基于DEM与可见光图像的机载激光成像雷达强度像仿真

激光成像雷达由于能获取目标的距离信息,因而在飞行器制导、避障、机器人导航等方面有广泛的应用前景。这里的研究目的是根据激光成像雷达成像原理进行雷达反射强度像的仿真。在仿真过程中,首先讨论激光成像雷达的强度成像方程,然后分析机载激光成像雷达的扫描成像模型。由机载激光成像雷达扫描成像模型与数字高程模型(DEM)获取成像几何关系,由与高程图配准好的可见光图像来获取目标地物的反射特性,从而获得仿真的激光雷达反射强度像;由于激光在大气中传输时不可避免地要损失,在仿真计算中考虑到激光在大气中传输时大气对激光的消光系数,因而使仿真更加逼近客观实际成像结果。从仿真的反射强度图像看,结果很理想。仿真的强度图像成功地用于激光成像雷达强度像与可见光图像的匹配导航中。 收稿日期:2003 02 19;修回日期:2004 04 13基金项目:航天支撑技术项目(41701160303)作者简介:于秋则(1974 ),男,湖南永州人,博士,主要从事图像处理与模式识别及图像匹配导航的研究。

三维图像全息扫描成像的研究

激光扫描成像系统可用于物体的三维成像、大型物体某一侧面的浮雕式图像及地貌图的制作等 ,它克服了传统电子扫描摄像系统无法采集三维空间信息的缺陷 ,为计算机进行三维图像处理提供了必要的条件。利用Nd :YAG激光器作为发射源 ,用二维全息扫描的方式对目标进行数据采集 。

激光扫描成像系统的全息扫描装置设计

激光全息扫描成像系统具有体积小、重量轻、结构简单等特点 .它可用于小型物体的三维成像、大型物体某一侧面的浮雕式图像及地貌图的制作等 ,同时它又能克服传统电子扫描摄像系统无法采集三维空间信息的缺陷 ,这为计算机进行三维图像处理提供了必要的条件 .根据给定的分辨率和扫描区域纵横比设计了用于扫描成像系统的全息扫描装置 ,并对此进行了讨论 .

代数迭代法在激光反射断层成像目标重构中的应用

为了提高激光反射断层成像目标重构的图像质量,在目前激光反射断层成像普遍采用反投影算法重构图像的基础上,将CT成像中常用的迭代重建算法引入到激光反射断层成像的图像重构过程中。分析了反投影算法中的直接反投影、R-L和S-L滤波反投影以及迭代重建算法在图像重构中的性能特性。进行了仿真和外场实验,结果表明:在直接反投影基础上添加了滤波器的反投影算法在减小误差和抑噪能力上都明显提高;另外相比于反投影算法,代数迭代重建算法表现出更好的重建质量,且具有更强的抑噪性能。

激光主动成像中的BRDF特性

分析了常用的收发同路的BRDF函数模型,引入实折射率的函数描述介质特性进一步简化SUN模型,在传统的BRDF测试系统基础上,提出了一种基于图像分析的收发同路BRDF分析方法,采用激光主动成像实验系统照明目标样品板并成像,通过改变目标板与成像系统之间的夹角获得不同角度目标图像,进而利用图像灰度信息计算目标的BRDF值,最终得出BRDF曲线。针对不同材质进行了实验测量和仿真分析,结果表明:镜面反射目标在小角度范围内反射较强,漫反射目标较镜面反射目标有较大的可见角度范围,测试结果直接反映了成像性能,可体现不同目标材质的BRDF特性,为空间目标激光主动探测系统设计和系统成像性能分析提供数据和理论基础。

空间激光成像目标精确侦察技术

合成孔径激光成像、激光反射层析成像是最有可能在空间目标成像侦察中得到应用的精确侦察手段。分析了两种激光成像方法的原理,分别构建了各自实验系统,完成了关键技术验证实验,得到了一些重要结论。结合空间目标精确侦察需求,给出了两种系统的设计方法,指出了需要重点突破的关键技术。研究表明,随着激光器、探测接收等关键技术的成熟,将为研制天基空间激光成像目标精确侦察技术奠定基础。

基于双向反射分布函数的非视域成像系统模型的仿真研究

为了研究现有非视域算法在不同反射特性下的性能,对非视域成像过程进行研究,选取基于物理渲染的双向分布函数,建立拟合真实环境的仿真系统.对目前非视域成像领域的频率波数域算法与光锥变换算法,进行仿真重建实验.研究了以上两种算法在不同粗糙度、入射角度、噪声等条件下重建的性能.仿真结果表明:反射特性的变化对光锥变换算法影响较大;噪声对频率波数域算法影响较大.基于实验结果的分析,改进频率波数域算法,仅利用测量数据的相位信息进行非视域重建.改进算法较好地重建了不同反射特性的目标物体,为进一步探究算法提供帮助.

