雷达舰船目标HRRP成像视角参数估计

针对雷达舰船目标一维距离像敏感于姿态角,分析了成像视角对船长估计精度的影响,提出一种舰船成一维距离像视角参数估计方法,首先建立雷达舰船运动模型,对雷达跟踪数据预处理,并估计出目标的运动状态和航速,通过稳健回归估计方法进行二次曲线拟和,估计出舰船目标成像视角参数,通过本文方法估计的视角参数可用于基于高分辨距离像的舰船目标识别和船长估计中。经实测数据验证表明,估计出的视角平均误差小于5°,本文方法易于实践,具有较高的工程应用价值。

基于GTD模型的多视角多频带ISAR融合成像

多视角多频带逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)融合成像技术克服了单雷达成像分辨率受发射带宽和观测视角的限制,是提高ISAR成像的二维分辨率的新手段。在宽带小角度观测条件下,针对目标散射系数随频率变化的情况,提出一种基于几何绕射理论(geometrical theory of diffraction,GTD)模型的多视角多频带ISAR融合成像方法。首先,以GTD模型为基础建立ISAR成像回波模型;然后,将多视角多频带ISAR融合成像问题转化为信号稀疏重构问题,并采用正交匹配追踪算法求解,在保证融合成像质量的同时提高了的成像效率;最后,利用仿真实验验证了所提方法的有效性。

一种针对拍摄物体三维重建的全视角立体成像方法

为了实现被拍摄物体的三维重建,设计了一种单相机-圆柱-锥形反射镜面共轴的全视角立体成像系统结构,并提出了系统中物点与全视角图像中像点的投影映射方法.被拍摄物体通过圆柱-锥形反射镜的2次反射成像在相机获取的图像中形成具有全视角信息的环行立体像对,立体像对中符合外极线约束的像点对与相应物点存在对应关系,在投影变换基础上进行立体像点对匹配后,根据图像中像点对的坐标位置可得出相应物点的三维坐标值.最后在3DSMAX构造的虚拟装置上进行仿真实验,实现了拍摄物体的三维重建和全视角浏览,验证了算法的有效性.

基于子孔径方位特性的穿墙雷达虚拟多视角成像方法

针对穿墙雷达(TWR)室内不规则场景中信号传播的多径效应所导致成像区域"幻影"存在的问题,提出了一种基于脉冲雷达信号平台频域压缩感知(CS)框架的多径利用方法。在建立室内多径回波脉冲信号矢量模型的基础上,将每条多径分量作为一个特殊的观测通道,并利用目标、多径"幻影"依赖于阵列子孔径方位(AD)的特性,由此来分析目标、"幻影"与子孔径位置的关联性,最后通过调和平均(HMAM)子孔径图像融合方法实现"幻影"抑制和目标的虚拟多视角成像。该方法克服了脉冲信号时域压缩感知计算复杂度高以及需要事先已知室内几何反射位置的不足。不同场景的仿真结果验证了此方法的可行性和优越性。

多视角穿墙雷达联合稀疏成像算法

多视角穿墙雷达成像系统利用多个视角的目标回波数据,可以有效提高目标成像重建结果的质量。在建立多视角穿墙雷达联合稀疏信号模型的基础上,提出了一种基于交叉验证技术的删失同时正交匹配追踪成像算法。该算法将每个观测视角雷达单元的测量数据分成重建数据和交叉验证数据两部分,通过进行多次删失同时正交匹配追踪迭代计算实现测量噪声水平估计和成像重建,既减小了各个视角雷达站间的数据通信开销,也摆脱了成像算法对测量噪声水平和场景稀疏度先验信息的依赖。仿真实验结果验证了所提成像算法的有效性和准确性。

双视角^(60)Co集装箱检测系统的研制

介绍了60Co集装箱检测单源-双视角成像技术的基本原理与特点、系统构成与性能指标以及推广应用。双视角集装箱检测技术通过增加1组探测器阵列,获得两个不同视角的集装箱辐射透射图像,实现对集装箱的双视图对比检测并可生成集装箱的虚拟3D图像,从而实现立体检测,有效改善扫描图像中前后重叠物体和杆状物体的图像分辨效果,显著提高夹藏枪支武器的检出效率。双视角集装箱辐射成像检测技术是常规的单投影集装箱检测技术的重要发展,已在中国海关多个口岸装备运行,并取得巨大的经济社会效益。

双视角集装箱检测系统可疑物体的精确定位

双视角钴-60集装箱检查系统中虽可以对被检大型客体实现虚拟3D显示,但是在人工掏箱检查时,3D检测的定位精度较低。利用双视角图像中可疑物体图像的相对位置差,计算出可疑物体在集装箱内的相对精确位置,大大提高了可疑物体的定位精度和掏箱检查的效率,该方法已应用到中国海关多套双视角钴-60集装箱检查系统中。

用上帝视角为地球“美拍”

精良的摄影器材和绝佳的拍摄位置是摄影爱好者梦寐以求的,因此高景一号卫星成了他们无限羡慕的对象。高景一号03、04星发射成功后,与01、02星一起组成了地球美拍团。它们所处的位置可以俯视地球,是绝对的上帝视角;＂手持＂的拍摄器材是由中国航天科技集团有限公司五院专门研制的国产高配相机,更是令摄影爱好者垂涎。此外,五院的科研人员还赋予了高景一号更多绝技,让世界对中国商遥充满期待。

基于视差图像序列的深度估计算法研究

现有的深度估计算法中,Kim算法不需要全局优化,可以保留精确的目标轮廓,同时仍然确保在少量细节的区域中平滑重建,得到的效果相对较好,但是其在深度扩散算法中时间复杂度太高,不适合广泛应用.针对这一问题,我们对其深度扩散算法进行改进.首先,根据边缘图像的深度范围覆盖整个场景的深度,将深度扩散的方式转变为在边缘深度范围内的快速搜索而非整个区域的全局搜索,明显降低了算法的时间复杂度.另外,根据极平面图像(EPI)的线性结构,将深度扩散沿着斜率的方向对多个视角进行综合考虑扩散,而非只是针对单个视角下的像素点进行,使非边缘平滑区域的扩散更加精准.经过仿真验证,本文的算法在一定程度上优于Kim算法,可以广泛使用.

