高精度视轴指向可变角度高光谱成像系统研究

研制了一套高精度视轴指向的可变角度高光谱成像系统,基于对指向镜的复合控制实现了高精度视轴指向和探测角度可变功能,实验室试验获取了高精度视轴指向的多角度高光谱图像,证明了系统方案的可行性。光机结构简单、体积小、重量轻,适合轻小型无人机应用,对多角度高光谱成像技术在林业上的应用具有一定的推广价值。     

基于轻小型无人直升机平台的高光谱遥感成像系统

设计并实现了一套基于轻小型直升无人机的高光谱遥感成像系统。该系统包括高光谱成像,采集存储,姿态和位置测量及地面监视控制等部分。在烟台和扬州分别进行了两次飞行实验,获取了高分辨率的高光谱数据。分析了该系统在无人机平台上工作的性能。对实验数据分析后,发现平台姿态和位置的变化对地物目标的光谱信息无明显的影响,但对几何特性有明显影响,实验中平台的振动导致图像在横向有4个像元的抖动。最后利用POS数据对图像数据进行了几何校正,并分析了校正误差的来源。     

画幅扫描红外成像实时拼接中的光束法平差

光束法平差是遥感图像实时拼接系统的关键步骤,它需要消耗大量的运算时间,同时也决定了系统的拼接精度。针对画幅扫描红外成像实时拼接系统中的光束法平差算法,提出了一种实用的光束法平差策略,利用相邻扫描行图像的配准平差,将最新扫描行图像依次配准到已拼接图像中,为拼接图像的实时更新奠定了基础。同时利用GPGPU对光束法平差算法进行了并行加速,在保证精度的情况下,提高了拼接算法速度。通过画幅扫描成像的实时平差实验,验证了算法的精度和实时性。     

基于点特征算子的红外图像实时拼接系统

针对画幅式扫描成像方式获取的红外图像,传统的图像拼接技术无法有效地完成红外图像的实时拼接。结合基于图像点特征算子的实时拼接技术,对前沿的点特征提取及描述算子进行了模糊、噪声、像移、旋转下的性能研究,结果表明ORB特征提取算子及BRISK特征描述算子的性能最符合画幅式红外拼接系统的需要。最后在CPU＋GPGPU平台上实现了以ORB＋BRISK算子为特征算子的红外图像实时拼接系统,并利用热红外遥感图像进行了拼接的性能验证。     

面阵航空相机的图像稳定技术研究

航空相机是对地勘查测量获取信息的重要设备,通常采用前向飞行结合翼展方向摆扫的方式来扩大航空相机视场。着眼于扩大视场带来的运动像移问题,进一步严格推导了飞行和翼展两个方向的像移补偿公式,提出了实用性较强的像移补偿方案。基于MATLAB/Simulink环境对像移补偿系统数学建模进行仿真验证,仿真结果证明了该补偿方案的可实现性。在硬件实验中采用FPGA芯片作为核心芯片,实现了设计方案中像移补偿的功能。实验和仿真结果曲线实现了较好的吻合,像移补偿效果图进一步证明了像移补偿是提高航空成像质量和分辨率必不可少的环节。     

波长可调谐凝视型高光谱成像技术研究

目前高光谱成像技术已经在遥感、探测等各个领域得到了广泛应用,但是在医学、材料学和微电子学等新兴学科领域,被动式成像方式自身却存在一些局限性和不适用性。探讨了一种波长可调谐的凝视型高光谱成像系统。使用波长可调谐的单色光实现了对被拍摄物体的快速光谱测量,并利用光栅作为分光元件,使该系统的兼容性和拓展性得到了极大提高。该研究对于类似成像系统的设计具有一定的参考和借鉴意义。     

推帚式高光谱成像仪光谱定标及精度控制研究

高光谱成像仪的光谱定标是为了确定仪器各波段中心波长和光谱分辨率,是获取地物光谱信息的必要条件。高光谱成像技术取得较快发展的同时,它的光谱分辨率也越来越高,这必然要求光谱定标的精度更高。文中从单色仪对定标精度影响出发,研究得到光源辐射强度包络对精度的影响可以达到0.12 nm以上,这对于定标精度要求很高的高光谱成像仪来说不可忽略。根据不同波长处包络的影响我们对中心波长精度进行了改善。通过实验得出波段210～228之间的中心波长精度提高了0.2 nm左右,约占总波段数的11%,波段165～209之间的中心波长精度提高了0.12 nm左右,约占总波段的24%。     

轻小型面阵摆扫热红外成像系统研究

研制了一套轻小型面阵摆扫热红外成像系统,采用面阵探测器并结合系统光学元件在翼展方向的摆扫实现了宽视场、高分辨率成像,利用环架反向补偿纠正了横滚姿态扰动导致的视场偏移。通过功能验证试验,获取了视场无偏移的宽视场高分辨率图像。系统光机结构简单,体积、重量优势明显,在轻小型无人机热红外遥感方面应用前景广阔。研究成果对推动无人机载热成像技术向宽视场、高分辨率方向发展具有一定的参考价值。     

新型自动化细胞涂片和激光释放系统用于近红外光响应释放有核红细胞北大核心CSCD

为了实现外周血有核红细胞的分离与释放,开发安全有效的非侵入式技术分离有核红细胞以用于产前胎儿疾病诊断,本文以水凝胶材料为基底建立自动化细胞涂片制备系统,并构建用于识别释放有核红细胞的激光会聚和显微成像系统。首先,设计了细胞涂片制备机的机械结构,基于单片机制作上位机控制软件,优化推片角度和速度参数制备水凝胶膜基底涂片,在温敏水凝胶明胶中引入二维材料MXene,结合MXene的近红外光热转换特性,在水凝胶膜表面实现近红外光响应。然后,在水凝胶基底膜表面进行全血推片实验,优化血液推片参数,制备得到单层细胞涂片。最后,建立激光会聚和显微成像光路,对有核红细胞进行识别定位。808 nm激光器的光源经过准直镜和会聚镜聚焦到细胞涂片表面,产生光热效应进行细胞释放。此项工作实现了单层细胞涂片的加工制备,在808 nm近红外光下产生光热效应,经过激光会聚系统的调控,最终得到了光斑直径为300μm的细胞定点释放区域。本文将自动推片技术应用于以水凝胶膜为基底的单层细胞涂片的制备,建立激光会聚与显微成像光路,通过水凝胶膜的近红外响应以及热响应特性,实现了有核红细胞的识别与定点释放,提高了有核红细胞分离富集效率,在产前筛选诊断领域中具备广阔的应用前景。