基于彩色CCD的三色法测量电弧温度场分布

电器触头是低压电器的主要部件,电弧温度是影响电器触头寿命的主要因素。根据ＣＣＤ器件感光成像原理、图像还原原理及普朗克辐射公式阐述了三色法测温的原理,利用彩色ＣＣＤ摄像机摄取的电弧图像中的彩色分量,运用数字图像处理技术进行了噪声消除,重建了电弧的二维温度场分布,描述了测量系统的构成,并给出了电弧实测结果。

基于EPP工作方式下的CCD图像数据快速采集

为了加快科学级 CCD相机图像数据的计算机采集速度 ,设计了 CCD信号读出、A/ D转换、数据传输流水线工作方式采集系统 ,不提高电荷转移速度的情况下快速采集图像。充分利用计算机资源 ,采用计算机并行口的EPP工作方式的地址读和数据字读的选通信号 ,通过硬件电路产生 CCD驱动、A/ D转换、数据传输等所需控制信号的方法 ,并用电平标准转换方法 。

CCD 摄象法测量有机聚合物光波导传输损耗

研究了一种测量有机聚合物光波导传输损耗的方法——ＣＣＤ摄象法．通过对波导传输线进行数字成像，根据传输线上的光强分布拟合出光强传输衰减曲线，计算出波导的传输损耗．与传统方法相比，本方法具有操作简便，测量准确的优点．

交会对接最后逼近阶段CCD相机的测量方法

本文提出交会对接最后逼近阶段，在ＣＣＤ相机（及二极管阵列）任意安装条件下，测量追踪飞行器相对于日标飞行器位置和姿态的方位角法和成象法测量方案，及在采用单机和多机时的算法，并进行了分析比较。在采用单机时，精度很高，而采用双机或多机，算法简单，速度快。将两者结合起来，可以较好地解决该阶段的测量问题。

CCD卫星相机时间序列定标:以CBERS02B为例

采用沙漠场景法、稳定目标法和交叉定标法对CBERS02B星的CCD相机开展时间序列定标,分别得到CCD相机2007—2008年期间三种方法对应的定标系数,并同CBERS02B卫星官方提供的定标系数进行比对。结果表明,三种方法得到的定标系数其误差均小于10%,不同方法的结果具有较好的一致性。最后,分析总结各种时间序列定标方法的优缺点,为今后开展类似卫星的时间序列定标提供参考。

基于彩色CCD的三色法测量炉膛火焰温度场分布

根据三色测温法原理 ,利用彩色CCD摄像机所摄取的火焰图象中的彩色分量 ,运用数字图象处理技术重建燃烧火焰的温度场分布 。

提高CCD摄像头焦距测量精度的两种方法

简述了CCD摄像头测量航空相机焦距数值和检测实际成像面位置正确与否的原理和提高测试精度的方法.采用CCD摄像头接收被测相机所成的像,利用最小二乘法做曲线拟合和灰度矩法提高成像亮线中心的定位精度,从而精确地计算出像长值.实验和计算结果表明,两种方法对航空相机焦距数值的测试计算都有很高的精度,测试误差与理论误差(0.12%)相吻合;对实际成像面位置正确与否的检测判断结果完全相同,准确率达到100%.

基于CCD的航空相机自动检焦系统

要使航空相机获得高质量的图像,必须保证镜头的焦距和实际成像面的位置符合技术要求。提出了一种自动检测航空相机焦距和是否离焦(实际成像面的位置是否在焦深范围内)的系统,论述了系统的工作原理、硬件组成和软件设计。该系统采用平行光管产生检焦信息,利用CCD摄像头作光电转换器件接收图像,采用重心法处理数据,由光电线位移传感器和光栅数显表共同作用实现摄像头轴向的精确平移,从而能够确定相机的最佳成像位置和图像尺寸。最佳图像位置用来判断是否离焦,最佳图像尺寸用来计算焦距。使用该系统对航空相机镜头焦距的检测准确率达到99.87%、是否离焦的判断与试飞结果完全相同。

