帧转移型面阵CCD驱动电路的设计

采用帧转移型面阵CCD FT18作为传感器件,设计了一种高帧频大面阵CCD驱动电路。这种高速驱动电路能够保证在跟踪视频不变的情况下增加成像系统的视场角,满足了大视场搜索目标的要求。在介绍面阵CCD FT18的结构和特点的基础上,完成了FT18的时序电路和功率驱动电路的设计,并采用相关双采样(CDS)技术滤除了视频信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比。对系统进行了辐射定标,定标实验数据表明,当CCD积分时间为0.32 ms时,CCD响应度为线性,验证了驱动电路工作正常。整个系统采用现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制器件,完成自上而下的模块化设计,实现了硬件设计的软件化,提高了开发效率。

采用卷帘数字域TDI技术的CMOS成像系统设计

利用FPGA实现面阵CMOS传感器数字域TDI功能,可避免模拟域TDI的复杂电路设计、完善CMOS传感器成像方式、并可改进TDI CCD缺陷,具有重大的研究和应用价值。首先分析了同步快门方式和卷帘快门方式实现TDI的差异,然后根据TDI工作原理,提出了更利于微光成像和推扫成像的卷帘数字域TDI算法,并利用设计的CMOS成像系统进行了成像实验。实验结果表明:卷帘数字域TDI算法正确,不仅可以实现等效于积分时间增加或入射照度增强M倍功能的M级积分,而且可明显改善成像质量,将信噪比为18.37 dB的未积分图像通过10级积分提高至32.65 dB。所提出的卷帘数字域TDI技术使得CMOS相机具备了时间延迟积分功能,改善了成像质量,并改进了TDICCD难以调焦和级数不可连续调整的缺陷。

大视场遥感相机的时间延迟积分电荷耦合器件测试系统

为了在基于多片CCD拼接的大视场遥感相机研制时挑选高性能和性能一致的CCD,提出了一种CCD性能参数测试系统。首先,介绍了该测试系统的各部分组成和功能。其次,阐述了该测试系统的核心部分CCD成像评估电路关键技术,提出了基于电荷泵的CCD时序驱动策略和闭环自动可调电压供电策略。然后,针对多片CCD拼接时主要考虑的一致性参数CCD像元响应非均匀性、盲像元、过热及过冷像元,提出了基于图像处理的CCD性能测试方法。最后,测试系统对XX-X遥感相机的17片CCD性能进行了测试。结果表明,待测的各片CCD参数性能指标均符合项目的设计要求。其中,各片CCD响应非均匀性均小于5%,响应度大于985 V/(J.cm-2),动态范围大于2 320:1。测试系统可以全面地评价待选用的各片CCD性能。

低轨凝视卫星动态跟踪对成像的影响分析

为实现凝视卫星动态跟踪清晰成像,建立了卫星对地实时跟踪成像的数学模型,推导了卫星凝视跟踪成像时本体坐标系相对轨道坐标系的姿态角和角速度的变化,设计了物像位置与速度矢量映射算法,搭建了焦平面像点与地面景物点位置与速度变化的一一对应关系,结合蒙特卡洛方法统计分析了动态跟踪成像过程中卫星的姿态变化及姿态动态跟踪精度对成像的影响。最后,利用CMOS相机和小卫星姿态控制系统全物理仿真平台对凝视成像进行了仿真分析。结果表明:卫星凝视成像过程中,像面存在卫星姿态变化及姿态动态跟踪精度引起的像在探测元上的驻留时间小于探测器的积分时间,分析及仿真得出,为满足驻留时间大于或等于积分时间的要求,仿真平台动态跟踪精度优于0.002(°)/s时,可实现500 km凝视卫星2 m分辨率动态跟踪清晰成像。

