基于新型靶的CCD摄像系统畸变测量与校正

深入研究了测试图案对测量畸变的影响。提出"一靶测试法"进行畸变测量与校正,拍摄了自行设计、制作的"综合点阵靶板"的畸变图像,图像处理得到其畸变点位置,并与理想点位置进行对应比较。建立多项式模型确定畸变点与理想点的位置校正关系,理想点位置由理想成像得到,并运用最小二乘拟合算法求得多项式系数,标定整个CCD摄像系统的畸变。"综合点阵靶板"采用灰色圆点黑色间带图案,方便了点按序标记排列,从而确定畸变点与理想点的一一对应。对2.6 mm焦距的广角CCD镜头摄像系统进行了畸变测量与校正,其重复测量,校正精度达到0.3%。     

基于摄像测量原理的轨道几何参数测量系统

利用摄像测量原理设计出一种新型的轨道几何参数测量系统,该系统由测量主车和测量靶车两部分组成。测量过程中,靶车沿轨道向主车运动;主车上的摄像机实时采集靶车上红外合作标志的序列运动图像;主车工控机中的软件系统实时提取合作标志在图像中的亚像素位置,根据合作标志之间的距离和图像清晰度驱动调节摄像机的电动镜头,使测量过程中摄像机的视场大小基本不变、合作标志成像清晰,根据相应的模型合成轨道几何参数。静态实验与外场实验结果表明,该摄像测量系统完全能够满足轨道几何参数高精度测量的需求。     

无抖动ICF冷冻靶干涉图像的获取

提出一种克服由于冷冻靶制冷系统和真空系统工作时引起的振动所带来的干涉图像抖动的方法。通过两个完全相同的CCD同步捕获冷冻靶干涉图像和空间位置图像,以位置图像来标定冷冻靶的振动情况,从而获得冷冻靶在不同状态下的干涉图像。在标定冷冻靶位置的过程中,提出了频率估计、投影标定、特征匹配和全匹配这4种算法,并给出了对应的数字图像处理算法流程。     

基于激光三角法的腹部运动测量研究

设计了一种基于点结构光的腹部运动测量系统,用于监测由呼吸运动引起的患者腹部实时状态,为主动补偿放疗中因呼吸因素造成的靶区位移、实现靶区的相对静止提供精确位置信息。测量系统基于激光三角测量原理的点结构原理,将腹部运动转换为激光点移动,从相机记录下的图像中提取激光点位置,根据已知系统参数即可从激光点的移动量计算得到每个时刻呼吸所引起的腹部运动量。实验表明,所提方法能准确、实时地获取位置信息,具有结构简单、精度高等优点,能为胸腹动态放疗中患者呼吸因素的补偿提供一种新的解决方法。     

图像序列中目标关键帧快速搜索算法

在目标测量时所获得的图像序列中,如何定位目标关键帧(最有利于目标测量的图像)的位置,对目标识别的效率和测量设备的性能有着显著的影响.针对具有复杂特性的目标图像序列,提出了一种基于帧间像素灰度差值来定位目标关键帧的快速搜索算法.该算法仅仅利用像素灰度值这一最基本的特征,将图像序列中相邻两张图像的同一像素的灰度差值与给定阈值相比较,统计高于阈值的像素个数,再与另一给定阈值相比较,进而确定目标关键帧的位置.实验结果表明,该算法对目标大小不同、形状不同,环境不同,信噪比较高的图像序列都具有快速、稳定的搜索效果.     

航天器对接相对位置姿态自主测量方法研究

航天器间相对位置姿态的准确测量是实现自主自动对接的先决条件。将三圆标志靶安装在目标航天器上;追踪航天器用数码相机对靶拍照。设计了亚像素处理方法实时处理数字照片,可精确测定圆心像点位置和特征直径的像长;用其作为基本特征参数,基于透视投影原理,建立了求圆心物空间坐标的公式,求出靶面的平面方程,可用来求两航天器间的相对位置姿态参数和实时标定相机的可变参数。计算机仿真结果表明,测距为2m时,测圆心像点位置的误差小于0.03个像素,测距误差小于1mm,测姿态角的误差小于0.01°。该方法也适用于无人直升飞机定点着陆时自主测量其相对位姿参数。     

利用TFT-LCD像素结构衍射测试CCD图像采集系统的像素间距

研究了在范德卢格特型光学相关器中利用薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）替代靶板实物测试CCD图像采集系统像素间距的原理和方法,对由HN-480型CCD摄像机和OK-C21型图像采集卡组成的图像采集系统像素间距进行了现场测试,并对测试结果进行了误差分析.结果表明,该方法充分利用了光学相关器的现有组件,不需要其它设备,保证了图像采集系统像素间距的测试结果和实际工作性能的一致性,具有很强的实用性和可操作性.     

