基于投影分割的激光告警光斑中心快速提取算法

针对现有激光告警系统中因数据处理不及时导致漏警、响应速度慢的问题,提出了一种基于投影分割的光斑中心快速提取算法,根据衍射图像中各级光斑横向均匀分布的特点,提出先向坐标轴投影,再分别计算光斑中心坐标,实现快速提取的方法。将该算法部署到FPGA硬件系统,使告警系统能够在一帧图像传输周期内完成光斑中心坐标提取任务,提高了图像处理效率,进而实现高效告警。经实验证明,该算法光斑中心坐标提取最大误差为1个像素,告警系统响应时间为17.453 ms。该方法通过优化图像处理算法,缩短了告警设备响应时间,实现了对来袭激光快速、准确的告警。

基于FPGA+SDRAM图像传输控制系统

为了解决高帧率图像采集系统中各个模块间传输速率不同而出现数据丢失的问题,论文采用FPGA+SDRAM来实现图像传输的方案。文中以光栅衍射效应测量入射激光方位角、俯仰角和波长等特征参数为需求背景,采用CMOS探测器、FPGA、SDRAM、USB等构成的小型硬件架构,并在此基础上,对SDRAM控制方式进行了优化,通过对乒乓模式提出改进,传输标志位控制地址指针指向,实现图像的完整采集。在激光高警系统应用中,使用FPGA+SDRAM的方式实现硬件采存,使用USB接口将数据传输到上位机,利用Matlab对各点在XY轴上的座标进行求解,最后通过光学知识计算出激光波长方位角等特征参数的方式验证系统的实用性。本试验采用850 nm波段的激光进行了检测,其波长测量精度在9 nm以内。

提高某型设备的传导抗扰度

文章基于某型设备的工作原理,结合电磁兼容传导抗扰度试验机理,针对设备在CS114和CS116传导抗扰度测试过程中出现的性能异常问题,进行了分析、定位、整改以及验证,提出了提高该型设备传导抗扰度的设计优化和整改措施,有效改善了该型设备的抗电磁兼容传导干扰的能力,降低了虚警率。

基于MicroBlaze的激光告警最小处理系统设计

为满足激光告警系统高角度分辨率与小型化设计兼容的需求,基于嵌入式系统开发流程,研究了MicroBlaze软核处理器的体系结构,设计并实现一个基于MicroBlaze软核的激光告警最小处理系统。该设计通过MicroBlaze软核搭建微处理器平台,与设备功能所需的外设IP核联合完成可编程系统芯片(SOPC)的设计,单片集成处理的设计使得信号流转发生在单个芯片内部,大大提高了数据运算速度与数据交互的实时性。实验结果表明,该系统很好实现了对激光信号的采集、处理,与外部设备串口通信结果符合预期。

基于激光净空雷达数据的叶片信号提取

为了降低雾天风力发电机组叶片信号的虚警率,以激光净空雷达获取的原始信号数据为基础数据源,在信号预处理的基础上,采用时空约束的方法,实现了叶片信号的准确提取;并将集成了该叶片信号提取方法的激光净空雷达在常年有雾的地区进行了挂机试验。结果表明,所提出的叶片信号提取方法取得了较好的效果,叶片虚警率低于2%,提升了激光净空雷达测距数据的可靠性和环境适应性。该研究为激光净空雷达用于风机净空监测提供了参考。

锚运一体机的自动跟随系统设计

为了满足煤矿井下巷道掘进工艺要求,采用掘进机和锚运一体机等设备组成快速掘进系统,实现掘护平行作业、边掘边支的功能,提升生产效率和掘进速度。在快速掘进系统中,锚运一体机和掘进机之间的距离是一个关键性因素,要保证快速掘进系统的正常运行,就要保证锚运一体机和掘进机之间的距离始终处于一个安全范围内。因此设计了一套自动跟随报警系统,采用2台激光测距仪测量锚运一体机与前方掘进机的距离,当锚运一体机和掘进机的距离超出或小于安全距离时,机器会根据井下实际情况进行报警或者自动移机,保证生产安全。

振动光缆在云南输油管道项目中的应用

为了降低油气管道站场周界入侵报警系统的误报率和漏报率,文章采用振动光缆与激光对射相结合的技术,设计了一种新型周界入侵报警系统。文章通过对比传统和新型周界入侵报警技术的优点和缺点,并在云南成品油管道项目上进行应用,可得结论:振动光缆与激光对射相结合的技术手段能够显著提升对长输油气管道站场的周界防护效果,有效降低了误报和漏报情况的发生率,适合在油气管道站场上进行推广应用。

