高校理工类通识课课程思政教学方法探索与实践

高等院校课程思政教学责任重大、使命光荣,承担着培养与教育新一代大学生爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体、形成正确的人生观和价值观、提升道德修养和文化素养的光荣使命。在高等院校通识课中开展课程思政建设,是在育人第一阵地践行新时代赋予高校“立德树人”根本任务的重要途径。该文从课程思政育人目标、思政素材选取准则、教学方法尝试、课程引领动态建设及相关教学成果与效益等方面,总结浙江大学本科生通识课深空探测的课程思政教学实践,展开对课程思政理论研究和教学方法的探索与思考,探讨高校理工类通识课程思政的教学规律,旨在为课程思政教学在高等院校理工类通识课及专业课中的推广和普及提供参考与借鉴。

面阵空间相机稳像补偿研究

分析了由于卫星平台颤震导致的空间相机分辨率下降的原因,阐述了进行空间相机稳像补偿的必要性及国内外现有技术方法与途径。提出了利用高速CCD获得光轴颤震偏移矢量、微机械像面移动补偿的空间相机稳定成像新方法。给出了光路结构设计方案,提出了光轴偏移量探测的软件算法。研究结果表明,该方法的颤震探测精度可以达到0.1～0.2像素,补偿精度可以达到亚像素水平,对空间相机在颤震卫星平台上获取高分辨图像具有一定价值。

基于Karhunen-Loeve变换的人脸识别研究

运用生物神经系统的神经信息处理方式开展对自动人脸识别的研究。采用主要成分分析技术—Karhunen-Loeve变换,构造了一个能够将图像空间的人脸映射到人脸空间中,并实施识别的实验系统。分析了该系统的构成与特点,并给出了实验测试结果。

基于五阶自由曲面垂轴偏移的空间相机变焦方法

变焦光学系统在空间探测领域中有着重要的应用需求,提出了一种基于五阶自由曲面垂轴偏移的变焦方法,实现了具有两倍变焦能力的光学系统模型。分析了五阶自由曲面透镜的变焦原理和像差模型,采用两组五阶自由曲面透镜设计并搭建了伽利略望远系统,通过控制五阶自由曲面透镜的垂轴偏移量,来改变透镜的光焦度。仿真结果分析表明:该方法的变焦曲线具有单调性,且垂轴偏移量在8mm以内。与传统变焦方法相比,该变焦方法的特点是结构紧凑、变焦连续、控制方法简单,避免了大幅轴向变焦运动,对于可见光、红外空间光学相机轻小型化具有重要的应用价值。

超高分辨光电成像技术的研究进展

实现成像系统的超高分辨是光电探测领域中探索和追求的重要目标,对提高天文观测、空间侦察和资源探测的信息容量及精度具有重要意义。归纳总结了近年来国内外从光学系统结构、光电探测器及软件重建等方面对提高系统分辨能力所进行的部分研究和进展,结合本实验室在这一领域开展的研究,对其中的一些理论及工程方法探索进行了阐述和分析,旨在为进一步实现超高分辨光电成像系统的研究提供建设性参考意见。

焦平面钢片快门曝光特性研究

本文建立了焦平面钢片快门的运动数学模型，分析并讨论了该类快门的曝光特性．给出了在均匀曝光条件下，快门前帘和后帘的组合质量的匹配关系．

Auto CAD系统中照相机外观工程设计图形结构探讨

根据照相机外观工程设计的特点，运用ＡｕｔｏＣＡＤ１２．０计算机辅助设计系统，以提高设计工作效率和正确性为目的，对此类工程图形的合理图形结构进行了探讨。

LS 曝光建模与仿真

本文对ＬＳ照相机（ＬｅｎｓＳｈｕｔｅｒＣａｍｅｒａ）的曝光特性进行了分析，并建立了动力学数学模型．运用ＣＡＤ的手段，建立了对ＬＳ程序曝光进行仿真设计的系统，并给出了运行实例．

数字图象清晰度评价函数研究

分析了梯度函数、频谱函数和熵函数在自动对焦技术中的作用 ,并研究了评价函数的性能 .实验表明 ,梯度函数具有运算速度快的优点 ,适用于需要实时成象的场合 ;而频谱函数具有灵敏度高、曲线尖锐的特点 。

AutoCAD系统中运动副仿真系统的构造

根据运动副的特点，运用AutoCAD计算机辅助设计系统，以提高设计工作效率和正确性为目的，讨论了运动副仿真系统的构造及其具体应用。

用于实时数字稳像的灰度投影算法研究

基于灰度投影算法构建了一个实时数字图像稳定系统,阐述了灰度投影算法应用于数字稳像的基本问题.深入分析和研究了算法在稳像系统中的中值滤波、区域选择、参考帧选择等优化问题.该系统的硬件由振动平台、光学镜头、CCD、图像采集卡和计算机构成;软件编程基于DirectShow平台,通过VisualC++实现.通过对稳像试验结果的定量评价与分析表明,该灰度投影稳像算法具有简捷、快速、准确的特征,是实现摄像机实时数字稳像的一种切实可行的方法.

