激光光学系统测试设备的关键技术研究

说明了激光光学系统测试设备的系统组成、功能、原理、指标,着重讲述了使用的关键技术。该设备可以测试激光光学系统的弥散斑、视场等指标。

全视角高精度三维测量仪光学系统误差分析研究

大视角、高分辨率、低畸变光学成像系统是全视角高精度三维测量仪中最为关键的核心器件。现有三维测量仪实际使用过程中不可避免会产生各种误差,因此科学合理地评估和降低全视角高精度三维测量仪的测量误差具有十分重要的科学及工程应用意义。通过多角度、全方面分析定量研究了相机内方位元素标定误差对几何定位误差的影响,以及相机光学系统MTF分析、点扩散函数分析、波像差分析和公差分析对匹配误差产生的影响。研究结果表明,在各种影响三维测量仪光学成像系统测量误差的因素当中,相机的传递函数是影响系统三维定位误差最主要的因素,当系统MTFN值大于0.4lp/mm、系统几何畸变小于1个像素,PSF能量集中在以3μm为半径的圆环内(小于1个像素),且PSF峰值达到了0.9时,三维测量仪的定位误差可达到秒级精度。

共口径多波段复合场景仿真技术

以多波段光学成像制导武器系统的半实物仿真需求为牵引,探讨多波段多目标复杂场景仿真系统的实现方法,包括多波段投影系统和目标大视线角显示系统,重点研究了共口径多波段投影系统的设计方法。通过采用可见光投影系统、近红外投影系统、中波红外投影系统和长波红外投影系统分别产生各单波段仿真场景,经过反射式耦合光学系统将各波段场景进行复合与输出,再由目标大视线角显示系统的机械运动形成大视线角的仿真。完成了整个多波段投影光学系统的设计,设计结果表明,文中的技术途径可行,像差结果能够满足使用要求。该系统具有宽波段、多目标、大出瞳距、大视线角仿真等特点,为建立复杂光电对抗环境的半实物仿真系统提供了理论基础。

红外图像增强技术综述

综述了传统的红外图像增强技术,包括空间域和频率域增强两类。较新的增强方法还有小波技术、模糊理论、遗传算法、视网膜皮层理论Retinex等。分析了各种算法的优缺点,阐述了红外图像处理的发展趋势,提出了该方面所要解决的问题。

高分辨率长焦广角低畸变光学成像系统设计

鉴于全视角高精度三维测量仪中现有光学成像系统无法同时满足大视角、高分辨率和低畸变等技术指标,为此设计了一种能够同时克服上述缺陷的光学成像和畸变校正系统。采用复杂化双高斯结构形式进行f-θ镜头设计,引入非球面提高系统成像质量。实验结果表明,设计的光学系统为长焦广角低畸变高分辨率光学系统,在环境温度-10℃~70℃下,视场角达到90°,畸变小于-0.001 67%,传递函数达到0.4@100lp/mm,可实现工作距离3m^100m成像清晰。同时,光学系统中非球面镜片的面型精度会对成像质量产生很大的影响,根据公差分析,非球面的面型精度PV值小于0.17μm时系统成像质量满足要求,实际加工过程中非球面面型PV值达到0.158μm,传递函数达到设计指标要求,提高了系统的成像质量。

紫外成像告警系统信噪比的研究

对紫外告警系统成像子系统的信噪比进行了研究与分析,应用一种新的根据ICCD紫外成像系统采集的图像进行计算信噪比的方法,该方法解决了常用信噪比测试方法中待测参数多,采用测试仪器多,带来的误差较大等问题。根据该方法所搭建的实验系统不仅实现了数据的快速处理,还使观察者能够直观地看到被测目标的动态图像,同时也可以利用该方法系统地分析紫外告警成像子系统的不同情况下的噪声的特性。

