像增强器在高速图像采集中的应用分析

对以9350EOS-3-PRO三代像增强器和MC1362高速相机为平台搭建的高速采集系统进行了简单介绍,对可能影响像增强器工作的外部因素进行了实验分析。从电压和照度两个方面出发,通过实验采集数据并用MATLAB软件处理后得到结果。分析结果表明,当电压在2.98 V~4.22 V之间时,成像效果无明显变化,但在低照度环境下能显著提高成像效果,在高照度环境下工作容易饱和,有待进一步改善     

原向反射屏剩余发散角测试

 提出了玻璃微珠原向反射屏的剩余发散角概念和测试方法：将激光光束投射到原向反射屏,其反射回的激光光束成像到硫酸纸（接收屏）上。利用相机拍摄不同距离下原向反射屏的成像光斑,得到光斑的图像数据;并处理相应图像数据,计算出剩余发散角。通过实验测得所用的玻璃微珠原向反射屏的剩余发散角为0.447 8°。     

铁质破片的高光谱图像识别研究

高光谱成像凭借高的光谱分辨率、图谱合一、波段多的特点,能够为待分类目标提供多维的参考信息,从而提高分类精度。爆炸破片的识别回收能够为爆炸威力的评估和防爆措施的设计提供参考。针对当前破片检测中多采用可见光波段或红外波段等单个波段进行检测,忽略了破片目标与背景对不同波长的光有着不同的吸收程度,没有将多波段破片特征充分利用,为此结合高光谱检测手段,提出了一种空间分割结合光谱信息的爆炸破片识别方法。在实验室环境下,首先采集铁质破片、石头、树叶的高光谱图像,对采集的样本图像数据做预处理,包括去噪声以及黑白校正反演反射率信息等,感兴趣区域随机提取三类样本像素点共750个,随机选取600个点作为训练集其余作为测试集,通过训练后得到预测准确度分别为88%、 88%、 94%的决策树模型。其次模拟了铁质破片散落在含有石头树叶的沙土中的场景并采集其高光谱数据,通过前后级联的空谱融合方法,在空域经过图像增强和去噪等预处理之后,采用边缘检测结合区域生长以及形态学处理的方法对空间图像进行分割,得到沙土上有形态的目标,空间分割的交并比(IOU)达到93.5%,真阳率(TPR)达到97.4%;然后结合光谱域训练得到...     

基于ATmega16单片机的数显电压表设计

针对测试仪器内部直流电平检测的需要,设计了一款以ATmega16为核心,结合电阻分压网络以及反相求和电路的数显电压表。用单片机自带的十位内部ADC进行模拟数据的采集和转换,设计软件精度校准的方法实现对-19.9~+19.9 V正负量程范围内直流电平的精确测量,并用三位数码管显示,超过设定阈值产生报警。实际测试结果表明,该系统误差不超过0.1 V,具有测量精度高、成本低、性能可靠、显示清晰等优点,有着很好的实用价值。     

光电靶的设计与改进

为了测量枪、炮子弹的速度,提出一种基于光电转换的原理光电靶的设计方法。当光电靶工作时,火光或是环境光会影响光电靶产生误触发信号或是不能捕捉住弹丸过靶信号,影响了测试的准确度和灵敏度。采用新型的大面积激光光幕技术设计了光电补偿电路,将其干扰光引起的变化的光电流信号补偿掉,分析其原理,并用实验方法验证了设计的正确性。最后实弹测试其系统的有效性与实用性。结果表明,新型的补偿电路测速系统能够有效地抑制干扰光的影响。     

弹光调制光电转换放大电路设计

弹光调制干涉具调制的干涉光被探测器接收后输出高速变化的微弱电信号,能否将该电信号提取并放大输出对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的研制至关重要。通过对调制干涉光进行理论分析,设计一种具有高信噪比和较高带宽的光电转换放大电路,主要由电源电路、光电转换电路、放大电路、理论通频带为100 kHz~3.5 MHz的带通滤波电路组成。实验结果表明:设计的电路能够将探测器输出的最大频率为1.6 MHz的信号放大至670 mV左右,实现了将探测器输出的微弱速变电信号从背景噪声中有效提取与放大,为后续傅里叶变换提供可靠数据。     