基于CCD摄像头的航空相机最佳成像位置定位系统

航空相机用来获得地面图像信息,是圆满完成侦察任务的重要的前提条件。提出了一种定位航空相机最佳成像位置的系统,论述了系统的工作原理、硬件组成。该系统采用光学准直系统产生定位信息,利用CCD摄像头作光电转换器件接收图像,采用最小二乘法处理数据,由测控系统控制摄像头轴向的精确平移,根据采集的图像尺寸定位相机的最佳成像位置,利用实际成像面与最佳成像位置之间的距离判断是否离焦。通过对多部航空相机进行测试,是否离焦的判断与试飞结果完全相同。

CCD摄像机镜头薄棱镜畸变的研究

本文以CCD摄像机小孔成像模型为基础建立了薄棱镜畸变的非线性几何畸变模型,通过对影响畸变参数测量精度的各种因素的分析,使用最小二乘法解线性方程组得到摄像机系统畸变模型的畸变系数。通过与径向畸变相对比得出薄棱镜畸变对摄像机标定的影响相对较小,在此基础上提出了提高标定精度的有效方案。

航天CCD相机焦面位置地面标定方法研究

为了在地面试验阶段准确标定出航天CCD相机在轨成像时的像面位置,提出了一种基于自准直干涉测量原理和调制传递函数测量原理的航天CCD相机焦面位置的地面标定方法。介绍了该方法的原理和实施过程,并以口径1m、焦距20m的平行光管标定口径600mm、焦距6m的航天CCD相机为例,分析并计算了新标定方法和已有标定方法的标定精度。结果表明:新标定方法的标定精度优于0.006mm,是已有标定方法标定精度的5倍至10倍,能够满足现阶段所有航天CCD相机的焦面位置的标定精度要求。

孔径测量中CCD瞄准方法与图像处理

探讨了在孔径测量过程中使用 CCD摄像机对孔径工作面进行瞄准的方法 。

航空相机焦距CCD精密测量系统

针对传统焦距测量方法误差较大(0 24%)的问题,提出了一种测量航空大孔径相机焦距系统,论述了系统的测试原理和组成。该系统采用长焦距平行光管和面阵CCD(ChargeCoupledDevices)摄像头接收图像,利用动态扫描和灰度质心法,有效地测量最佳图像位置和尺寸,使CCD上的图像分辨率达到光敏元尺寸的1/10,焦距的测量精度达到了0 1%,从根本上克服了传统测量方法的误差。与传统方法相比,实现了航空相机镜头焦距的实时在线精确测量和实际成像面位置是否正确的精确判断。

基于RAC标定法的CCD摄像机参数标定技术研究

传统的摄像机标定是在一定的摄像机模型下,基于特定的实验条件,如形状、尺寸已知的标定物,经过对其进行图像处理,求取摄像机模型的内部参数和外部参数。标定摄像机参数的方法很多,大多数采用变焦距法、径向准直法及根据透射成像原理进行标定,针对摄像机的像面中心的标定。文中建立CCD摄像机透视成像的数学模型,运用RAC标定法建立求解摄像机外部参数方程组,从而推导出在径向畸变模型下求解摄像机内部参数的方程。该方法采用CCD能很好地提高精度。实验结果表明,该方法计算量小,标定精度较高。

应用面阵CCD的优化光点定位方法

传统的灰度重心法是一种用于对称目标的亚像素定位算法,其计算精度不高而且抗噪声性能较差。提出一种隔离算法,将其边缘像素分离,然后对内部像素灰度进行均值化,从而有效抑制内部像素噪声。同时,利用数据误差理论对这种算法的误差进行分析。最后,通过基于大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)标定实验,验证了这种算法的正确性,并表明优化算法有较好的噪声抑制性能。