基于计算机视觉的航天器间相对状态测量系统

在航天器编队飞行应用中,航天器间相对状态(相对位置和姿态)的确定是实现航天器自主控制的重要条件。通过充分利用计算机视觉理论及相机成像原理,提出了一种基于计算机视觉的航天器间相对状态的测量系统。推导了基于目标靶特征点确定航天器相对状态的四元数法,介绍了系统的测试原理及标定方法,并通过采用APSCMOS相机作为图像传感器,建立了它的试验原型,验证了测量原理和算法的正确性。该测量系统结构简单、体积小、重量轻、功耗低、算法简单、速度快,近距离测量精度高,能够广泛地应用于空间合作目标间相对状态的测量。     

深度神经网络在自动瞄靶技术中的应用研究

基于Mask R-CNN模型，对惯性约束聚变实验研究中靶图进行关键结构的语义分割，通过计算中心来定位目标靶点位置，通过模拟靶图数据来验证算法的可行性。在算法验证过程中通过程序批量生成不同结构参数、不同角度的模拟靶图作为数据集，然后通过增噪、成像位置变换等操作拓展样本数量。在大样本数量基础上对算法模型进行训练测试，实现语义分割，通过计算注入孔的中心得到目标靶点位置。测试结果显示准确率和召回率均在97%以上，在靶点识别精度上优于10个像素点。     

顶管机自动导向水平角测量系统研究

设计了一套基于激光准直技术的顶管机自动导向水平角测量系统。系统具有两套光靶激光测量装置。利用具有漫反射特性的标靶接收准直激光,标靶图像经CCD相机采集后处理得到标靶上的光点位置,根据光点位置的变化可计算得出顶管机机头偏转的角度信息。研究了图像处理算法和角度计算算法,并搭建了实验测试系统。实验结果表明,在100m的测量距离内,系统水平角测量范围可达到±1°,测量精度为0.01°,可以满足顶管机地下施工水平方位角的测量要求。     

Point defects on graphene on metals

Understanding the coupling of graphene with its local environment is critical to be able to integrate it in tomorrow's electronic devices. Here we show how the presence of a metallic substrate affects the properties of an atomically tailored graphene layer. We have deliberately introduced single carbon vacancies on a graphene monolayer grown on a Pt(111) surface and investigated its impact in the electronic, structural, and magnetic properties of the graphene layer. Our low temperature scanning tunneling microscopy studies, complemented by density functional theory, show the existence of a broad electronic resonance above the Fermi energy associated with the vacancies. Vacancy sites become reactive leading to an increase of the coupling between the graphene layer and the metal substrate at these points; this gives rise to a rapid decay of the localized state and the quenching of the magnetic moment associated with carbon vacancies in freestanding graphene layers.     

基于Matlab分析负荷对多联机IPLV的影响

多联机有其特殊的优点,但是不同部分负荷的组合对IPLV的影响仍需进一步研究。文中建立IPLV与部分负荷的相关公式,运用MATLAB软件分析不同卸载级负荷与IPLV的关系,从而确定不同部分负荷的最优组合。     

Remarks on KdV-type flows on star-shaped curves

We study the relation between the centro-affine geometry of star-shaped planar curves and the projective geometry of parametrized maps into RP¹. We show that projectivization induces a map between differential invariants and a bi-Poisson map between Hamiltonian structures. We also show that a Hamiltonian evolution equation for closed star-shaped planar curves, discovered by Pinkall, has the Schwarzian KdV equation as its projectivization. (For both flows, the curvature evolves by the KdV equation.) Using algebro-geometric methods and the relation of group-based moving frames to AKNS-type representations, we construct examples of closed solutions of Pinkall’s flow associated with periodic finite-gap KdV potentials.     

Note on duality on polarized symplectic manifolds

In this note we use some of the results of [3] to derive a general duality theorem for the cohomologies of foliated structures on a manifold. The result is applied to the special case of a symplectic manifold M on which the foliation is given by a complex polarization F in the sense of geometric quantization. We obtain, for example, a rigorous proof of the fact that for a smooth function ƒ on M whose Hamiltonian vector field leaves F invariant, the spectrum of the corresponding prequantization operator v(ƒ) coincides with the spectrum of its transpose, under the above duality. This latter result was obtained by Simms in [12] under certain hypotheses. Proofs of the validity of those hypotheses are now available in the literature; cf. [3] and [7].     

Space-charge effects on multipactor on a dielectric

Analyzes the effects of space charge shielding on the steady state of a multipactor discharge on a dielectric. Analytic methods are used to obtain an exact function for the potential in the discharge, assuming a Maxwellian distribution of emitted electrons. An equation for the amount of power deposited on the dielectric by the multipactoring electrons, for a given saturation level, is given. A simple method for obtaining the saturation level, for a given material, is obtained