强光背景下主动偏振成像方法

针对传统光电探测方法在强光背景下目标探测对比度低的问题,本文提出一种基于激光照明的主动偏振成像方法。首先构建激光入射双向反射分布模型、激光入射偏振双向反射分布模型以及激光照明的目标表面偏振度模型,并分析3种典型目标材料偏振特性与束散角之间的耦合关系。然后在暗室可控条件下开展逆光观测实验,验证目标偏振特性受激光束散角的影响。实验结果表明:强光背景下主动偏振成像目标对比度与传统被动强度成像相比提升了86.11%,不同束散角下不同目标材料的可见光偏振特性间存在差异,金属材质相对于非金属材质的线偏振度提升更高,实验结果与理论分析具有较好的一致性。最后,在室外开展太阳逆光观测实验,验证了研究方法在室外高强光、远距离下依旧具有适用性。本研究为提升强光背景下的目标精准感知能力奠定了理论基础。

海上大气信道可见光通信波长选择

针对海上可见光通信波长选择的问题,分析了影响海上可见光通信的背景光模型和大气湍流信道模型,分别得出了两者对可见光通信质量产生影响的关键因子。根据背景光模型公式与Gamma-Gamma大气湍流模型公式,计算推导出在强光背景和大气湍流同时影响下的可见光通信误码率。对3种条件下可见光通信系统进行了仿真,得出了在不同通信距离、折射率结构参数、视场角条件下,光源波长与误码率的相关关系。该关系的明确,为海上可见光通信光源波长选择提供了理论依据。

Mie散射激光雷达回波信号小波去噪方法

针对强背景光下,Mie散射激光雷达回波信号所含噪声的特点,提出小波滤波消噪方法.该方法通过小波变换分离出背景光的直流部分,并利用小波软阈值消除来自背景光的白噪声和探测系统的电噪声.为了验证该方法的有效性,提取并反演了Mie散射激光雷达系统实际探测得到的大气回波信号.反演结果显示有效探测距离从2.5km提高到5km,表明该方法能够在白天背景下有效降低Mie散射激光雷达回波信号中的电噪声和背景光的噪声污染.

激光锁定成像获取强背景光下的目标图像

提出了一种从强背景光下获取目标图像的激光锁定成像技术。锁定激光成像采用调制激光照明所感兴趣的目标区域,CCD图像传感器同步获取图像,在CCD图像传感器前用光学滤波器和衰减器降低进入CCD的强背景光以避免图像传感器饱和,运用图像鉴相技术对图像进行处理。实验表明,激光锁定成像技术能够从强背景下获取目标图像。

强背景光下LED交通灯的可见光通信误码率分析

LED交通灯的可见光通信将成为室外智能交通系统的发展方向。为了研究和克服信道中强背景光噪声对LED交通灯的可见光通信系统的干扰,对其通信信道建立强背景光噪声模型,分别构建了脉冲位置调制(PPM)、扩频(Gold码)、Gold码+PPM三种不同调制下的通信系统。首先分析了强背景光的相关参数,然后对PPM、Gold码、Gold码+PPM三种不同调制下系统误码率性能进行了比较。结果表明,接收机的视场角越小,接收机的直径越小,则通信系统受到背景光噪声的干扰就越小;在相同检测面信号功率下,太阳直射背景光噪声比扩展背景光更加影响系统通信性能;在同一背景光下,误码率最低的是PPM调制,其次是Gold码,Gold码+PPM的系统误码率最高。以扩展背景光的误码率达到10^(-4)作为参考,PPM通信系统分别比Gold码、Gold码+PPM通信系统低0.125和0.5 W的检测面信号功率。

一种强光背景下小目标图像的增强方法

针对强光背景下小目标图像特点,提出了一种图像增强算法。在分析了归一化不完全Beta函数取值特征后,找出了Tubbs用于拟合的α、β值在原图极亮、极暗情况下产生跳变的原因,给出了其服从连续变化规律的解释,并在采取模拟退火算法求取其最佳值时,给出了相应处理办法,从而确定了最佳变换曲线,实现原图像的自适应增强;然后采取基于三帧累加图像流处理的办法来累积小目标能量及平滑噪声。仿真实验结果表明,该方法能有效实现强光背景下小目标图像的增强。

基于速度估计的目标能量累积算法在空间探测中的应用

随着各国空间飞行器技术的不断发展,空间弱小目标成像探测技术的应用愈加广泛。受限于观测距离和空间光照角的变化,强光背景下暗弱目标检测成为难题。介绍了几种典型逆光探测手段,并针对强光背景下目标检测难题,通过自适应曝光策略控制探测器工作在目标最佳信噪的线性区,在此基础上,采用一种基于速度估计的目标能量累积算法,可实现高可靠弱小目标检测与提取,为后续空间应用提供有效途径。