基于Facet模型的闪光图像边缘检测

针对闪光图像的特点,对经典边缘检测算子进行了分析,发现存在检测出的边缘粗和对噪声的干扰比较敏感的缺点,提出了一种基于Facet模型的爆轰实验图像边缘检测算法。该方法吸取了其它同类方法的优点,引进了正交基简化了运算,用离散正交多项式对图像每个像素的邻域作最佳曲面拟合,在此基础上使用整体梯度算子寻求二阶方向导数的零交叉点,最终提取边缘点。结果表明:该方法检测出的边缘细,并且光滑连续,对图像噪声干扰有较强的抑制能力,对于孤立的边缘能够给出较精确的定位。

Research status and challenges in the manufacturing of IR conformal optics

The infrared conformal window is one of the most critical components in aircraft.Conformal windows with high performance bring low aberrations,high aerodynamic performance,reliability in extreme working environments,and added value for aircraft.Through the past decades,remarkable advances have been achieved in manufacturing technologies for conformal windows,where the machining accuracy approaches the nanometer level,and the surface form becomes more complex.These advances are critical to aircraft development,and these manufacturing technologies also have significant reference values for other directions of the ultra-precision machining field.In this review,the infrared materials suitable for manufacturing conformal windows are introduced and compared with insights into their performances.The remarkable advances and concrete work accomplished by researchers are reviewed.The challenges in manufacturing conformal windows that should be faced in the future are discussed.

红外窗口和整流罩材料研究现状与发展趋势

介绍红外窗口的三个综合性能评价因子:热破裂品质因子、光畸变品质因子、抗热冲击品质因子;并用它们评价了氟化镁、尖晶石、氮氧化铝、蓝宝石、硫化锌和硒化锌、金刚石等主要的红外窗口和整流罩材料;综述其国内外的研究现状,并对其未来的发展趋势发表了自己的观点。

红外成像制导技术发展现状与展望

随着信号处理、半导体技术的飞速发展,近几年红外成像制导技术取得了长足的进展。为了对该领域相关技术进行总结,为未来的研究工作提供参考,首先介绍了红外成像制导技术的概念,分析了红外光学系统、红外焦平面探测器以及图像处理等红外成像制导中的关键技术的发展现状。参考国内外红外成像制导领域的发展趋势,结合作者多年从事可见光、红外成像制导技术研究积累的经验以及对该领域关键技术的理解,预测了未来红外成像制导技术的发展方向。

金刚石光学窗口相关元件的研究进展

金刚石光学窗口相关元件是一种将金刚石优异的光学性能,与其他优异的力学、热学、电学性能和化学性能相结合,通过微波等离子体化学气相沉积工艺等多种合成方法制备的具有不同几何结构、可在极端条件下使用的一类光学器件。本文将以X射线、深紫外到微波范围内不同波段对应的不同种类的光学元件应用为基础,对近年来国内外发展起来的金刚石光学元件的种类、制备与加工进行综述,总结了光学窗口元件的研究现状,并对未来的发展方向进行了展望。

红外窗口和整流罩材料的发展和应用

在当前复杂的战场情况下,军用光电系统需要在各种环境条件下工作,这就要求这些系统的外部光学元件(窗口和整流罩)具有能够在各种苛刻的环境条件下正常工作的能力。根据系统的应用,常用的窗口和整流罩材料有蓝宝石、ZnS、ZnSe、Ge、Si等。另外,还可选择如尖晶石、AlON和MgF2等其它材料。对上述材料的制备技术和应用情况进行了收集和整理,给出了其性能参数,并对其发展趋势进行了预测。

红外窗口与整流罩的雨蚀研究进展

评述了高速雨滴对红外透波窗口与整流罩的冲蚀磨损行为及其特殊表面载荷的应力波传播形式、损伤裂纹类型和力学机制,介绍了雨蚀损伤的影响因素及评测方法和指标,指出了当前高速雨滴对红外透波窗口与整流罩的冲击磨蚀行为的研究方向.