数字域TDI CMOS相机调偏流方法

为了解决现有的机械式调偏流的像移补偿方法存在的,需要复杂的调偏流机构所带来的问题,提出一种适用于数字域TDI CMOS遥感相机的图像调偏流方法。该方法基于数字图像,通过配准图像像素在数字域对位累加来调整偏流角的失配量。最后为了验证提出算法的有效性开展了成像实验,结果表明在26.56°偏流角情况下直接成像的图像对比度传函为0.132 8,而应用图像法调偏流后提升为0.444 7,证明图像调偏流方法能明显改善成像效果,可行有效。该方法摆脱调偏流机械结构思路的限制,精度高而又简单易行,无需要任何附加硬件开支,有助于改进目前国内现有的像移补偿体系。

UHF RFID阅读器基带处理接收端电路的设计

根据UHF RFID阅读器实现的IQ两路正交调制解调的零中频方案,设计和实现了阅读器基带处理芯片接收端电路,包括电路总体结构及解调器、解码器等关键模块的设计,完成其RTL设计、仿真及FPGA原型验证。该设计在物理层数据编码、调制方式及其他关键技术进行了改进,性能上有很大的提高。

P111G2-M11 PLC在污水处理排泥中的应用

为了实现城市生活污水处理厂自动排泥控制,提高污水处理效率;采用了P111G2 PLC、1-8号电磁阀与指示灯、5个通断开关、配套的编程与调试规则及相关控制器件等;分析了污水处理的工艺流程、排泥控制柜的布线,进行了PLC程序编辑以及调试;结果表明:达到了每组排泥阀从开启到关闭历时30s、排泥周期8小时的预期效果;程序设计准确、合理、可移植性强,运行稳定、可靠、易调,排泥控制柜操作方便、升级简单、易于维护。

CCD传感器在热成型工艺中的应用研究

本文介绍了CCD传感器对快速热成型工件的外径在线检测原理。通过误差因素的实验考证和理论分析 ,给出一种适用的CCD信号的综合误差补偿方法。该方法避开了难以检测的误差因素 ,借助易测的相关参量的在线估值 ,适时给出误差补偿量。该系统用于热工现场 ,测控精度满足工艺要求。

模块化天文CCD通用控制器

为满足大规模拼接CCD天文观测应用系统对控制器的特殊要求,开展可扩展的模块化天文CCD通用控制器技术研究,并成功研制了样机系统.该系统采用相关双采样技术及控制技术等手段获得极低的读出噪声,采用全数字化的结构实现系统的通用性以及实现远程观测、远程监控的功能.测试结果表明,该系统的系统噪声小于3e^-,动态范围为16bit,非线性优于1%,满足现阶段大部分天文观测的需要.作为应用实例,利用本系统制作的真空紫外CCD相机,成功获得了He和氘121.5nm、164、193、205、218.6、273.3和294.5nm谱线的光谱图像,完成了对空间天文观测的102nm^320nm光谱仪的检测工作.

卷帘数字域TDI技术的CMOS成像系统的SNR模型建立

为使采用数字域时间延时积分(TDI)技术的空间高分辨率成像系统的信噪比(SNR)指标能够在前期论证过程中被准确的评估出来,提出了基于该技术的信噪比评估模型。首先分析了卷帘数字域时间延时积分(TDI)技术的工作机理,然后对基于CMOS图像传感器的成像系统的主要噪声进行了详细分析,提出了基于卷帘数字域TDI技术的CMOS成像系统的SNR模型,最后利用设计的基于国产CMOS图像传感器的空间光学相机的辐射定标实验结果验证SNR模型的正确性。实验数据表明采用提出的SNR模型算出的信噪比与图像中计算得到的信噪比在入瞳辐亮度在27.1044-5.5117,SNR范围内理论值和实验值之间的差值在2.1d B以内。而对于只有在白天进行成像的光学系统来说,其入瞳辐亮度不会超出这个范围。

基于spring框架的单点登录的设计与实现

介绍基于spring框架的单点登录的设计思路。阐述在模拟的一个相对不安全的网络环境,用户登录网站需要使用数字证书,在防止出现用户名、密码被盗的情况下,通过搭建基于OpenLDAP的目录服务器,配置数字证书,以便Tomcat和CAS能够使用SSL;然后配置CAS的服务器端和客户端,最后通过新建一个JavaWeb项目,进行基于CAS的单点登录的设计。