T形接头角焊缝中缺陷空间定位及分布特征

为实现T形接头焊件角焊缝中批量缺陷的空间定位及可视化,基于多视角成像方法,获取了焊件射线检测图像,并建立了T形接头焊件角焊缝中缺陷深度和偏移量的数学模型.在射线检测图像缺陷分割的基础上,根据提出的缺陷自动对应准则和投影距离自动提取算法完成了焊件内部缺陷的空间位置数据自动提取,并实现了批量缺陷空间位置的可视化.对焊件中自动提取的84个缺陷的空间位置数据进行了统计分析,获取了缺陷的空间分布特征.试验结果表明,缺陷主要位于腹板中心线左侧,占总样本的73.8%;缺陷深度大多在[1.82.5]mm范围内,占总样本的85.7%,近86%的缺陷集中分布在翼板与腹板的结合面位置;缺陷半径在[00.51]mm范围内;缺陷沿焊缝纵向随机分布.

球面复眼光学系统的设计与探测仿真

昆虫复眼由许多小眼紧密排列而成,且每个小眼独立成像,通过处理和融合各个小眼获取的信息形成一个大视场的视觉系统。受昆虫复眼视觉成像机理的启发,提出了一种九复眼球面成像系统。根据九复眼球面成像的结构关系,分析九复眼球面光学系统成像机理和多视角成像的几伺光学变换关系,并在MATLAB平台中完成光学成像模型,得到各个视角的物像关系。最后对凸台模型的多视角图像中像点进行目标检测并测量,测量误差小于1%,从理论上证明了九复眼球面成像系统设计方案合理可行,方案对实现同级测量精度的球面复眼光学系统具有指导意义。

基于单相机四视角成像的双轴三维视频引伸计

为解决双视角三维视频引伸计在两个方向测量精度不一致的问题,同时避免使用多相机带来的相机同步和成本高问题的出现,提出了基于单相机四视角成像的三维双轴视频引伸计。在单相机前安装四棱镜,使用一个相机即可从4个视角观察待测区域,通过多视角强约束方程对变形前后的测点进行三维重构,并计算测点之间的线应变。为避免棱镜折射对成像的影响,使用窄带单色光进行照明。通过不锈钢拉伸实验验证了所提双轴视频引伸计的测量精度。实验结果表明,使用基于单相机四视角成像的三维双轴视频引伸计可以高精度地测量X方向和Y方向的线应变。对两个方向的线应变多幅图测量结果取平均去噪后得到的应变绝对误差均在30με以内。将测量的力学参数与应变片的测量结果对比,弹性模量的相对误差为0.56%,泊松比的相对误差为1.8%。

面向围岩结构面提取的快速采集设备与分域聚类方法

在隧道建设中,开挖面围岩蕴含着指导施工的珍贵地质信息,围岩结构面提取作为围岩精细化分析判别的关键步骤至关重要。传统围岩三维数据获取多依赖激光扫描技术或多视角视觉三维重建技术,存在采集速度慢和无法恢复真实尺度的问题;同时,结构面提取方法在应对大范围且破碎的三维岩体数据时,存在通用性不足和准确性低的问题。针对隧道围岩的结构面快速提取,设计了一套快速三维采集的方法设备,提出了一种基于分域聚类算法的结构面提取方法。首先,快速采集设备集成视觉成像技术和激光测点技术,将图像数据和激光点距数据标定融合,实现了快速准确采集;其次,提取方法将复杂分布的点云数据空间划分为多个子域独立提取结构面;最终,融合子域间结果,实现了围岩峒壁和掌子面区域主要结构面的自动提取。所设计的设备和方法在一个实际施工隧道上进行了示范应用,单个掌子面数据采集时间小于10 min,减少了对施工时间的影响和对采集人员的技术依赖;经过后处理恢复的数据尺度,精度误差小于1 cm;所设计的结构面提取的准确率可达到60%以上,可协助施工工程师掌握施工现场情况。

多品种高精度连接器外壳在线检测系统

圆形连接器外壳形状复杂、品种多、特征多、测量精度要求高,为了实现圆形连接器外壳尺寸的在线检测,提出了一种顶视图升降成像+侧视图旋转成像的多视角成像方法,设计了一套基于机器视觉的在线检测系统。多视角成像机构能够兼容9种规格产品的高质量成像,视觉检测系统能够实现每个产品60项参数的在线检测。经过实际生产验证,该系统解决了大景深、宽幅面以及高精度的外壳尺寸测量问题,具有自动化程度高、测量精度高,柔性强等特点,实际解决了企业多品种小批量多特征产品的自动化检测问题,具有广泛的推广和使用价值。

基于压缩感知的双视角气泡重建算法

气泡及气泡群动态演化行为的无干扰测量是气液两相流的研究重点和难点,双视角成像技术有望解决这一难题,然而现有双视角重建算法无法得到令人满意的结果。本研究对基于压缩感知的SD-POCS算法进行改进,使用直接反投影计算结果作为初始图像,动态调整迭代步长,使该算法适用于仅仅有两个角度投影数据的极端情况,从而实现双视角下两相流场气泡结构的三维图像重建。在此基础上,本研究建立了气泡识别算法,对重建结果进行气泡分析,虚拟实验表明,本方法能对气液体系中的气泡进行有效识别。