高速飞行器红外制冷头罩设计

高速飞行器在大气层内高速飞行时,其头罩表面受大气气流的影响产生严重的气动光学效应。为了降低气动加热对头罩和侧窗结构材料的强度与刚度的影响,从侧窗制冷方式选择与设计、侧窗材料选择与设计、罩体材料选择与设计等方面进行研究,设计出了高速飞行器光学制冷头罩。

透红外晶体材料的研究现状

透红外晶体材料由于具有优异的红外光学性能,已被广泛应用于红外窗口和整流罩等方面。简要概述了透红外晶体材料的性能要求及其对透红外晶体材料发展的意义。以性能优异为指标,梳理了国内外关于透红外晶体材料的研究现状。最后展望了透红外晶体材料的发展趋势。

中红外导流罩及窗口材料的发展趋势

介绍了中红外导流罩及光学窗材料的技术要求,从材料特性、制造工艺、成本等方面,对兰宝石、尖晶石、氧化钇、ALON及熔石英等五种优选材料作了综合评价,论述了国外研究与开发的现状。

红外光学窗口和罩材料的最新进展

概述了红外光学窗口和罩材料研究的最新进展。主要论述了对红外窗口和罩材料的新要求;耐高温红外材料,特别是镁铝尖晶石、兰宝石、氧化钇、镧增强氧化钇及ALON的研究动态;给出了上述材料常温及高温时的光学、物理化学及机械性质。

扩展安全密度窗口钻井液技术在吐哈油田的应用

介绍了吐哈油田使用的2种扩展安全密度窗口防漏堵漏钻井液技术。一种是针对丘陵区块高压调整井提高钻井液密度时引发的漏失问题,从提高钻井液的封堵造壁能力及改善高密度钻井液的润滑性和流变性入手,形成的一套防漏技术。另一种是针对吐哈钻井公司承钻的塔河油田盐下井提高钻井液密度时引发的漏失问题,形成的一套承压堵漏技术,该技术使用的堵漏剂由粗、中、细及软、硬堵漏材料按照合理匹配复配而成。介绍了2种防滑堵满钻井液技术的现场施工工艺。推广应用结果表明,扩展安全密度窗口的防漏堵满钻井液技术,能有效提高地层承压能力,减少井下漏失,缩短钻井周期。

防护罩气动热效应对玫瑰扫描系统的影响仿真分析

针对高速飞行器气动加热效应对高速飞行器光学性能的影响,建立了防护罩热辐射模型。在此基础上,编写了仿真控制程序,利用TracePro软件,实现了光学自动追迹,动态模拟了防护罩热效应在整个光学系统扫描过程中产生的影响,以及在各光学运动部件单独扫描时的影响。通过对热效应引起的杂散光在玫瑰扫描过程中的传输路径分析,提出了建议改进措施,为高速飞行器光学性能分析及其环境失效研究提供了参考。

整流罩气动加热对红外成像系统像质的影响

导弹高速飞行时,整流罩的气动加热会导致整流罩具有较高的温度,并且承受较大的气动载荷。利用ANSYS软件计算在500℃高温和4个大气压气动载荷下热压硫化锌红外平板窗口和同心球形整流罩的变形情况,并采用ZEMAX光学设计软件分析了变形对红外成像系统像质的影响。针对视场角13°、焦距70 mm、F数为1的红外长波成像系统进行了气动加热影响下的像质分析,结果表明:红外平板窗口的变形对成像系统所有视场的调制传递函数(16 lp/mm)几乎没有影响;同心球形整流罩的变形导致成像系统的调制传递函数最大下降了2.56%。

红外运动小目标检测的小面拟合算法

针对红外图像序列中运动小目标,提出一种基于预测的小面拟合目标检测算法。首先根据图像序列中目标运动的连续性及方向性,采用二阶自回归模型预测目标的搜索窗口。然后根据天空背景红外图像中小目标灰度高于背景的特征,利用小面拟合模型对搜索窗口的局部区域作灰度曲面拟合,提取搜索窗口内灰度极值点作为目标,提出了相应的目标检测算子。对红外图像序列的实验表明,该算法可有效检测天空背景下红外运动小目标,算法的实时性和抗干扰能力优于传统的目标检测方法。