便携式CCD尺寸检测技术研究

便携式尺寸检测系统具有非接触、使用灵活的特点,可以应用于环境复杂、仪器不易摆放的场所,本文介绍了便携式尺寸检测系统工作原理,并对影响测量精度的光学系统几何畸变、距离信息采集、曝光时间等各种因素进行了分析,尤其针对便携式系统提出了手动扫描极小值采集测量方案,提高了系统的检测精度。

可视化技术的全新应用——SUN公司推出全新可视化服务器Sun Fire V880z

近日,SUN公司与代理商瑞宝公司合作首次以全国巡展的方式在北京、沈阳、西安和成都隆重推出全新的专门应用于可视化领域的服务器产品——Sun Fire V880z。发布会上,SUN公司为来自汽车、航空、航天、石油、天然气等制造行业和科研机构的专家、技术人员详细介绍了SunFire V880z的应用和性能,并现场进行虚拟现实环境演示。其优异的性能、完美的显示质量和适中的价格非常适合可视化效果的各种需求,获得了现场专家的一致好评。

实现空间高分辨成像的数字域时间延迟积分CMOS相机设计及分析

为使具有诸多优点的互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器更适合空间高分辨成像,寻求空间高分成像的新型技术,提出了更利于微光成像和推扫成像的卷帘数字域时间延迟积分(TDI)算法。同时研究数字域TDICMOS相机成像质量,详细分析了其噪声来源和特性,并建立了数字域积分图像信噪比(SNR)与积分级数的关系模型,讨论了积分时间和光照度对SNR的影响。最后利用设计的IBIS5-B-1300卷帘数字域TDI CMOS原理样机开展验证实验。实验结果表明本文算法能明显提高成像质量,数字域10级积分图像SNR由未积分的19.07dB提高至29.21dB,而且级数越大,SNR越大。理论分析和实验验证均表明M级卷帘数字域TDI可使图像SNR提高M(σAD+σCMOS)/(MσAD+槡MσCMOS)倍,其中σAD和σCMOS与选择的CMOS传感器有关,另外σCMOS还受积分时间和光照度的影响。

数字域时间延迟积分时间CMOS相机高分“凝视”成像设计分析

为实现凝视卫星高分跟踪成像,设计了数字域时间延迟积分(TDI)互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器在凝视姿态下的成像匹配模型,推导了卫星凝视跟踪成像时相对轨道坐标系的姿态变化,采用坐标变换方法实时计算其在凝视过程中随姿态变化的行转移时间,利用蒙特卡罗方法统计计算了凝视模式下姿态指向精度和稳定度对成像的影响。利用数字域TDI CMOS原理样机和小卫星姿态控制系统全物理仿真平台对成像进行了仿真分析。结果表明,卫星的姿态控制精度在成像过程中会引起纵向的像移速度失配和横向匹配的残余像移,成像积分级数越高,图像信噪比越大。积分级数的增加对卫星姿态提出较高要求,仿真平台姿态角和姿态角速度控制精度分别优于0.05°,0.005°/s时,采用积分级数为48级能较好地满足成像质量要求。

卷帘快门对数字域TDI成像的影响分析

数字域时间延迟积分(TDI)互补金属氧化物半导体(CMOS)成像以其成本低、功耗小、操作灵活等优势,近几年逐渐引起研究关注。然而CMOS传感器的卷帘快门存在运动失真,为了深入研究其对数字域TDI的影响,结合卷帘快门工作原理,建立了卷帘快门效应对数字域TDI引起的像移及调制传递函数(MTF)下降的数学模型。并结合推导模型开展了预估分析和验证实验。结果表明:卷帘快门效应会对数字域TDI算法带来较大的影响;读出时间越长像移量越大、MTF下降越严重;另外行周期越短影响也越严重,其中行周期从200 us变为100 us时,对应的数字域TDI图像MTF从0.6144下降为0.4807。