环状干涉条纹成像技术的实验研究

从傅里叶分析的角度来讨论环状干涉条纹成像的处理过程,并报道二维连续散射目标的成像实验。激光干涉条纹成像是利用激光源在空域形成的干涉条纹同目标间的相对运动来提取目标的图像信息。对利用环状干涉条纹的激光干涉成像,其机理常用全息理论来解释。

反射层析激光雷达实现小远目标超分辨成像

反射层析激光雷达是一种新型成像探测技术手段,探测系统发射脉冲激光束对目标进行全覆盖,通过其与目标之间的相对运动,多角度准确获取包含目标表面反射分布信息的回波数据,并解算得到反射系数投影分布。根据傅里叶切片定理,投影数据的一维傅里叶变换和目标投影图像的二维傅里叶变换相等,利用专用算法进行重构处理,从而实现激光垂轴方向的目标投影成像。该成像方式在激光回波信噪比足够大的情况下,成像分辨率与探测距离、系统孔径无关,而主要与激光脉冲宽度、探测电路带宽和采集系统采样率有关。若脉冲宽度小于100ps、探测电路带宽接近10 GHz、采集系统采样率大于20 GSa/s,通过光机电系统精细设计装校和处理算法创新,则可以得到1~2 cm的成像分辨率。

基于距离分辨的激光雷达技术研究进展

激光雷达是对空间目标进行远距离高精度探测、跟踪监视的重要技术手段之一,基于距离分辨的激光雷达探测系统相比于传统的成像系统,具有整体结构简单、受大气干扰小等特点。国内外研究机构对该技术领域开展了大量研究,主要介绍了高分辨率回波探测及反射断层成像激光雷达的发展现状,总结和比较了国内外在理论算法、仿真分析、实验测试及实际应用等方面的进展,分析了二者的技术特点,展望了其发展前景。

激光反射层析成像技术的研究进展

激光反射层析成像技术是一种通过不同角度下激光在物体深度方向的一维时间流信号积分重建目标二维轮廓图像的远距离成像技术,其重建图像的空间分辨率只与探测器的带宽、激光的脉冲宽度和噪声有关,与作用距离、光学接收孔径无关,是现阶段实现远距离空间目标探测的最可行手段。介绍了激光反射层析成像的基础理论问题、投影数据处理方法、图像重建算法、探测成像实验系统以及成像实验研究等问题,总结和对比了国内外的研究进展,探讨了需要重点解决的问题,并展望了激光反射层析成像技术未来的研究方向。

激光反射层析成像仿真方法研究

为了解决复杂结构和形状的目标进行消隐数值计算时计算量大,精度较低的难点,提出基于OpenGL的目标消隐及可见部分显示方法,启用深度缓冲区进行深度测试,利用计算机图形加速卡在硬件层级迅速实现目标消隐并得到面元距离信息,提高了计算效率和精度,并通过一次光照获取目标面元与探测视线夹角的余弦值。考虑激光脉冲的时空分布特点,结合仿真得到的目标反射率分布,采用卷积模型计算目标的激光回波波形,仿真分析了发射激光脉宽、目标表面材料对目标激光反射层析成像质量的影响。

光的干涉与衍射

O434.1 2000053033X射线反射式波带片衍射图形的深度误差效应=Erroreffect in depth of diffraction pattern of X-rayreflection zone plate[刊,中]/乐孜纯,潘守甫(吉林大学原子与分子物理研究所.吉林,长春(130012))//微细加工技术.—1999,(2).

激光应用与全息术和光学信息处理

IELDVD060:9286:29507-261 0605750 利用可变漫反射系数采样局部阴影形状复原的光度测量立体改进方法的性能结果=Performance results

新闻

新型硅片可提高激光雷达系统性能激光雷达是一种利用不可见光脉冲激光束来测量距离的遥感方法。激光光束会从其路径上的物体反射回来,传感器会收集这些反射信号,从而实时创建周围环境的精确3D图像。然而,这些3D成像系统体积庞大、价格昂贵,而且很难满足新兴应用的尺寸要求。

基于相干光纤束的无扫描无透镜3D内窥成像方法

提出一种基于相干光纤束(CFB)的无扫描、无透镜3D内窥成像方法。与传统内窥成像方法相比,该方法以裸光纤束端面为探头,无需集成任何微光机元件,结构简单,体积小,极易微型化。该方法融合了合成孔径激光雷达(SAL)、宽带线性调频激光雷达和数字全息激光雷达等,利用宽带线性调频激光器产生主动照明信号,并采用CFB收集、传输目标散射回波,同时根据离轴数字全息原理通过使用高速CCD阵列相机记录回波信号,最后利用SAL数据处理方法重构目标3D图像。建立了3D内窥成像系统的数学模型,给出了3D内窥成像的数据处理方法。理论和仿真结果表明,所提方法克服了光纤束固有结构造成的像素化图像伪影,具有精确的横向和纵向3D成像感知能力。

活细胞单分子荧光标记——点亮生命微观世界的繁星

夏天的夜晚,深蓝色的天幕上,满缀着钻石般的繁星。点点的繁星好似明珠颗颗,闪闪的光芒照耀着大地。当你不经意间抬头看到这样的美景,你一定非常向往,非常想去触摸这漫天繁星。你一定也没有想过,这样的景象不止会在天空出现,也可以出现在我们的显微镜中。当荧光标记与成像技术和单分子的想法碰撞出火花,生物学家带领着人们开始探索另一个神秘的世界——生命微观世界。