基于单光子线性APD的信息提取算法研究

针对新型单光子线性APD器件获得信息维度多、灵敏度高的特点,提出了一种基于单光子线性APD的微弱回波信号距离信息提取算法。首先利用微弱信号的泊松分布特性对回波信号进行建模,随后对每纳秒内的回波光子数进行统计,利用与脉宽等宽的距离窗进行滑窗求和,将最大值位置作为信号脉冲接收时刻,进而反算距离信息。设计了跟踪前的目标搜索策略和稳定跟踪后的距离门匹配算法,有效降低了背景光干扰和计算资源消耗,在回波光子数分别为200、10、5个时分别获得了100、9993、9658的计算正确率。对单光子量级信号设计了脉冲积累算法,单个光子信号回波的计算正确率为995。同时对静止目标通过算法迭代实现了信噪比为0dB甚至负dB的信息提取,对003个光子信号回波探测的计算正确率为961。仿真结果表明该算法可以综合应用单光子线性APD的强度信息以及单光子灵敏度,实现了在极限灵敏域下的距离信息提取。

海天背景下红外小目标检测的背景抑制及海天线检测方法

针对复杂海天背景下红外弱小目标难以检测与识别的问题,提出了基于海天线检测实现远距离弱小目标识别的方法。该方法对采集到的红外图像进行相关处理。通过用多级小波变换方法抑制背景杂波噪声提高目标信杂比;然后使用多方向Gabor滤波融合方法增强海天线边缘,并通过霍夫变换方法实现海天线定位和检测;最后通过定位海天线确定海天线附近区域的目标搜寻范围,缩小目标点潜在区,从而提高弱小目标在海天背景下的检测和识别概率。

基于FPGA的多视频接口的红外成像系统设计

设计了红外视频采集系统以及显示系统。视频采集系统适用于包含4路或者4路以内读出电路的红外探测器,视频显示系统兼容老式AV/S-Video接口,同时适用于计算机系统视频图形阵列(VGA)模拟视频接口以及高清多媒体接口(HDMI)数字高清视频接口显示终端设备。设计了视频采集和相应视频接口图像输出的硬件电路,包含信号放大电路、模数转换电路、视频信息缓存电路、视频显示数模转换电路、接口的硬件电路等,实现了图像信息采集的数字化以及图像信息显示的模拟化,通过现场可编程门阵列(FPGA)以硬件描述语言构建VGA,AV/S-Video,HDMI时序以完成相应终端设备的显示。

一种纵弯复合型超声波电动机的设计与分析

为解决纵弯超声波电动机电路匹配和结构设计复杂的问题,介绍了一种新型纵弯复合型超声波电动机结构,该电机由4个纵弯超声换能器组成。介绍了电机的结构并且对其运行原理进行了分析,其次运用有限元法通过调整结构参数实现了超声换能器的纵弯模态简并,接着运用ANSYS对超声换能器进行了瞬态分析,得到了驱动足质点的椭圆运动轨迹。最后研制了原理样机并进行测试,测得该电机的最高转速为96 r/min,最大转矩为3.8 N·m。

CCD和电寻址液晶在全息位移测量中的应用

将CCD与电寻址液晶(EALCD)相结合,CCD作为记录介质,用于全息图和全息再现像的记录,EALCD则代替传统光学全息中曝光后的全息干板,用于数字全息图的再现。这种方法不仅避免了传统全息记录材料显影、定影等过程,也避免了全息材料非线性记录等缺点,并可以实现普通的数字全息较难实现的基于相位移法的位移测试。利用双曝光数字全息干涉法,在实验中对反射式被测物体生成的菲涅耳全息图进行了光学再现,并得到了准确的数据,验证了该方法的实用性。实验结果表明,CCD与EALCD相结合,可以实现数字全息图的光学再现,通过获得的干涉条纹,可精确测定物体位移量。

远场赝热关联成像技术研究

与传统的成像技术不同,赝热关联成像基于强度涨落统计测量,仅采用一个不具有空间分辨率的桶探测器可以实现目标场景图像的采集,具有探测灵敏度高、抗干扰能力强等优势。在实验室赝热关联成像验证的基础上提出了远场赝热关联成像系统样机,系统主要包括激光光源、赝热场调制系统、散斑远场发射系统以及高灵敏度强度涨落探测系统等。由于该成像技术需要多次测量后进行重构计算,为了提升系统信息采集效率和图像重构效果,提出了基于非局部均匀滤波的图像重构算法,充分利用先验信息,有效提高图像复原的效果。最后通过仿真测试和实际成像试验验证了该方法的可行性,试验结果表明提出的系统能对远程目标进行清晰成像,并且在相同的采样次数下能够获得更好的复原效果。