晨昏轨道微光相机成像策略研究及仿真验证

为满足晨昏轨道微光相机大动态范围成像要求,针对EMCCD器件,提出一种微光相机成像策略。该策略通过对积分时间及电子倍增数的设计及选取,制定若干成像档位,相机成像过程中,利用文章中提出的图像灰度最大值法实时计算结果决定档位动作,实现微光相机成像参数实时调整。通过地面仿真及在轨验证,该策略能够保证微光相机在大动态范围内获取高信噪比、高品质图像,具有良好的实时性、鲁棒性和有效性。

微光相机光机结构的设计与分析

本文针对大动态范围、可探测入瞳辐亮度低成像条件下存在的难点问题,设计了一种高稳定性微光相机的光机结构,整机重量为10.8kg。仿真分析结果显示,整机一阶约束模态为290.42Hz,最大应力为63MPa,热变形导致的探测器与镜头相对位置变化量均小于6μm,满足设计要求。地面测试结果显示,相机的静态传函(MTF)保持稳定,具有良好的结构稳定性,点源透过率(PST)测试表明相机具有优良的杂散光抑制能力。综上,采用该光机结构的微光相机,具有体积小、重量轻,结构稳定性好等特点,可实现弱目标的良好成像。

微光CCD相机的噪声分析与处理

分析了微光CCD图像传感器的噪声特性 ,针对不同的噪声源 ,根据相应的噪声产生原理 ,设计了实用的噪声抑制电路和处理电路 ,应用于选用ISD0 2 9AP型CCD图像传感器自己开发的微光CCD相机 ,有效地降低了暗电流噪声 ,消除了复位噪声对真正信号的影响 ,使相机具有良好的成像质量 ;为了进一步提高该相机的信噪比 ,提出了相应的校正算法 ,进一步降低了暗电流噪声 ,降低了CCD像素间光响应的不一致性带来的噪声 。

基于虚拟深度的聚焦型显微光场相机深度测量标定

针对聚焦型显微光场相机在内部光学参数未知的情况下,进行了基于虚拟深度的深度测量标定。首先基于高斯光学建立光场成像模型,推导出虚拟深度与实际深度间的函数关系。然后选择单一角点的标定板,在不同深度位置进行拍摄;该角点在多个宏像素中重复成像,相邻重复像点的间距随深度位置改变而变化;利用图像匹配的方法计算相邻重复像点的距离和虚拟深度值,并与实际深度一一对应进行曲线拟合。根据拟合结果,分析了不同深度位置下,该光场成像系统的深度测量分辨率。最后,通过拍摄已知倾角的倾斜棋盘格标定板,进行深度测量并分析测量误差,在主镜头工作距离靠近镜头方向2 mm(10倍景深)范围内,测量误差小于5.35%。

星载微光立体CCD相机成像系统设计

为了监测夜间和晨昏时段的低云大雾以及实现云的三维立体成像,设计星载微光立体CCD相机。综述星载微光成像和光学立体成像的国内外研究现状,介绍用于空间对地观测的微光成像和立体成像的基本原理,初步设计用于星载的微光立体CCD相机成像系统,并分析了刈幅宽度、体视深度、高程分辨率等技术参数的实现结果。

微光探测器时序设计研究

随着科学技术的不断发展,以EMCCD作为微光探测器的成像系统得到了广泛应用。微光相机成像系统中应用了某款EMCCD作为微光通道的探测器,文章结合这款探测器的结构特点,对EMCCD的时序设计进行研究。通过对微光相机成像系统的介绍,并比较不同EMCCD时序设计方案的基础上,提出了微光探测器的时序控制和高压信号控制等关键时序设计方案。通过设计、测试和验证,证明作为微光相机影响成像品质的重要因素,EMCCD时序设计逻辑正确,为成像系统的图像品质提供了基础保障。

Quantum theory analysis on microscopic mechanism of the interaction of laser with cell membrane

On the basis of liquid crystal model with the electric dipole moment of cell membrane,the microscopic mechanism of the electricity and thermology effects of interaction of laser with cell membrane is researched by electromagnetic,quantum mechanics and quantum statistics. We derive the formulas on the polarization effects and "temperature-rising effect" of laser-cell membrane interaction. The results of the theoretical research can explain some experiments.