低温背景红外动态图像转换技术

空间是高技术战争的制高点。近年来,空间作战中使用的红外成像制导武器因阴冷的宇宙空间和高真空的环境条件而具有独特的优势,成为空间精确制导武器研究的热点之一。用于空间的红外成像制导武器性能的测试与评估,由于费用高、周期长以及来自国际社会的压力大,采用外场打靶的方法受到限制,而通过实验室半事物仿真的方法具有明显的优势。动态红外图像转换技术是红外成像系统半实物仿真的关键技术之一。低温背景动态红外图像转换技术是指在实验室条件下产生具有低温背景的红外目标,为被测试的空间红外成像系统提供红外目标和背景图象源。实现低温背景动态红外图像转换的困难在于,由于只要温度不为零的物体都要辐射电磁波,红外图像转换器件自身也会有热辐射,影响低温背景的实现。简要介绍近年来出现的低温背景动态红外图像转换技术,包括低温工作电阻阵列、低温工作量子阱激光二极管阵列、半导体屏技术。对这3种技术进行了详细的描述,包括基本原理、发展概况及其在低温背景动态红外景象模拟器中的应用。在此基础上,提出一种利用数字微镜阵列调制红外激光,结合大范围衰减降低背景辐射,获得低温背景红外动态图像转换的新方法。

紫外成像导弹告警探测器有效性的研究

对紫外告警系统的相关因素进行了分析与研究,从导弹的逼近告警原理和特点入手,首先对导弹的推进剂种类对的告警影响进行了分析,然后对导弹相对于飞机的位置关系进行了研究,最后详细探讨了不同飞机平台速度对告警效果的具体影响.

红外景象模拟器波长相关问题的研究

根据红外景象模拟器在红外成像导引头半实物仿真系统中的光谱辐射特性分析,给出了红外景象模拟器的波长选择标准,以及波长范围对其他性能指标,如温度范围和温度分辨率等的影响。针对高温及大温度范围的红外景象生成指标,讨论了采用窄波段的激光发射方式来实现红外景象模拟的理论基础,展望了结合窄波段的激光红外景象模拟与其它红外景象模拟技术的方法来获得大温度范围的红外景象模拟器的发展前景。

光圈性能测试仪的研制

介绍一种在实验室条件下对电视系统环境光照度适应范围测试的光圈性能测试仪.包括系统的组成和工作原理、主要技术难点及解决办法,给出了已达到的技术指标.该装置光学耦合系统的分辨率高,图像照度调整范围大、精度好、仪器结构紧凑,重量轻,性能稳定可靠.

激光发射天线测试设备精度的设计分析

说明了激光发射天线测试设备的组成、功能、指标,着重分析了各项性能指标的精度。该设备可以测试压窄倍率、扩束倍率、透过率等指标。

一种小型化滚‐仰式长波红外光学系统设计

为实现空空弹导引头的小型化、轻量化设计,采用滚-仰式导引头总体布局方式,利用反射镜折转光路,选用J-T制冷型320×256长波红外探测器作为接收器件,设计了一种高分辨率长波红外成像制导光学系统。设计结果表明,光学系统样机焦距为100 mm,视场大小为5.5?×4.4?,在16 lp/mm处,轴上视场的调制传递函数(MTF值)高于0.54,轴外传递函数(MTF)高于0.40,系统畸变小于2.1%,系统在-45℃～+70℃温度范围内具有良好的消热差效果。此外利用光学设计软件对系统进行了杂散光和公差分析,经实测样机,光学系统成像质量优良,各项性能指标满足技术指标要求。

6.5倍微小型可见光变焦光学系统设计

连续变焦光学系统在执法取证、森林防火、海洋搜救、道路交通、无人机侦察等领域有着广泛且必不可少的实际应用。为提高变焦系统的性能指标,并使系统小型化,通过Zemax光学设计软件反复优化计算,设计了焦距为2.68~17.5mm、视场为4.7°~31°的变焦系统。整个系统由4组10片透镜组成,物镜的像方F数为2.15~3,MTF值在250lp/mm时均大于0.25,畸变在4.5%以内,光学总长小于27mm,总质量小于0.77g,具有结构紧凑、体积小、重量轻、分辨率高、成像质量好等优点,是一款微小型的连续变焦光学系统。

