基于微型空间相机的红外加热笼仿真与设计

在航天器热控技术领域,常采用红外加热笼模拟各表面的到达外热流,但随着模拟表面特征尺寸的逐渐变小,需要重新评估该模拟方法的合理性和准确性。本文基于某微型空间相机,以对外热流最为敏感的散热面为研究对象,开展红外加热笼仿真分析与优化设计的研究。采用有限元法建立红外加热笼-黑片热流计的系统仿真模型,分析了传统红外加热笼控制方法对模拟表面总到达能量和热流密度均匀性的影响。基于上述结果,通过适当扩大加热笼尺寸和调整热流计粘贴位置,提高模拟表面的热流密度均匀性,保证总到达能量满足保守设计原则。对比分析得出,优化设计前后散热面热流密度的统计方差由102.0下降至27.0、均匀性提升效果显著。本文研究内容也可为其他空间微小表面外热流的准确模拟提供参考、借鉴。

轻型高灵敏暗弱空间目标探测光学相机技术

天基光学相机是空间目标探测的重要手段,世界主要航天大国大力发展天基空间目标探测技术以确保空间态势感知能力。首先介绍了国外应用于微纳卫星平台的典型空间目标探测光学相机,分析了天基光学探测手段的优势。其次针对基于微纳卫星平台的空间目标探测应用需求,提出“高效率镜头结合高灵敏器件”解决方案,并对光学相机进行了性能评估与设计参数分解。最后针对应用指标要求开展了系统设计与相机研制,并通过地面试验进行了性能验证,达到了预期探测效果,实现了5 kg级光学相机优于13星等的探测能力,可广泛部署于微纳卫星平台,为我国空间碎片研究、航天器碰撞预警提供高实时性数据支撑。

基于ARM的激光探测系统研究与应用

为了采集井下管网信息,传统人工开井、下井调查量测的作业模式劳动强度大、效率低,且存在安全隐患。为改善作业条件,消除安全隐患,同时提高数字化程度和工作效率,研究免开管线井盖、数字化采集管线数据具有重要的现实意义。本文基于ARM的激光探测技术研发微小探头探测系统,使用专用伸缩杆通过井盖上的检修孔将探头放入井内,通过地面的控制终端对探头进行操控,完成对管线数据的智能化高精度快速采集和无线传输。实验证明,该系统具有较高的实用价值和广阔应用前景。

航天光学相机微振动的光机集成分析现状与展望

随着我国航天事业的持续发展和不断进步,航天光学相机正在朝着大口径、大视场、高分辨、轻量化的趋势发展,这对相机的设计分析提出了更高的要求。光学系统焦距与光学口径不断增加,光机系统刚度受质量限制提升空间有限,其对星上活动部件在轨正常工作所引起的微振动也越来越敏感。航天光学相机的微振动对其在轨成像质量会造成影响。因此,近年来卫星微振动及其控制问题越来越受到关注。通过对国内外航天光学相机的光机集成分析方法的论述与分析,探讨了目前光机集成分析的关键技术与发展方向。针对目前国内光机集成分析其存在的局限,提出了建立微振动传递全链路数学模型进而构建航天光学相机微振动像质退化机理的设想。

微型摄像机辅助复盘教学法在手术室护士配合全膝关节表面置换术培训中的应用效果

目的 探讨微型摄像机辅助复盘教学法在手术室护士配合全膝关节表面置换手术培训中的应用效果。方法 选取2020年轮转骨科组的45名护士作为对照组,选取2021年轮转骨科组的45名护士作为观察组。由同样的老师对两组进行全膝关节表面置换手术配合复盘培训,对照组采用常规复盘教学法;观察组采用微型摄像机辅助复盘教学法,护士头戴微型摄像机,以第一视角记录全过程,老师根据影像资料进行相同内容培训。采用相同的考核方式和内容进行考核,并分别用手术医生满意度调查表和护士培训满意度调查表进行调查。结果 应用微型摄像机辅助复盘教学法进行全膝关节表面置换手术配合培训后,观察组护士临床实训考核成绩高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。培训后医生对观察组护士的满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护士对培训的满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 在手术室护士配合全膝关节表面置换手术培训中实施微型摄像机辅助下复盘教学法可提高手术室护士临床实训的成绩、医生对其配合的满意度以及手术室护士对全膝关节表面置换手术培训的满意度。

一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法

随着航天器的组成及任务形式逐渐复杂,越来越多的航天器通过配置微小相机在轨实现关键目标及其动作过程的可视化遥测。针对航天器微小相机视场覆盖问题,建立了一种基于微小相机矩形视场的三维有向感知模型,可通过调整视场的俯仰角、偏航角和滚动角改变微小相机的感知方向及视场覆盖区域,同时制定了空间点覆盖判定准则,然后采用遗传算法优化相机安装位置及其视场的俯仰角、偏航角和滚动角实现目标运动空间区域的覆盖增强,并将其应用到月面采样空间区域的视场覆盖优化过程,仿真结果表明该方法能够有效提高微小相机视场对目标运动空间区域的覆盖率。