数字成象系统自动对焦区域设计

本文从摄影艺术的角度 ,提出一种对焦区域选择策略 .经实验证明 ,这种区域选择策略可以提高多景深场景的自动对焦的有效性 ,并可作为一种自动对焦模式预置于数字成象系统中 ,从而把传统摄影技术中的各种经验知识结合到对焦区域设计的策略中 ,使以对焦为关键技术的数字相机。

亚像素精度的行星中心定位算法

为实现深空探测中对行星目标的光学自主导航,提出了亚像素精度的行星中心定位方法。首先,建立了导航相机和目标行星的坐标变换关系,结合光学成像理论分析了行星成像的边缘特性;提出使用行星图像有且仅有的一段半圆形边缘,通过圆拟合法实现行星的中心定位。然后,根据行星图像的边缘分布特征,改进了Canny算法以快速提取行星的真实边缘,并利用最大距离法提取半圆形边缘。最后,分析了传统高斯函数亚像素边缘检测算法的理论依据,基于成像理论提出了改进型高斯函数亚像素边缘检测算法,并通过圆拟合求得行星的亚像素中心。仿真和月亮实拍实验显示,改进型定位算法的精度达到了0.02和0.68pixel,比传统插值算法约高0.03和0.21pixel,在可靠性、定位精度、抗噪声等方面均满足深空探测的需要。

彩色结构光三维成像技术

提出了一种新颖的基于彩色编码结构光的新型三维成像技术 .这种方法以颜色作为物体三维信息的加载和传递工具 ,以彩色 CCD摄像机作为图像获取器件 ,通过计算机软件处理 ,对颜色信息进行分析、解码 ,最终获取物体的三维面形数据 .对该系统进行了理论分析 ,并以人的嘴唇模型为对象进行了具体实验 ,得到了较满意的结果 .

边缘特征增强算法和小波分析在精确聚焦中的应用

在数字成象系统中 ,如何快速而且有效地实现精确聚焦一直是成象系统研究中的焦点 .本文提出了利用增强图象边缘特征来提高精确聚焦能力 ,并将常见的边缘增强滤波器与以小波变换为基础构建的滤波器进行了比较 ,实验数据表明 ,虽然常见滤波器和基于小波变换滤波器都能提高聚焦能力 ,但后者能更有效地分辨出只有微小的离焦量的图象 ,有很好的应用前景 .

空间变化PSF图像复原技术的研究现状与展望

空间变化PSF(Space-variant Point Spread Function,SVPSF)图像,即物空间各点的退化随位置的改变而改变的图像,由于其复原技术涉及到多个甚至海量PSF的提取、存储和运算,相对于空间不变PSF(Space-Invariant Point Spread Function,SIPSF)图像复原要困难得多。目前处理此类图像的主要方法包括空间坐标转换法,等晕区分块复原法,以减少数据存储量,降低计算量,提高收敛速度为目标的直接复原法等。本文回顾了这一课题的研究历史,对目前的研究工作进行了分析和总结,介绍了本实验室提出的结合GRM(Gradient Ringing Metric)评价算法的总变分最小化图像分块复原法,并提出了未来工作关注重点的展望。

用多次移位成像提高CCD成像分辨力的反演解析法

提出了一种提高CCD成像分辨力的反演解析法。通过在一个方向上多次移动CCD获得多幅 低分辨力的图像,合成一幅分辨力提高大于2倍的图像,达到CCD分辨力提高多倍的目的。克服了原有方法最多只能使分辨力提高2倍的缺点。仿真例子证明了其正确性。

非下采样剪切波的红外偏振图像融合

针对传统红外目标探测技术中的探测率较低,无法分辨红外伪装的军事目标等缺点,提出区域显著性的非下采样Shearlets变换(NSST)方法融合图像,运用NSST能够将图像精细的分解在频率域,在频率域根据图像显著性分布权重确定融合规则,经过NSST反变换得到融合后图像.结合中波与长波红外实拍实验,比较该方法与其他常用融合方法,结果表明,区域显著性的NSST融合图像噪声信息少、对比度、信息熵及互信息值均较高,方法适合偏振图像的融合,有利于目标的识别与探测.

一种用于数字成像的自动对焦系统

提出一种用于数字成像的自动对焦系统,它以CMOS为图像传感器,用DSP进行数据处理并控制驱动电路调整镜头的位置,达到准确自动对焦的目的。系统采用对焦深度法实现自动对焦,通过改变镜头的位置获得一系列模糊程度不等的图像,计算每幅图像的清晰度评价值构成对焦评价曲线;采用梯度函数作为评价标准来评价图像的清晰度;采用窗口选择技术控制对焦感兴趣范围,减少了数据处理量;对实验样机的测试表明,系统有较好的自动对焦性能,并解决了百叶窗问题,对透过玻璃窗户的目标仍然能正确对焦。

对流层低层臭氧的差分吸收激光雷达测量

利用紫外差分吸收(DIAL)激光雷达对北京南郊对流层低层臭氧垂直分布进行了测量,将探测结果与探空气球同时测量的结果进行了对比,取得了较为一致的分布趋势。选择北京南郊地区晴好天气探测的结果进行了统计分析,结果表明:近地面层内随高度增加,臭氧体积混合比逐渐减小;距地面0.5～1.5km内平均臭氧体积混合比具有明显的日变化趋势,最大值出现在午后14点左右,相对太阳辐射最强时刻具有明显的滞后性;日平均最大体积混合比低于4×10-8,体积混合比起伏小于±3.2×10-9。