基于视频分划技术的轴承同轴度检测应用研究

本文基于视频分化技术给出直接对石墨轴承同轴度进行检验的装置和新方法,并提供了详细视频分划生成硬件电路原理图,该电路可实现单片机对SRAM写图形信号,在地址刷新电路作用下把SRAM中的图形数据并行输出,经过并串转换与CCD的视频信号叠加在显示器上显示,实现视频分划生成技术,通过单片机软件编程实现自动检测功能.     

望远系统视差自动检测技术研究

视差会严重影响望远系统的瞄准和测量精度。传统的检测方法依靠人眼主观判读,只能定性检测。采用自动调焦原理研究了一种基于数字图像处理的视差自动检测方法。建立了调焦量与视差值之间关系的数学模型,通过检测系统的调焦量来得到被测望远系统的视差值。同时设计了用于视差检测的内调焦光学系统,该光学系统具有相对孔径大、成像质量高等特点;选取合适的调焦评价函数对图像进行清晰度的判读,从而找到成像最清晰时的调焦位置,最终通过控制系统实现对视差的自动检测,检测精度优于30″。该方法具有精度高、检测速度快的特点,提高了望远系统的视差检测效率。     

国外军用飞机平视显示器的发展

平视显示器是现代化军用飞机中的主飞行显示器.了解国外平视显示器的发展趋势可以为国内平显的发展方向提供参考.在分析研究大量资料的基础上,指出目前军用平显的发展趋势.给出了合成视景平视显示器的概念、优点、工作原理、显示格式,及国外平板类平视显示器的研究现状.     

改进的双目视觉三维尺寸测量系统

根据双目视觉原理,开发了基于双目视觉的三维尺寸测量系统.利用图像帧差法实现目标物体自动检测;并在此基础上利用立体匹配算法计算出目标物体区域的视差,对生成的初步视差采用基于最小二乘法的视差优化算法,获取目标物体区域的完整视差图;再将三维点云重投影到二维平面,利用最小外接矩形完成目标物体尺寸的自动测量.实验表明,在合适的测量距离下,系统测量精度达到了较好的效果,验证了该系统的可行性.     

从平面图生成多视点自由立体显示视差图的研究

提出一种从平面图生成立体显示视差图的新方法.该方法利用Matlab建立曲面模型并为图片中的相应规则区域赋予深度信息,再根据深度信息的投影原理,在不同观察点得到具有视差的多幅视差图.将这些视差图的合成图在多视点自由立体显示器上显示,可以看到很好的立体显示效果.该研究对于多视点自由立体显示器利用现有大量的平面图像源得到立体显示效果具有一定指导的意义.     

平视显示器的后继者—头盔平视显示器新方案

尽管平视显示器已成为现代战斗机航空电子设备的重要组成部分,但它的视场限制不得不采取其它措施,即使采用最先进的全息平视显示器,它的视场也不超过±15°.一种新方案,就是研制“全方位平视显示器—即头盔平视显示器”.本文简单介绍国外头盔显示器和瞄准具的发展和研制情况、存在问题、解决办法和最新方案.     

航迹飞行的基本原理,符号及应用

在利用平视显示器进行导航和攻击时,有两个主要的特征,即:1.进行平视显示.符号发生器产生的字符可以叠加在外景上.这样,就改善了人机接口关系,使飞行员操作飞机变得简单易行;2.将航迹和航迹上的能量分别显示出来,并可以通过操作,直接控制航迹和航迹上的能量.平视显示器的第一个特征,已为人们熟知,但对平视显示器的第二个特征,人们对它了解甚少.本文的目的在于对航迹飞行的基本原理、符号及其应用作初步研究.     

头盔显示器视差调校的量化研究

为简化视差调校,对具有大出瞳和特殊使用环境的头盔显示器准直光学系统特点进行了研究,分析了头盔显示器视差产生的根源和原理.通过引入最大相对视差,把视差调校量与出瞳直径、焦距、设计物距联系起来,得到了视差调校量与光学系统基本参数的显性量化关系式.     