航天器微振动对空间相机像质的影响

采用集成模型法研究了航天器微振动对空间相机像质的影响,针对探测器CCD曝光积分时间内动态成像系统像移等价于静态像点模糊,提出动态成像评价指标,并进行了动态成像分析.介绍了空间相机受到的各种微振动干扰源,利用有限元软件建立了相机的有限元模型,并对相机进行动力学分析,获取了光学元件的微振动量,将其输入到光学软件CODE V,得到系统退化的像面点列图、调制传递函数、像移量等分析结果.这种方法适用于任何振幅、频率形式的复杂微振动,且有效减少运算量.利用该方法完成微振动干扰对空间相机像质退化的仿真模拟,结合动态成像评价标准分析判断微振动对系统像质的影响程度,得到光学元件微振动与像质退化之间的关系,为系统优化设计和隔振补偿措施提供参考依据.

FCC催化剂颗粒的形貌特征初探——显微观察照相技术的工业应用

由于电子显微分析能够提供微小颗粒的表面形貌和几何结构的有关信息,所以,自FCC微球催化剂诞生以来,电子显微镜便成为表证其性能的重要工具,在各国得到普遍应用。应用显微观察照相技术,对各种状态下的FCC催化剂,包括新鲜剂、平衡剂、待生剂和再生剂等颗粒形态进行了观察。描述了催化剂在不同工艺条件下的颗粒形貌,如新剂是否细粉太多,大颗粒是否空心,是否由多个小颗粒粘结而成;再生剂烧焦比例是否合适;在用催化剂是否金属中毒等。根据催化剂颗粒形貌和色泽的变化,进行了FCC装置故障诊断和优化操作,取得了显著效果,增加了炼油厂的经济效益。

CMOS图像传感器及应用

CMOS图像传感器是多功能、高性能的摄像器件。本文详细介绍了其工作原理及其在微型摄像机、数码相机、PC多媒体等中的应用。

微型相机模组贴装过程画胶表面三维测量方法

微型相机模组画胶工艺的三维测量是确保其贴装质量的关键。针对微型相机模组贴装过程的画胶表面三维测量需求,基于单目视觉成像模型提出了画胶表面的三维测量方法。首先,基于单目视觉系统的成像机理建立其成像模型,进而揭示该成像模型中各参数对图像灰度值的影响规律。其次,分析单幅画胶图像的三维信息特征,建立待测画胶表面高度信息的映射模型,给出待测画胶表面高度信息的求解方法。最后,通过实验测量微型相机模组贴装过程的画胶表面三维。实验结果表明,所提方法的高度测量平均误差小于±10μm,且单张图像的检测时间小于0.2 s,验证了所提方法的有效性和实时性。

基于矩阵变换的光场成像及重聚焦模型仿真

基于光场的两平行平面表示方法,针对光场相机两参考平面间的共轴空间距离变换、离轴空间距离变换、轴旋转和沿轴旋转以及透镜作用等对光线描述方式的影响,给出了相应的光场矩阵变换方程,并利用这些方程,建立了光场相机的成像模型、采样模型及辐射传输模型.从光场共轴空间距离变换的观点出发推导出可实现不同点清晰成像的数字重聚焦公式.利用所建立的模型,计算机仿真生成了目标景物,并用所建立模型对生成景物进行了数字重聚焦,验证了数字重聚焦后的图像与直接聚焦图像的一致性.

近红外指静脉图像采集系统设计

针对指静脉身份认证需求,以手指静脉图像采集系统作为研究对象,设计了基于单侧光源与反射镜面相结合红外光源可调控的指静脉图像采集系统。研究了LED光源位置与角度对静脉图像质量的影响,提出了基于图像质量评价的指静脉认证方法,并运用实测方法进行了验证。实验结果表明:可以得到与传统正面光源采集同等质量的静脉图像,具有更高的认证通过率,达到98.8%,并更易于用户使用。

间歇式高速同步相机新型全数字化微机控制系统

本文提出了一种间歇式高速同步相机的全新设计方法，介绍了系统的工作原理，硬件、软件设计以及核心控制算法，最后给出了实际应用结果．

平面图像里重叠微小气泡的分离及测量

目前,较准确地测量高密度、微米量级的微小气泡的方法为图像处理法,即利用CCD摄像机对其摄像来进行气泡测量。但在所获得平面图像里有部分气泡重叠,这会带来较大的测量误差。根据1台隔行CCD摄像机所摄得的平面图像里重叠气泡中各气泡像大多各自位于奇数扫描线和偶数扫描线上这一特征,分别对奇数和偶数扫描线上进行处理来分离重叠气泡,然后对同一物像进行识别和以物像的可见灰度像素对不可见像素进行校正来计算气泡的特征值,通过测量证明效果显著。

