基于高速球的运动目标自适应PTZ跟踪

研究运动目标PTZ跟踪技术,以HSI加权彩色直方图作为目标模型,通过均值偏移算法实现运动目标的定位。设计自适应波门,通过边缘检测保证核窗宽和模板更新的实时性。根据高速球的云台转动参数,提出自动变焦跟踪算法,实现目标跟踪过程中的自动镜头缩放,由此提高跟踪稳定性。最后搭建系统,验证整个算法的可行性。

沉筒式数码相机变焦镜头结构仿真分析

为了减小沉筒凸轮回转中的阻力,避免自锁,必须限制凸轮变焦曲线压力角的极限值.针对常用沉筒式数码相机变焦镜头结构进行了分析,仿真了具有3倍光学变焦的沉筒式变焦镜头光学设计和装配结构设计,建立了筒型凸轮的压力角公式,并对光学设计、结构设计、变焦过程以及零件的工艺要求进行了分析探讨.

攻防对抗仿真中的二维全局态势显示系统

与三维视景仿真相比,在攻防对抗仿真系统中采用正投影的二维态势显示更有利于准确了解全局态势。以GDI+为开发工具,Visual C++为开发语言,研究开发了一种通用的二维态势显示系统,以数字地图为显示背景,以线条勾划的符号代表仿真实体,实现了实体运动轨迹的绘制以及二维态势的动态自动平移和缩放。同时实现了与基于HLA的分布交互仿真系统的集成。

基于仿人眼自适应调节的多光谱视觉图像处理方法

针对传统仿生视觉系统中目标图像获取单一性问题,提出一种仿人眼自适应调节的多光谱视觉成像技术。首先,通过改进的自动调焦算法使成像系统同时采集可见光高分辨率图像及近红外低分辨率图像。然后,对于多光谱成像系统中由于分光棱镜折射率不同导致的在固定焦距下,可见光和近红外图像清晰度有所不同的问题,采用改进的二代小波变换进行近红外图像增强,提高图像对比度,改善视觉效果。最后,搭建基于液体变焦透镜的多光谱实验系统验证自动调焦算法及图像增强算法的实际性能。实验结果表明:系统完成有效自动调焦的平均用时为756 ms。同时,近红外图像增强后其灰度方差函数值提高了79.4%,解决了对比度低和细节模糊的问题,最终实现自适应调节。

自动调焦在单目测距方法中的研究

针对传统测距技术和自动调焦方法的局限性,从光学系统的成像理论出发,在图像处理的基础上,提出一种以变焦镜头为图像采集设备、基于物距与电机脉冲数定量关系的单目视觉测距新方法。该方法根据光学成像原理,计算不同物距下目标图像的清晰度值,根据改进的粗精变步长爬山搜索策略实现自动对焦,记录步进电机转向及脉冲个数,建立脉冲数与物距的定量关系,实现测距。以粮仓为例验证了该方法的可行性和有效性,且相对误差小于3%、方差小于0.702,满足精确度和稳定性要求,避免了复杂的摄像机标定,计算简单且易于实现。

一体化摄像机变焦控制系统的设计

研究了一体化摄像机光学镜头中变倍电机和聚焦电机的控制原理,实现了步进电机初始位置检测、图像变倍时变倍电机与聚焦电机的配合驱动。为了适应不同物距的变倍跟踪,提出了一种改进的灰度差分自动聚焦算法,计算当前图像的聚焦函数值并采用爬山搜索策略实现了图像的自动聚焦。整个系统采用VHDL实现,并在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板上验证。

三洋摄像机调焦聚焦噪声抑制技术研究

类似数字摄像机的视频采集系统在摄像头缩放或自动对焦时产生较大声噪,回放时主观听觉十分明显。因此需要研究一种抑制一种语音降噪算法,用于消除马达高速旋转引起的可感知机械干扰声噪。本文提出能够平滑调焦和自动聚焦及语音增强的方案。通过改进的鲁棒自适应麦克风阵列方法从带噪信号中恢复语音;同时采用子带后处理法进一步降噪,保证稳定性的前提下降低了语音降噪处理的复杂度并提高信噪比。带噪数据由三洋公司提供,实验在普通会议室进行。实验结果说明,该系统可作为理想的语音降噪设备应用于摄像机录制过程中。