光谱响应曲线对双色法燃烧测量技术精度影响

基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场和烟黑浓度场测量,为认识燃烧规律和掌握燃烧状态发挥重要作用。已有工作大多忽略CCD相机的光谱响应特征,而将CCD相机各通道检测信号视为火焰在特定波长处辐射能量,给测量结果带来误差,并鲜有针对光谱响应曲线简化所引起测量误差的分析。以乙烯/空气层流扩散火焰为例,模拟不同光谱响应曲线CCD相机的火焰重建过程,分析了形状、半宽、不对称性等不同光谱响应曲线参数对火焰温度及烟黑浓度重建精度的影响。结果表明,光谱响应曲线形状和半宽对重建精度影响较小,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差均小于1%;当光谱响应曲线不对称或中心波长不准确时,重建结果误差明显增大,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差可达2.4%。对CCD相机进行黑体炉及光谱响应曲线标定,通过CCD相机对乙烯层流扩散火焰进行测量发现,利用中心波长和实际光谱响应曲线测量结果具有明显偏差,最高温度和最大烟黑浓度偏差分别为4.74%和16.4%。

帧转移型面阵CCD相机拖尾评价标准和校正方法

为了有效校正装配帧转移型面阵CCD的星载偏振相机成像时产生的拖尾,开展拖尾程度评价标准和校正方法的研究。基于装配转移型面阵CCD的多角度偏振成像仪工作原理,分析了拖尾的产生机制和暗行法校正模型的特点,建立了多角度偏振成像仪拍摄积分球的拖尾仿真模型。结合仿真模型提出用拖尾区域的灰度标准差和平均梯度作为图像拖尾程度的评价标准,并用多角度偏振成像仪进行了实验验证。根据评价标准提出了校正拖尾寻优算法,实验结果表明,该算法能够自适应找出当前实验环境下校正拖尾所需的最合适暗行数量,多角度偏振成像仪各通道校正后图像拖尾的灰度标准差百分比降幅为50.3%~89.9%,平均梯度百分比降幅为65.2%~74.0%。

基于单CCD尺寸检测的摄像机标定方法

为提高机械零件尺寸检测的精度,针对Tsai两步标定法中初始参数不精确的问题,提出了基于直线投影约束的三步标定方法.该方法首先利用直线投影约束条件求解出图像中心点和畸变参数的初始值,然后结合径向排列约束条件求解超定方程组得出全部外部参数和余下内部参数值,最后对全局参数进行非线性优化.为验证提出方法的效果,通过建立基于图像模板的世界坐标系实现,即首先利用图像像素坐标求取摄像机坐标,再将摄像机坐标进行归一化,利用外参数矩阵就可以求解出图像点的世界坐标.结果表明,该方法可以有效提高摄像机标定的精度,像素误差可达0.126 5像素点,单目视觉尺寸检测中任意两点距离误差小于0.41%.

基于CCD视觉系统的刀具磨损测量方法

为保证刀具磨损测量能够在指定的周期内完成,本文提出了一种测量不同刀具磨损参数的测量方法。该系统由光源照射工具、CCD相机、激光二极管(用于轮廓深度评估)、线性投影仪、抓拍器和PC机组成,通过在刀具表面投影激光光栅线来确定轮廓深度。利用本文提出的方法,无需使用非常复杂的测量系统,即可获得三维图像。与其他能测量二维轮廓的技术相比,它具有明显的优势。

远场激光光斑图像处理方法研究

常用的基于高斯光束特性的激光光斑图像处理算法,处理远场光斑图像会丢失部分能量较低的光斑数据,致使处理出的光斑能量密度低端精度不能达到0.01μJ/cm2的需求。为了得到更精确的远场激光光斑数据信息,提出了基于噪声特性的激光光斑图像自动阈值处理算法。该算法在分析系统噪声特性的基础上,依据3σ原则确定图像提取阈值进行光斑图像处理。通过试验验证了该算法既能够有效抑制系统噪声,又能够改善光斑图像的处理质量,恢复光斑图像丢失的数据信息,使光斑能量密度低端达到探测需求。结果表明,基于噪声特性的光斑图像处理算法能够有效提高远场激光光斑的处理精度,更适用于远场激光光斑图像的处理。