振动对光学成像系统传递函数影响的分析

为了使光学机械结构设计满足成像系统的要求,对机械振动对光学调制传递函数(MTF)的影响做了分析。从光学成像系统物像相对振动的形式入手,基于刀口理论(线扩展函数),用MTF作为评价函数,针对各种振动形式对图像分辨率的影响进行量化分析,并分析各种参数对MTF的影响,为光学机械的强度、刚度、和精度设计提供了理论基础。结合工程实际,提出减小振动对成像质量影响的具体措施;通过对某成像设备中振动对MTF影响的分析,计算出其动态分辨率为22 lp/mm,与实际拍摄结果较为接近;说明了该分析的正确性及其可用性。

航空相机的像面旋转特性分析

航空相机利用45°反射镜绕光轴旋转对地物的扫描进行多航迹成像,45°反射镜绕光轴旋转时,物体反射像也将绕光轴进行旋转,造成像面信息无法配准,为此必须采取适当的措施来消除像旋转,保证相机成像质量。从产生像方旋转的原因出发,基于光学反射成像理论,通过实例分析,归纳总结出扫描反射镜、光学成像物镜、折返镜对航空相机像面旋转特性的作用和影响,给出判断像旋转方向的一般方法,并以此为补偿像方旋转的理论依据,提出了一种新型的补偿方法。通过地面试验,获得了完全消除像旋转的图像信息,结果表明:该方法的同步旋转误差造成的最大像移量小于1/3像元,能够获得良好的图像效果而没有模糊,验证了像方旋转理论的正确性,及其补偿方法的可行性和实用性。

光电成像系统的像面覆盖方法分析

为了实现延时积分电荷耦合器件(TDI-CCD)在光电成像系统中的有效应用,在对现有光电成像系统像面覆盖方法分析的基础上,基于TDI-CCD的时间延时积分功能,提出了一种新的像面覆盖方法,并从理论上对新的像面覆盖方法进行了分析。通过与现有方法的对比,分析了新方法的特点,说明了该方法的可用性和实用性。

亚像元的CCD几何超分辨方法

为了在现有CCD像元尺寸的基础上提高CCD像元分辨力,对CCD几何超分辨问题进行了研究。从研究现状入手,给出了现有算法及其不足,建立了亚像元超分辨成像数学模型,提出了亚像元的CCD几何超分辨方法。该方法将两片线阵CCD集成在同一器件中,在线阵方向上错开半个像元,同时读出时间减半,最终交织重组图像数据,以合成高分辨率图像。利用MATLAB7.0.1软件对双线性插值方法及亚像元成像方法进行了仿真,并定性定量地分析了两种方法的效果。结果显示:亚像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2倍,且两组仿真图像中的PSNR比双线性插值图像分别高出1.4864dB和2.2070dB。该方法可以显著地减轻欠采样引起的图像模糊,且实时性优于双线性插值方法。

精密测角法中测量误差对内方位元素标定的影响

通过误差传递推导误差公式,确定了各参数对内方位元素精度的影响关系。为了明确对相机内方位元素精度的影响因素,对像点位置坐标精度和物方视场角精度与相机内方位元素精度的关系进行研究。在现有的精密测角法的基础上,推导关系公式来确定各参数对内方位元素精度的影响关系。对采样点各个数据的精度及其组数对结果精度的影响进行讨论。结果表明:在像点位置坐标标准差1μm内,物方视场角极限误差0.7″内,位置坐标精度对主距f精度影响较大,而物方视场角精度对主点x0精度影响较大;测量数组数(采样点数)量对结果误差有很大的影响。实验证明:该影响与实际结果相符。

光学拼接误差对TDI-CCD相机的影响

光学拼接是扩大CCD相机视场的有效方法,其关键技术为拼接精度的设计计算和正确评价。为了对光学拼接的工艺性进行有效评价,指导CCD光学拼接的设计,以光学调制传递函数(MTF)为其评价函数,分别对光学拼接的搭接误差、直线性误差、共面性误差对时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)相机光学传递函数的影响进行了理论分析,给出了各种光学拼接误差对光学系统传递函数的调制方程,为光学拼接技术的精度评价提供了理论依据,能够有效指导光学设备焦平面组件的工程设计。

海洋探测型AUV壳体设计与强度校核

近年来,由于海洋环境探测的需要,探测型自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)技术发展迅速。耐压壳体结构设计是自主水下航行器设计的重要组成部分。以《潜器系统与潜水器入级与建造规范》和《潜艇结构设计计算方法》为原则,对某海洋探测型AUV的耐压壳体结构进行设计,然后采用有限元仿真的方法对其强度和稳定性进行校核,最终得到满足设计要求的耐压壳体结构。

无相位截断误差DDS的设计与FPGA实现

通过修改传统的直接数字频率合成(DDS)设计方法,提出了一种基于查找表的无相位截断误差的DDS设计方案并用FPGA平台予以实现。该方案不做相位截断,并利用幅度量化的数学特性建立查找表,在查找表深度可容忍的前提下大幅降低了杂散噪声,减轻了存储量对提高信号精度的限制,消除了传统设计中相位截断给最终输出信号频谱的影响,提高了DDS的性能。

小波分析结合均值滤波在陀螺降噪中的应用

压电陀螺作为陀螺稳定平台伺服系统稳定回路的反馈测量元件,其输出噪声直接影响伺服系统控制精度。抑制陀螺的输出噪声是改善伺服系统特性的有效手段之一。本文提出一种基于小波多分辨分析结合均值滤波的方法,能有效降低陀螺的输出噪声。同时探讨和总结了该滤波方法在伺服系统中应用的必要条件。实验证明,该滤波方法可以有效地改善伺服系统特性。

一种基于CAN总线的AUV分布式控制系统

提出了一种基于CAN总线的AUV（自主水下航行器）分布式控制系统。结合CAN总线分布式控制的特点，将AUV控制系统划分为功能独立的控制模块，各个模块通过CAN总线节点组成整个通信网络。并采用阶梯体系结构，由操控台下达任务，中央控制单元集中管理，分散控制。本文详细介绍了该控制系统在AUV自主航行试验中的实现过程。实验中，AUV快速精确的完成了操控台下达的任务，充分说明该控制系统的实用性。

WEP安全组件的FPGA实现与优化

针对有线等效加密(WEP)安全组件高速率,低延迟的需求,提出了一种用Verilog硬件描述语言,基于FPGA平台实现IEEE 802.11a标准中,媒体访问控制(MAC)协议的WEP安全组件的方案,并通过改进架构的方式,对WEP模块的性能做了优化设计,将延迟减小到最低,使模块速率满足802.11最高速率54Mbps的要求。性能测试表明,该方案满足IEEE 802.11a标准需求,在无线通信领域具有较高实用性。

水下自主航行器在海洋环境监测中的应用及试验研究

水下自主航行器是海洋环境监测中十分重要的观测装备。论文针对海洋环境监测网的特点,开展了海洋环境观测型水下自主航行器的设计,提出了水下自主航行器在海洋环境监测中的几种应用形式。并对其中几种典型应用进行了海上演示示范试验,试验结果表明水下自主航行器在海洋环境监测中的应用是十分有意义,具有大范围推广的应用前景。