基于时空域自回归模型的视频信号内插算法

研究视频帧的内插算法。首先,提出了一种新的时空域自回归模型,像素点由当前帧内的4个像素点和相邻帧内的4的像素点线性表示。然后,根据此时空域模型,利用软判决策略估计图像的内插像素值。实验结果表明,图像内插算法的PSNR值比其它算法提高0.27 dB～0.39 dB,同时得到了较好的主观视觉效果。

毫秒/纳秒激光致碳纤维环氧树脂损伤形貌研究

为了研究碳纤维环氧树脂在不同脉宽激光辐照下的损伤形貌,采用全自动变焦测量技术进行了实验验证,测量了碳纤维环氧树脂在毫秒/纳秒脉冲激光辐照下,损伤面积、损伤深度以及损伤形貌随激光能量密度的变化。结果表明,在毫秒脉冲激光作用下,材料损伤区域中心会产生一定的温度积累,损伤区域有一定的热效应,出现熔融、热解等现象,当激光能量密度为20. 5J/cm^2时,材料的损伤深度达到了47. 3μm,材料表面析出的碳化物的高度为157. 1μm,损伤深度以及表面碳化物的高度都随着能量密度的增大而增大;在纳秒激光作用下,光斑周围有明显的热反应区域,当能量密度大于47. 3J/cm^2时,表面的热反应区尤为明显,损伤面积随激光能量密度的增大明显增大,由于作用时间较短,损伤主要为表层损伤;树脂热解的气体向外膨胀,导致纤维结构断裂。研究结果为激光对碳纤维环氧树脂的损伤效果提供了实验依据。

基于TMS320LF2407A的连续变焦镜头控制系统

文中介绍以DSP芯片TMS320LF2407A为核心的连续变焦镜头控制系统的设计,主要包括变焦距镜头的变焦原理、控制系统硬件电路的构成、电机控制电路的设计以及软件结构。实验结果表明,这种变焦镜头控制系统实时性好、系统体积小、可靠性高,最大焦距控制误差小于2%。配合光电捕获跟踪(ATP)系统可实现对运动目标的实时变焦跟踪。

一种双CCD电视测角仪的参数自动检测系统

研究的是一种双 CCD 电视测角仪参数的自动检测。其关键的技术参数有:视场、零点、精度、灵敏度、抗干扰能力、变焦时间、短焦到位时间等.从分析测角仪的工作原理和关键技术指标的定义出发,提出了一种能够快速、准确的定量检测该电视测角仪的主要技术参数的方法.实现了对平行光管出口处光照度恒定的自动控制;采用80C196单片机实现对测角仪电子学的各种功能检测、数据通讯。该方法成功的实现了这种双 CCD 电视测角仪的自动检测.主要的创新点在于它集光、机、电为一体,建立了一套室内照明装置,用来模拟战场环境和干扰目标,同时实现了快速准确的测量该双 CCD 电视测角仪的各种性能指标。

一种新型的智能云台控制系统

本文针对目前监控系统的智能化程度低的缺陷,提出了一套智能云台控制的方案,实现了对目标的自动跟踪、自动聚焦和自动光圈调整,并对自动跟踪和自动聚焦算法作了一些改进,缩短了跟踪和聚焦的时间。

基于嵌入式系统自动连续变倍视频显微镜

介绍了文中嵌入式系统总体设计思路,及在连续变倍系统中应用的嵌入式技术,在降低了成本的同时能快速地实现自动变倍、调焦和检测功能。阐述了电控变倍和自动调焦两方面技术,即机械传动部分采用小模数齿轮实现机械运动和动力的传递,单片机电路控制部分实现计数脉冲的获取和电机的控制。该系统可按预先设定的方式控制电机,实现了视频显微镜的电控变倍和自动调焦,可满足部分工业生产过程在线自动检测的要求,同时为机器视觉检验提供了一种可行的方案。

双基地多载频MIMO雷达的同步误差提取方法研究

研究了双基地多载频MIMO雷达中由ADC采样引起的同步误差的3种提取方法。首先建立了同步误差的信号模型,仿真分析了同步误差对测距以及测角的影响,并将其归结为高精度频率估计问题。频谱连续细化法在较小范围内利用连续傅里叶变换来获得高精度的频率估计,既可以降低运算量又能获得较高的频域分辨率;自相关函数法通过对通道分离并补偿阵列延时差后的直达波信号的自相关函数做反正切运算求得同步误差值;MUSIC法首先构造时间同步误差的导向矢量,并利用其向噪声子空间投影,通过搜索空间谱的最大值来得到同步误差值。最后仿真比较了3种方法的性能,结果表明在低信噪比时可采用运算量较大的MUSIC法以取得较好的性能,而在信噪比较高时可采用运算量较小的自相关函数法或者频谱细化法以获得较快的处理速度。