数字微镜阵列红外动态景象模拟器的研制

红外动态景象模拟器为红外半实物仿真系统提供动态目标和背景,是半实物仿真系统的核心技术之一。介绍了基于数字微镜阵列研制的红外动态景象模拟器的组成、工作原理和技术指标。描述了数字微镜阵列红外动态景象模拟器的4大关键技术,即红外图像转换技术,红外图像转换器的同步调制驱动技术,红外光学耦合技术和红外热像逼真度修正技术。分析了红外图像转换器同步与不同步驱动对图像采集的影响。给出了经研制的数字微镜阵列景象模拟器产生、红外热像仪获取的红外图像。实验结果表明:该模拟可广泛应用于红外成像探测系统的仿真、测试和标定。

医疗智能激光无影照明系统的总体设计

为了结合人眼的视觉特性达到最佳的无影照明效果,实现色温、照度的智能可调。系统的光学设计采用了激光点阵照明技术,通过摄像机捕捉图像视频信号,并贮存在工控机内进行分析处理,模拟输出卡将输出光学模拟处理后的数据,转换成模拟信号传给可控LED恒流源,通过LED恒流源的输出使工作区域色温、照度更稳定,实现色温、照度、照明区域的大范围、高精度准确可调,达到最佳视觉、照明效果。系统采用摄像传感技术实现系统的闭环控制;结合临床医生人眼的视觉特性实现智能控制技术;通过照明检测系统的智能补偿解决均匀亮度、无影照明问题。实验测试表明,各项性能指标均符合要求,使用效果良好且性能稳定可靠。

红外景象模拟器的结构模型及其噪声分析

对组成红外景象模拟器的各个子系统进行了深入地分析并详细介绍了各组成部分的功能及其之间的内在联系,给出了各个子系统的数学描述,用来仿真红外景象模拟器来促进算法的发展而提高景象模拟的逼真度。根据其结构特征分析了红外景象模拟器在工作过程中的噪声问题,为红外景象模拟器的评估研究提供了有利的依据。

紫外成像导弹告警系统作用距离的探讨

分析与研究了全方位周视紫外告警系统,首先对紫外告警的周视探测范围和剩余对抗时间特性进行了分析,然后对浮质微粒和探测器安装位置对告警特性的影响进行了研究,目的是为了争取更多的飞机对抗时间,这对导弹告警性能参数评估具有重要的意义.

无纸化会议系统在局域网多媒体电子会议中的应用

在介绍无纸化会议系统组成、功能、技术特点和其采用网络技术的基础上,给出了一种实现交互式多媒体电子会议系统的理想方案,最后介绍了系统的应用前景。

高清视频产品在视频会议室中的应用

在介绍视频会议系统组成的基础上,详细说明了视频会议室内相应高清设备的接口、传输、连接方式,并对高清视频产品在视频会议室中的应用进行了一定的分析。最后介绍了高清产品的应用前景。

基于联合注意力机制网络的雾中激光检测

自动驾驶汽车和移动机器人均依靠激光雷达等传感器技术的快速发展而进入实际应用过程,但是激光雷达在云雾环境下测距精度和探测范围差,限制了其全天候的应用。本文根据激光在雾中的传播和后向散射模型,建立了雾中目标回波信号的模型,同时提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的联合注意力机制网络(combined attention mechanism network,CAMN),用于实现雾中目标回波信号的检测。仿真和实验结果表明,CAMN网络可以有效消除雾气对脉冲激光信号检测的干扰。在30%的散射率下,在10 m范围内检测的绝对误差平均值达到3.13 cm。激光雷达系统探测范围可以达到42 m,是其他方法探测范围的两三倍。该方法能有效提高雾天激光雷达测距精度和探测范围,为激光雷达的实际应用奠定基础。