基于雷视融合的涉铁工程防侵限监测系统的设计与实现

针对涉铁工程建设不断增多,防侵限监测需求持续提升的情况,设计了一种基于激光雷达和摄像头融合技术(简称:雷视融合)的涉铁工程防侵限监测系统。该系统采用铁路局集团公司监控中心、工地监控中心和现场防侵限监测设备三级架构,实现了针对涉铁工程侵限事件的精准监控和报警。文章阐述了该系统的具体功能和关键技术,并在涉铁工程项目中进行实际部署与测试,验证了系统的性能,具有推广价值。

浅析激光对抗的“攻”与“防”

论述了激光对抗的两个方面,即"攻"与"防"。在进攻部分中介绍了几种激光进攻手段,如激光测距、激光制导、激光雷达及激光武器等,说明现代战场上的激光威胁和进行激光对抗的必要性;在防御部分中有针对性地阐述了各种激光对抗措施以及防护方法,如激光告警、激光干扰、激光反干扰及简单防护措施。最后对激光对抗的发展趋势作了概述。

激光防护探测告警装置研究与性能测试

以多功能防护镜为平台,研制了激光防护探测报警装置,并对其性能进行了测试。该装置可对0．53、0.8、1.06μm 3 种波长激光进行探测和声光报警,确定入射激光方位和激光波长,并实施防护。具有探测灵敏度高(10-7J／cm2)、响应速度 快(光电机制)、激光衰减倍率高(D＞4)、体积小、重量轻、携带方便等特点,可在各种激光作业环境个人佩带使用 ,也可 用于光电传感器和观瞄仪器光学窗口的激光探测与防护。

宽波段低虚警率激光告警电路研究

为满足复杂电磁环境下的使用要求,克服强背景光干扰造成的高虚警率,设计了一种具有较强的抗电磁干扰能力和低虚警率的激光告警电路。分析了现有各种激光探测技术的特点和不足,有针对性的采用了模拟电路和数字电路相结合的方式,在模拟电路部分实现了探测激光波段的改进,在数字电路部分实现了虚警率的降低。范围采用灵敏度高、响应带宽宽的光电探测器作为来袭激光接收装置,可探测探测器响应频带内不同波段的来袭激光信号。基于可编程逻辑控制器件(CPLD)的逻辑驱动控制电路能按程序给定的规则判别来袭激光信号的脉冲宽度,排除干扰光信号造成的误判,降低虚警率。测试结果表明,该电路的放大电路增益G=30,信噪比为20dB,探测距离≤5km,探测波长范围为850～1 700nm,虚警率≤5%。

一种新型光电网球司线仪的研究与设计

网球比赛中的司线问题主要是靠裁判的肉眼进行判断,但有时会出现误判的情况,该文提出并研制了一种新型光电网球司线仪,司线仪由激光发射装置、激光接收装置和声光指示电路组成。司线仪是利用网球落地的一瞬间挡住激光发射器和接收器之间的激光后,司线仪里面的单片机1的串口向单片机2发送一个一定时间范围内的高电平脉冲,从而使声光指示电路做出反应,发出报警信号,达到司线的目的,并对司线仪的工作性能做了初步的实验研究。

用CMOS探测脉冲激光中的虚警抑制技术研究

如何在保证激光探测距离的基础上保持低的探测虚警,一直是激光探测系统的核心问题。以CMOS成像型激光探测系统为技术背景,分析了引起虚警的主要因素是场景噪声和强光干扰等,对此提出从三个方面来抑制系统虚警:光谱滤波技术;提高图像采集帧频,减少积分时间;帧相减技术。实验表明,在采用相同的探测阈值时,它们使虚警概率得到大大的降低,达到了较好的虚警抑制效果。

激光告警与激光干扰技术的发展

激光告警与激光干扰技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。文章介绍了国外激光告警与激光干扰技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展激光告警与激光干扰技术的优势和重要性,重点探讨了几种激光告警与激光干扰技术的性能及其特点,最后论述了激光告警与激光干扰技术的发展动向与分析。