机载视频记录系统电视摄像物镜的设计

机载视频记录系统是为平视显示器或雷达显示器而设计的一种新型的图像记录仪.该装置将驾驶员观察到的外界景物与平视显示器显示出的画面记录在录相带上,然后在监视器的屏幕上进行显示.它能及时地提供飞后鉴定以及双座飞机的实时显示选择,从而提高作战和训练任务的效果.它比过去瞄准具安装的照相枪性能优越得多,而且避免了因判读胶卷所产生的误差.视频记录系统还可同时记录视频及座舱音频.如果应用屏幕分区变换器,可允许两个视频源同时被记录在一个视频盒上,两个视频源可以是平视显示器和雷达,也可以是平视显示器和电光武器显示器.所记录的两幅画面各用监视器的一半,因而两幅图像可出现在同一个屏幕上,为此,必须把两幅图像横向压缩.     

多视点三维投影显示系统

许多人都认为自动分光立体显示技术将使得家庭视觉体验朝着更自然、更逼真的方向发展.为了营造更逼真、更刺激的 VR 效果,屏幕越大越好.本文旨在详细介绍运用在 3D 显示的多视点三维投影系统.三维图像方法的原理是视差的深度暗示.采用的方法的视差不是由于使用特殊光学眼镜或者是特殊的光学头盔作为观察光学图像形成区域而引起的.实验装置系统包括暗箱组、PC 组和一个多视点三维显示器.采用了透镜、视差栅栏来制作空间多元多视角的自动分光立体显示器.使用投影仪来模拟分光图像对.这种自动分光显示屏幕的优点在于:容易按比例放大;低成本;投影仪和屏幕间不需要精确对准.本文还研究了该屏幕的制作工艺,并给出了实验结果.     

基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统

为了实现对视度和视差的客观检测,提高自动化检测程度,设计了一种基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统。对CCD视度和视差检测原理公式进行了推导,通过分析发现需要测量成像最清晰时CCD光敏面的位置。为此,构建了像面可调的CCD摄像系统和图像采集与处理系统,采用扫描求解图像像素灰度值梯度的方法,实现图像清晰度测量和边缘提取;同时利用视频图像清晰度峰值搜索法,通过控制电机带动CCD光敏面朝图像最大清晰位置运动,实现CCD摄像系统的自动对焦,并完成对成像最清晰时CCD光敏面位置的测量。最后通过对装备视度和视差实际检测,表明视度检测不确定度在0.15 D以内,视差不确定度在0.3分以内,与传统方法相比,检测结果客观准确,自动化程度得到了提高。     

光电瞄具多光轴平行性检测系统的设计与研究

为了精准地测量光电瞄具多光轴的平行性,采用大口径离轴抛物面反射镜平行光管的多光轴检测方法进行了理论分析,并设计了完整的测量系统(包括光学成像系统、控制系统、图像采集与处理系统)。该系统采用离散余弦变换系数作为评价标准,实现了高精度的自动对焦;采用大口径离轴抛物面反射镜满足不同型号瞄具的测量,实现了可见光、近红外和远红外3种光学系统的光轴平行性的自动检测。结合一种光电瞄具成品进行了实际测试,当光轴之间偏差角为0.04mrad~0.08mrad时,相对误差在13%以内,此范围可认为是系统检测角度的下限。结果表明,该系统减小了人为读数等主观原因造成的误差,通用性强、检测效率高,精度满足需求。     

基于ATMEGA128的气密性检测仪设计与实现

针对某医疗器械部件的气密性,研制了以流量式检测法为原理,以ATMEGA128处理器为控制核心的气密性检测仪。该检测仪利用步进电机对其进行自动控制,应用节流阀来稳定气路中被测件的测试压力,并利用高精度传感器接收气路中气流的变化,同时采用触摸屏实现了人机交互。实验结果表明,该检测系统实现了自动检测,并保证了准确性和检测效率。     

基于分布式FBG的智能家居环境测控系统研究

基于分布式光纤布拉格光栅(FBG)的分布式测量以及FBG的测量精度高、体积小、不易腐蚀等优点,将其应用于智能家居环境监测进行研究.系统中采用可调谐F-P(Fabry-Perot)滤波法解调原理,利用可编程逻辑器件FPGA设计了一种结构简单、解调速度快、可实时测量的光纤光栅解调系统,实现了对家居环境的实时测量,并进行安全报警、温度自动调节等操作.仿真实验表明,系统测量精度和灵敏度高,运行稳定可靠,具有一定的实用价值和应用前景.     

