被调制的激光束分成透射光束和反射光束,透射光束作为探测光束,反射光束作为参考光束。同时,测量探测光束在前向散射区35毅角的散射光功率和参考光束的功率,用散射功率与参考光功率之比来计算角散射系数。激光器输出光功率波动时,探测光束和参考光束同步波动,散射光功率与参考光功率之比不受光源波动的影响。用2 滋m 石英颗粒作为散射源,对构建的装置进行测试。结果表明,角散射系数与石英微粒浓度成线性关系,相关系数为0. 99。双通道测量方式可以用于水底能见度的测量。     

基于角反射器的单端透射式能见度仪的研究

大气水平能见度是交通运输等领域的重要气象要素之一。基于透射式水平能见度的测量原理,提出采用角反射器的单端透射式能见度测量方案。该系统的发射器和接收器组合一体,便于光路校准,光路往返增加了水平气柱样本长度,扩大了能见度测量范围。利用锁相放大技术抑制噪声有效提高能见度测量精度,测试结果得出,锁相放大电路测量大气透过率与实际值的相关系数达0.9998。最后给出大气能见度实测结果,定量计算显示,与国外能见度仪的测量结果相关系数R为0.9904。     

基于可视图法的改进Dijkstra算法

针对基于可视图的Dijkstra单向最短路径规划算法难以加入飞行性能约束的问题,将飞行轨迹视为一系列直线和圆弧,利用转弯离开点与进入点构建三圆弧组合实现避障转弯,成功地在算法中引入最小转弯半径约束。采用纯数学公式推导,详细介绍了推导过程。算法减少了无关节点运算,提高了查询与规划最短路径效率。通过对比仿真,验证了算法有效性。     

低能见度下紫外光非直视传输模型研究

为了克服紫外光通信中单散射模型在低能见度下的适用局限性,基于一阶多次散射理论,对Luegtten非直视单散射信道模型进行修正。在原模型的建模基础上,修正模型考虑了大气分子的瑞利散射和气溶胶的米氏散射,并且引入了多次散射的影响,运用Matlab对修正模型进行了仿真。结果表明,在低能见度下修正模型比原模型在信道模拟上有较大改进,数据与试验结果吻合得更好;由于一阶多次散射理论适用于多次散射小于单次散射但又不能忽略的情况,修正模型与实际情况存在一定的差距。这对低能见度下的紫外光通信试验提供了参考数据。     

基于校正系统的LED显示屏亮度均匀性评估方法

LED显示屏均匀性,是显示屏图像质量评价中的一个重要指标。文中首先分析了现有基于亮度测量仪器的均匀性评估方法,指出该方法的不足;在LED显示屏亮度校正系统的基础上,对校正系统测量得到的亮度值进行分析处理,提出了以亮度校正系统为基础的LED显示屏亮度均匀性评估方法。该方法能够快捷、客观、全面地得到LED显示屏亮度数据,可以有效评估LED显示屏亮度均匀性。     

针对SAR的单站无源观测研究

基于合成孔径雷达(SAR)发射脉冲信号的脉间相参性,该文提出通过测量分析SAR方位向线性调频信号特征的方法,获取目标SAR的距离等信息。与常规TOA观测相比。这种方法用相位度量代替时间度量,避免了常规TOA观测对测时精度要求过高的困难。     

基于双线阵CCD的EPC/CPC数字测量系统

针对目前带钢跑偏对中(EPC/CPC)的测量问题,提出了一种精度高、稳定性好的高速带钢EPC/CPC检测方案。该方案采用由Chip LED阵列和柱面透镜构成的平行光投射系统来照明,并利用高性能的线阵CCD来提取带钢边缘,同时开发了基于89C51单片机和CPLD器件的测量电路。详细介绍了该检测方案和EPC/CPC测量系统的组成。实验结果表明:该测量系统响应速度快、稳定性好,可使带钢卷取的齐整度控制在±0.1 mm范围内。     

对海面弱流场最佳观测的雷达遥感体制研究

对海面弱流场进行监测是海洋微波遥感的重要应用之一,在海洋内波、浅海地形、水下运动目标监测等民用和军事领域都具有十分重要的意义。该文定义了海面弱流场和风生海杂波之间的信杂比;以信杂比作为衡量标准,在风速统计平均意义上,研究了我国南海海域内实孔径雷达(RAR)/SAR/平飞斜视机载双站SAR对海面弱流场的最佳观测参数。3种雷达体制的信杂比对比分析表明,RAR信杂比最强,最有利于探测海面弱流场。