可见光成像系统作用距离试验方案设计及评估

从分辨率、对比度、照度三个因素出发,根据指标要求,详细制定了可见光成像系统作用距离测试方案。在试验中,为了满足目标作用距离20 km的要求,将考核目标等效为4.5 km远的等效目标大小;在实际的11 km大气能见度条件下,将考核照度和对比度转换为试验目标目标值。在目标照度不小于300 lux的环境下,可见光成像系统能够识别对比度大于0.253的考核目标;在考核目标对比度为0.2~0.253,300 lux低照度时,目标是不能确认的。通过对试验结果进一步图像处理发现,目标靶标是可分辨的。试验结果表明,系统设计满足指标要求。     

乐观进取携手奋进——记2013年《UPS应用》杂志编委及专家座谈会

2013年12月20日,北京的天空晴朗无云,几天来的雾霾被西北风吹散,道路的能见度很好。本刊在北京怀柔区桥梓镇老A俱乐部召开了“《UPS应用》2013年度工作总结暨编委会议”,出席会议的有本刊编委及作者、读者和企业代表60余人。会议的主旨是对2013年杂志社工作进行总结,向编委汇报;同时对2013年出版的杂志进行评刊,并提出2014年的改进设想;对编委、作者、读者及企业广告客户在2013年给予本刊的热情支持表示谢意。     

用近红外技术增强汽车的夜视能力

日落后驾驶汽车比较困难,不仅是因为能见度降低,更严重的是在无路灯的马路上行使时,对面来车的车灯晃驾驶员的眼睛,容易发生车祸.然而,夜视系统可以在黑暗中帮助驾驶员导航,使驾驶员在有灯光和黑暗两种情况下都能看清前面的目标.汽车上的夜视系统能够对分布在路面上的活动和静止目标产生具有自然特征的图像.     

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。     

大气对生物气溶胶激光雷达性能影响的仿真分析

生物气溶胶极易在大气中传播并引发大范围疾病感染,利用生物荧光特异性的激光诱导荧光（LIF）雷达技术是实现生物气溶胶防区外侦测的有力手段。LIF激光雷达是一种宽光谱系统,受大气能见度和背景辐射的影响与窄光谱系统（如米散射激光雷达）有明显差异。为了评估LIF激光雷达在不同大气条件下的探测性能,利用Modtran5对几种典型的大气能见度和背景辐射（或工作时段）的水平路径上的宽光谱背景辐射与大气传输透过率进行了仿真,进而对不同大气条件下LIF激光雷达的探测性能进行了定量分析。仿真结果表明：在相同的大气能见度条件下,夜间的可探测距离要比白天高出2～4倍,且能见度越好,探测性能差异越大;在相同的工作时段,大气能见度良好时的可探测距离要比大气能见度较差时的高出2～5倍,且夜间探测性能差异比白天大;气溶胶生物性识别的可探测距离要比生物成分识别的可探测距离高出1～2倍,且受大气条件的影响明显。     

大气湍流与气溶胶环境室内模拟方法的研究

在实验室内利用大气模拟池模拟了大气湍流作用,大气湍流的强度可以通过控制模拟池上下板面之间的温度差来调节。同时,在模拟池内模拟了PM2.5环境,利用颗粒传感器测量PM2.5的浓度值。由于大气能见度主要受PM2.5的影响,我们获取了北京某地区一段时间内的空气质量数据,对两者之间的关系进行数值拟合,并得到了两者之间的回归模型。将该回归模型应用到大气模拟池,计算模拟大气的能见度,并与气象局公布的北京市丰台地区的空气质量进行比对,检验模拟池对PM2.5环境模拟的准确性。该模拟池在湍流模拟的基础上,又对PM2.5环境进行了模拟,该方法可行、理论依据充分,为日后研究激光大气传输提供了可靠的室内实验平台。     

非视距紫外光通信系统中霾衰减特性研究

为了研究霾环境下应用紫外光通信的系统特性,研究了霾粒子的物理特性及谱分布特性,利用散射理论分析了霾粒子在日盲紫外光波段的散射特性;并利用经典Luettgen单散射信道模型,研究了霾环境下非视距日盲紫外光传输的路径损耗特性。通过分析路径损耗与通信距离、能见度以及系统角度之间的关系仿真结果,得到了非视距紫外光传输系统中霾衰减的理论特性:在较短通信距离时,系统的路径损耗受天气状况（能见度）影响较大;能见度较好时,通信距离对路径损耗的影响将会突出,实际中应尽量选取能见度大于2 km的天气条件。文中的工作对设计霾天环境下紫外光通信系统及优化系统性能提供了一定的理论参考,同时对系统工程化实现也具有一定的指导意义。     

带通滤波器对能见度测量不确定度的影响

在能见度测量中,为了抑制环境光变化对测量不确定度的影响,在光发射端对探测光束进行调制,在接收端对探测到的光电信号进行带通滤波。带通滤波器的特性参数受到工作环境温度变化的影响,导致频响函数变化,从而引入能见度测量的不确定度。以二阶有源带通滤波器为例,从传输函数入手分析了带通滤波器频响幅度随温度变化的规律,实验测定了频响幅度随温度变化的关系。结果表明:在高能见度天气状况下,在15 ℃~40 ℃温度范围内,环境温度每变化1 ℃,带通滤波器将贡献约4.5%的不确定度;低能见度时,带通滤波器的影响比高能见度时小得多。