基于FT245RL和FPGA的USB接口设计

研究了基于FT245RL和FPGA的USB接口设计方法,介绍了USB通信芯片FT245RL的工作原理及使用方法,设计了FT245RL与FPGA之间硬件电路的连接,给出了FPGA中VHDL的语言描述方法,并介绍了PC机软件的设计方法。实验结果表明,该通信方式数据传输快速稳定,可靠性高。     

对于斜入射滤光片的分析

窄带滤光片广泛应用于各种技术领域。而在入射光倾斜入射到窄带滤光片时,由于偏振光的中心波长出现分离,会导致其偏振分离和偏振相关损耗迅速增加,严重影响光通信系统的性能。在必有倾斜入射光通过滤光片的试验系统中,研究和分析其偏振相关损耗在选择滤光片时具有很重要的意义。     

高光谱成像的垃圾分类识别研究

高光谱成像因光谱分辨率高、图谱合一、可实现快速无损检测等特点现已广泛应用于农业、医学、遥感等领域。现有的对可回收生活垃圾检测与分类的方法,都存在检测时间长,分类效率低,而大量多种垃圾无法同时快速分拣等问题。考虑到不同类别的生活垃圾由于其主要组成分子结构的差异,对不同波长的光有不同的吸收特性。高光谱图像在记录待分类垃圾的空间信息的同时,可以获得垃圾对不同波长的光的反射率光谱信息,通过建立识别分类模型对反射率光谱信息进行分析可以实现对高光谱图像中待分类垃圾的识别与分类。收集常见纸质、塑料、木质三种材料的可回收的垃圾样本,包括塑料瓶、食品包装袋、塑料玩具(饰品)碎片、一次性筷子、雪糕棒、木制家具碎片、木制包装盒、废旧课本、广告纸、办公用纸等多种物品共30个样本,进行清洗和裁剪处理,避免样本表面污渍对样本反射率产生影响。利用高光谱成像系统采集样本在近红外(780～1 000 nm)范围内的高光谱图像,其中18个样本做训练样本集,12个样本做测试样本集。对采集的样本图像数据做预处理,包括去噪声以及黑白校正反演反射率信息等处理;通过主成分分析(PCA)方法对训练样本集感兴趣区域(ROI)进行分析,提取到的特征波段为795.815,836.869,885.619,916.409,929.239,934.37,957.463,972.858和988.253 nm;在特征波段下分别提取这三种类别垃圾的参考光谱,通过光谱角度填图法(SAM)对测试样本ROI区域内提取的测试样本点集在特征波段下与参考光谱进行匹配,由匹配程度进行样本点归类,分析结果表明,测试样本集中纸制样本(A类别)、塑料样本(B类别)、木制样本(C类别)的分类准确度分别为100%,98%和100%,测试样本点集整体的分类准确度为99.33%;通过Fisher判别方法分析训练样本集得出判别函数式和判别准则,对测试样本点集分类,评价结果为A,B和C类样本分类准确度分别为100%,100%和97%,测试样本点集整体分类准确度为99%。通过SAM和Fisher两种判别方法对测试样本集的光谱图像进行目标物的检测与分类,结果表明,利用SAM判别方法在可回收垃圾的高光谱图像中实现检测与分类有更高的分类准确度,可达到99.33%。同时,也验证了使用高光谱成像进行可回收垃圾快速分类的科学性以及可行性,对未来系统化、机械化、智能化地解决生活中可回收垃圾的分类具有一定的实用意义。     

基于激光光幕的连发弹丸测速系统

连发弹丸的速度和射频测试是靶场测试要研究的一个重要问题.介绍了基于四光幕的区截测速系统,分析连发弹丸过靶波形特征,采用前沿分析的方法确定弹丸过靶波形的特征点,对存在振动信号的波形利用信号匹配法确定弹丸过靶波形的特征点,编写了基于VC＋＋开发环境的测试软件.利用软件对波形数据进行处理获得连发弹丸的速度和射频.实弹打靶测试的结果表明,该激光测速系统操作方便,测试结果准确.