红外窗口/整流罩技术新进展

随着红外制导技术的发展,红外窗口/整流罩技术自身已经发展成为一个特殊的技术领域。为了全面概括红外窗口/整流罩技术发展情况,介绍和分析了相关专业技术取得的进展:(1)红外窗口/整流罩材料制备技术;(2)气动整流罩设计与制造技术;(3)红外窗口/制冷技术;(4)红外窗口/整流罩镀膜及光学加工技术;(5)红外窗口/整流罩性能测试。

丽江2.4米望远镜的圆顶侧窗自动化控制系统

丽江2.4 m望远镜的圆顶采用方位随动和滑动式天窗的超半球结构,起初为改善因圆顶和望远镜终端电子设备引起的内外大气湍流,设计了大面积的多组机械式侧窗。但由于高平台手动操作危险、缓慢、不精确且易损坏,为实现侧窗稳定的多组自动控制,开发了基于STM32板的嵌入式圆顶侧窗自动控制系统,利用WiFi模块、串口模块和手柄实现侧窗的远程和多通道控制。同时结合气象数据、圆顶位置信息等使系统能根据气象阈值进行预警、自动开合,并尽量减小风对望远镜振动的影响。侧窗控制系统的设计可满足上层系统集成的需要。该系统稳定可靠,能满足侧窗的自主运行与人为控制。

球幕动画电影渲染管理系统设计研究

球幕动画电影后期制作流程复杂,如果使用传统的渲染农场软件完成,执行效率不高。为了解决此问题,文中分析了球幕动画电影的制作工作流程,利用渲染农场技术,基于Win-dows HPC高性能计算包,设计并搭建了利用集群计算机进行分布式计算的渲染管理系统。该系统通过分层作业模板,实现了球幕动画电影工作流程的集成化,用户可以根据需要定制作业,通过并行计算完成所需的制作步骤。通过预渲染机制,合理分配计算资源并有效控制任务粒度大小,获得更高的计算效率。该系统已应用于北京天文馆,参与完成多部动画电影的制作工作,稳定性强,效果良好。该系统的实现,扩展了渲染集群的适用范围,简化了用户的手动操作,提高了球幕动画电影的制作效率,具有理论意义和应用价值。

斯里兰卡以东海域涡旋偶极子的生成与维持机制

斯里兰卡岛以东海域在西南季风期间常会出现一对低频涡旋偶极子(即斯里兰卡穹顶气旋涡和反气旋涡),对当地的海洋生态系统及气候有着重要影响。基于(1/12)°分辨率的混合坐标海洋模式(Hybrid Coordinate Oceanic Model,HYCOM)再分析资料以及多尺度子空间变换(MWT)和基于MWT的正则传输理论等方法,分析了它们的生成发展机制。结果发现这2个涡旋发展所需能量最终都来源于海表风应力做功,但具体可取3条完全不同的路径:①风应力直接驱动涡旋;②风应力驱动背景场的西南季风流,其后西南季风流发生正压不稳定以提供涡旋所需的涡动能;③西南季风流通过风应力做功获得的动能转换为有效位能,其后通过斜压不稳定给涡旋提供位能。涡旋最终衰亡的主要原因包括风应力对涡旋做功的减少、西南季风流正压不稳定的减弱、涡旋的能量频散以及低频涡向更高频扰动的正向能量级串。

国外潜望镜和光电桅杆观察窗的选型分析

对潜望镜和光电桅杆使用平面窗和球面窗的利弊进行分析和比较,并对国外公开的各种典型的潜望镜和光电桅杆使用的窗口和俯仰角之间的关系进行列表分析和比较,对今后的观察窗口的选择趋势进行预测。