电场作用下气泡分散特性的实验研究

电场能有效强化多相系统相间分散及传热传质,气泡的形貌和尺寸是影响其分散效果和传热传质效率的重要因素。为此搭建荷电液气多相系统气泡生长和分散实验台,利用显微高速摄像技术对非均匀电场作用下空气在乙醇中的分散过程进行可视化研究,捕捉气泡在生长和分散过程中的显微形貌特征,通过改变电极形式、电压、流量,研究各因素对气泡生长状态及气泡尺寸的影响。实验结果表明:随着电压增加,空气在乙醇中的分散模式依次为单气泡模式、混合模式、喷雾模式及电晕模式,在达到电晕模式之前,气泡尺寸随电压增加而减小;在喷雾模式下,气体破碎形成大量微气泡,能够有效增加液气两相接触面积,强化相间分散;气泡尺寸具有较好的可控性,建立的数学模型可以准确地预测气泡尺寸。该研究结果为实现电场调控气泡尺寸及强化液气多相系统相间分散,发展高效节能的相分散技术提供研究基础。

益肾摄微饮对Ⅲ、Ⅳ期糖尿病肾病炎症反应及氧化应激的影响

目的研究益肾摄微饮对Ⅲ、Ⅳ期糖尿病肾病炎症反应及氧化应激的影响,并探讨其相关的作用机制。方法将符合纳入标准的80例患者,随机分为对照组和治疗组。对照组给予基础治疗,治疗组加服益肾摄微饮,1剂/d,维持治疗8周。观察治疗前后尿蛋白、血肌酐、C反应蛋白(CRP)、血清超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的变化。结果治疗组的24 h尿蛋白定量(UP)、血清尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)指标显著降低(P<0.05);SOD水平显著升高,MDA和CRP水平显著降低(P<0.05)。结论益肾摄微饮治疗Ⅲ、Ⅳ期糖尿病肾病具有抑制炎症反应及抗氧化作用。

基于视觉的智能车道路检测与转向控制策略研究

对以FREESCALE的MC9S12DG128芯片为核心控制器的智能车采用了OV7620数字摄像头进行路径识别,再利用核心控制芯片对采集到的数据进行分析并提取出赛道黑色中心线,对赛道上出现的不规则黑色干扰信号进行过滤处理,从而准确地判别出赛道的形状,为舵机和电机提供控制依据以使小车平稳快速的行驶。并对智能车的转向控制策略的选择改进进行了分析,通过对比查表PID控制策略和模糊PID控制策略,以及具体试验观察,最终选择了模糊PID控制策略,实现了对直赛道、弯曲赛道的识别和优化处理,运行效果得到了改进,特别是在弯道处,在保证车体平稳的情况下车速有了极大的提高。

门控分幅相机增益均匀性优化设计

利用宽度渐变微带线进行了门控分幅相机增益不均匀性修正技术研究。建立了渐变微带线修正的物理模型,通过特性阻抗调配补偿幅度衰减,设计了特种渐变微带线参数。比较了特种曲线渐变微带线与传统直线渐变微带线的修正效果。在0～4GHz带宽范围内,特种曲线渐变微带补偿后,电压幅度不一致性由15.0%降低至1.6%,增益不一致性由70%降低到8%。对于当前使用的分幅相机,微带线宽度由6.00mm渐变到4.45mm就能有效地降低门控分幅相机增益的不一致性。

适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计

现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势,可在多个领域发挥重要作用,因此备受各国青睐,是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见光相机,适合搭载于微小卫星平台。相机焦距210 mm,有效口径56 mm,角分辨率33μrad,视场7.8°×7.8°,像素规模达16 M。设计分析对比了不同光学结构型式的特点,最终采用折反射式光学系统。设计采用全球面镜片,选用了融石英和常规火石玻璃等低密度材料组合消像差,系统长度110 mm,摄远比小于0.53,光学质量小于370 g。

球面微通道板在极紫外波段的量子探测效率

由于球面微通道板(MCP)的量子探测效率与极紫外(EUV)相机的灵敏度有关,本文研究了球面MCP量子探测效率的特点和测量方法。根据微通道板在EUV波段光电子产额的理论模型,计算了球面MCP在该波段下随不同入射角变化的电子产额。使用激光等离子体光源测量球面MCP在EUV波段的量子探测效率,搭建了球面MCP在该波段的量子探测效率的测量装置,测量了球面MCP在不同位置的量子探测效率随波长和入射角的变化曲线。实验结果表明,入射角为15°时的量子探测效率约为入射角为0°时的5倍。