基于模糊推理的聚焦曲线峰值搜索算法研究

为了提高变焦成像系统中自动聚焦的速度与精度,提出了一种使用Zoom-Focus曲线和模糊推理的聚焦曲线峰值搜索算法。在峰值搜索过程中,通过Zoom-Focus曲线将搜索范围缩小至全程的50%以内;采用模糊推理的方法自适应调整搜索步长,在远离焦点时大步长快速搜索,在接近焦点时小步长准确定焦。实验结果表明,该方法可以将聚焦精度提升至5μm,在小倍率情况下将平均搜索时间缩短为0.7 s,满足自动聚焦系统快速、准确、鲁棒性强等要求。

步进电机驱动的直线变倍成像系统研究

为了满足无人机光电载荷的体积和重量要求,并有效解决传统凸轮机构加工精度要求高、系统易产生机械振荡等问题,提高系统的响应速度和变焦精度,对基于步进电机驱动实现连续变焦的直线变倍成像系统进行研究。采用二相混合式步进电机驱动实现机械补偿式变焦系统的变焦聚焦功能。首先,本文研究了基于步进电机的直线变倍成像系统的工作原理与构成,完成硬件平台的搭建,利用单片机控制实现步进电机的加减速过程。然后构造适合本系统的图像清晰度评价函数,并采用扫描反馈搜索算法完成对镜头焦距值的标定,将标定结果载入聚焦算法。最后,完成系统的性能测试。测试结果显示,采用速度控制模型后,步进电机的定位误差显著降低,范围在0.010 mm以下,整个系统的变焦精度远远小于1%,而且光学性能和外场拍摄性能较好。该基于步进电机的直线变倍成像系统满足无人机光电载荷的适用性要求。

频谱细化技术与功率倒频谱在振动信号分析中的应用

频谱细化技术和功率倒频谱是振动信号分析的两种重要辅助方法.采用细化处理,可以对信号频谱上感兴趣的一段频带进行“局部放大”,从而提高频率分辨率;倒频谱可以识别信号中较弱的周期成分,并对识别调制信号的边频县有特殊的效果.本文在介绍这两种方法基本原理的基础上,运用工程实例说明了其在振动信号分析中的实际应用效果.

一种改进的自动聚焦搜索算法及其实现

自动聚焦的过程就是镜头按照自动聚焦搜索算法来回搜索聚焦评价函数求最大值的过程。传统的爬山搜索算法会受到聚焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦,并且在大幅离焦状态下近聚焦缓慢。详细介绍了一种改进的自动聚焦搜索算法的原理和实现方法,它能有效地排除这种干扰,减少大幅离焦状态下近聚焦的时间,使系统可靠的聚焦。

基于传感器的经纬仪自动变焦系统设计

经纬仪观测过程中目标距离的不断变化,会造成成像大小的不稳定,给观察带来难度。为了使目标在视场中成像大小维持不变,必须进行变焦处理。结合实际工程遇到的问题,提出了基于距离传感器的自动变焦原理,制作了系统的硬件电路,设计了软件流程。对系统进行了测试和实际应用,结果证明:在变焦过程中,控制精度可以达到0.02 mm,自动变焦成像效果达到预期要求,验证了自动变焦原理和系统的可行性。

基于液体透镜的自动变焦扫描镜头的设计与验证

由于定焦镜头自身的景深问题使传统的扫码器不具备大的工作距离。为了满足工作人员在不更换扫描器的情况下既能实现近距离的信息读取又能实现十几米外的信息读取,研发了一款基于电润湿(electrowetting on dielectric,EWOD)液体透镜的自动变焦扫描镜头。通过调整液体镜片形状来实现镜头参数特别是焦距的变化,使得从近到远的所有对象都能成像在焦面上,从而达到自动变焦的效果。通过Zemax软件设计出一款成像范围为80 mm至无穷远的自动变焦扫描镜头,并完成了成像质量的验证。