基于VC++的EDFA自动校准及瞬态测试系统的开发

为了减少校准测试过程中人为因素引起的误差,提升产品测试的精确度和测试效率,自主开发了一种掺铒光纤放大器自动校准测试系统。根据影响光学指标各因素设计合理的校准测试方案,设计了掺铒光纤放大器测试光路切换开关,利用通用接口总线对设备进行自动化控制,VC++实现自动化控制及测试。采用分层的模块化设计,具有高内聚、松耦合的特点,多数子模块封装成动态链接库,软件的兼容性与扩展性强,其维护修改更加容易。经过试验验证,使用自动控制测试设备和光路切换开关的掺铒光纤放大器的研发测试效率提高了60%。结果表明,此自动校准测试系统能有效提高测试效率和测试精度,具有研发生产的实用价值。     

基于衍射光栅的超精密定位技术研究

分析了一种百纳米级位移分辨率的双级衍射光栅测量系统, 建立了衍射叠栅(莫阿)信号与对应位移的数学模型, 并通过计算机仿真对叠栅信号的位移特性进行了研究。在此基础上设计了一套基于双级衍射光栅的精密定位装置, 利用两组衍射光栅, 取其透射零次激光叠栅信号的差信号为控制信号, 由微机控制实现高精度位置检测及精密自动定位。系统采用的差动光栅技术, 极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度。通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位, 可在高精度定位的同时, 缩短定位时间, 实现高速高精度定位。实验结果表明, 基于衍射光栅的精密定位装置可获得±0.5 μm的定位精度, 对精密加工工程领域具有重要的实用价值。     

基于4Q-PSD的高分辨率横向位移探测方法研究

在分析四象限位置敏感器件(4Q-PSD)结构及特点的基础上,利用该器件作为核心探测器,设计了一种光电探测系统,对高分辨率横向位移的探测进行了研究。系统主要包括LED光发射、光接收、信号处理和显示等部分。LED发射的光束经聚焦透镜汇聚后射向反射镜,反射光聚焦到一个4Q-PSD上,经线性化的信号处理电路处理后,可实现高分辨率横向位移的测量。实验证明:横向位移测量稳定性与精度与测量距离无关,系统的误差主要来自反射镜反射的非均匀性。     

TFT-LCD面板光学检测自动聚焦算法研究与比较

针对当前TFT-LCD玻璃基板在线检测过程中存在的显微图像对焦模糊问题,对基于图像处理的自动调焦方法在TFT-LCD玻璃基板检测中的应用进行了研究。基于对TFT-LCD液晶面板的光学检测,重点介绍了目前较为常用的、具有代表性的几种基于图像处理的清晰度评价算法,并从算法的单峰性、无偏性、灵敏性以及计算量等方面进行了比较与分析,提出了一种粗细调相结合的复合自动对焦方法,分别选取斜边缘检测算子和梯度滤波器算子作为调焦粗搜索和精搜索阶段的对焦评价算子。实验结果表明:使用调焦行程为15步的全局搜索算法,传统单一算法耗时2.18s,得到图像的清晰度评价函数值为46.78;粗细调相结合的复合自动对焦方法时间仅为1.41s,得到图像的清晰度评价函数值为52.49。该方法不仅对焦精度高,有较大的对焦范围,还能保证高的计算效率。     

一种实用波导衰减系数测量系统的设计

以波导耦合理论为依据，设计了集光电为一体的波导衰减系数测量系统。测量以激光为光源，采用双光路法，消除了传统检测显示仪由于光源光强不稳定产生的误差，使得测量结果只与光强的相对变化量有关；利用AD538实时模拟计算芯片，提高了计算精度和运算速度；利用常规仪器设备实现了数字化检测显示，避免了人为主观读数产生的误差．该系统亦可应用于介质折射率及分光镜分光比等光学参量的测量。     

低空高分辨率激光雷达光学系统设计

针对“低慢小”目标光学成像识别能力差、复杂背景下信噪比低等问题，设计了一款低空高空间分辨率激光雷达光学系统。发射光学系统扫描器件采用MEMS反射镜，设计了专用扩束光学系统保证不同扫描角度发射激光的光束质量；接收光学系统采用物镜、数字微反射镜器件结合偏振器件，可同时实现激光回波接收与可见光成像，相较于采用单点探测器接收的激光接收系统，具有背景噪声低的优势。给出了光学系统的性能参数，利用光学设计软件设计了光学系统，该系统空间分辨率为0.5 mrad/pixel，扫描点阵列规模为200×200。模拟结果表明设计方法可行，计算其在大气中的探测距离可达到1000 m，背景噪声相较于单点探测器接收系统可降低约22162倍。