锥形光纤在多窗口激光告警系统中的应用研究

为了实现激光告警系统的抗干扰性及宽视场,文章提出应用锥形光纤进行光学探头的设计。该方法是采用端面有锥角的光纤并与光电二极管直接耦合连接实现光电转换,通过测量电压值来表示入射光的能量。文章根据激光告警系统设计要求对锥形光纤角度选择及光纤能量接收进行了分析和实验,实验数据表明,该方法可以增大告警系统的探测视场。

脉冲激光雷达测距系统虚警分析

脉冲激光雷达测距中,由于各种原因引发的虚警是影响激光雷达使用性能的一个重要问题。文中对脉冲激光雷达测距系统进行分析,找出引起脉冲激光雷达测距虚警发生的主要原因,并提出了减少脉冲激光雷达测距虚警的措施。

激光辐射多功能集成防护镜光学特性与复合技术

为了对激光和微波辐射进行有效防护,研究了防激光-微波-激光探测告警一体化的多功能防护镜与复合技术,采用多功能防护材料与复合技术、夹层材料与真空热压复合技术、抗冲击防溅射眼防护技术、分体和组合式可调防护镜技术进行了多功能防护性能测试,以及环境适应性能、生物效应和工效学测试。介绍了多功能防护镜复合技术特征、光学特性和相关技术参量。结果表明,多功能防护镜的紫外辐射透射比为0.0003～0.0005;经环境试验并存放10年后的防护镜光密度相对偏差为0.0024～0.035;光密度非均匀性为0.00059～0.0011;0°～30°激光入射角光密度相对偏差为0.0061～0.012;不同偏振方向激光照射,0°～30°激光入射角光密度相对偏差为0.0019～0.014;激光辐照量为578.5mJ·cm^(-2)～2405mJ·cm^(-2),佩带防护镜的兔眼未见损伤。该防护镜各项性能指标符合设计和使用要求,并应用于科研、教学、生产、训练和医疗,起到了良好的防护效果。

激光辐射多功能集成防护镜

为了减少和避免激光和微波辐射眼损伤,设计研制了防激光、防微波、激光探测告警为一体的多功能防护镜。该防护镜由特定功能的光学部件和光电子模块组成,包括多功能复合防护镜片、镜架和激光探测报警系统。进行了多功能防护镜复合技术研究和防护性能测试。结果表明,该防护镜在激光波长532nm,1064nm,790nm,840nm的光密度为4.0～7.28;可见光积分透过率为18.7%;微波衰减大于20dB;报警系统在532nm,1064nm和840nm激光波长能提供自动检测和声光报警,报警器的探测灵敏度为10^(-7)/cm^2;该防护镜可承受1g质量、300m/s～400m/s速率的钢制球形破片的冲击;防护镜总质量小于200g,该防护镜防护波段宽、对激光和微波的衰减倍率高、防护角大、可见波段透光性好、可分体和组合使用、体积小、重量轻、便于佩戴、适用于个人佩戴防护和光电传感器的防护。在现代光学实验和各种激光与微波作业环境,以及反恐和公共安全中是不可缺少的防护器材。

星载激光告警系统虚警源辐射特性分析

针对星载激光告警系统的虚警问题,研究了星载环境下典型近红外告警探测器的辐射环境。分析了卫星环境下能够造成虚警的干扰辐射源,对各种辐射源在典型攻击激光波段的辐射特性进行了数值计算。结果表明:星载激光告警系统的主要背景辐射源为太阳和地球,在波长小于4μm的光谱区域,太阳辐射产生的背景干扰起主要作用,而在大于4μm的波长区域里,太阳辐射迅速衰减,地球辐射成为主要的背景辐射。在1.315μm COIL攻击激光波段,太阳辐射照度达到51.4 mW.cm-2,在10.6μm CO2威胁激光波长处,地球辐射值为2.43 mW.cm-2,需要重点抑制。闪电辐射是主要的目标干扰辐射源,在整个近红外波段的平均辐照度为几百mW.cm-2,需要采取相关探测技术克服。

汽车激光测距防撞语音报警系统的设计与研究

主要介绍了激光测距技术在汽车防撞语音报警系统中的应用。利用高精度、低延时、抗干扰强的激光测距技术,实现汽车行驶过程中对前方障碍物的适时监控,并由控制中心通过计算处理及时实现语音报警功能,提醒司机及时做出反应。达到准确、快速、适时、人性化的控制功能。为飞速发展的汽车工业提供了一种可以普及推广的新产品。