大气激光通信中的光斑特性模拟和验证

根据空-地大气激光通信信道的特性,基于惠更斯-菲涅耳原理,应用夫琅禾费圆孔衍射的算法,对光波强度和光斑图像在光束截面内的分布进行分析及计算,研究了传输距离、发射孔径、激光波长以及湍流结构常数等对光斑形状及光强分布的影响。利用对数正态分布建立了大气湍流信道模型,通过对不同传输距离条件下光斑上不同点的光强分布进行计算统计和仿真分析,实验和仿真结果表明：光斑的光强分布图样服从贝塞尔分布。因此,在相同的大气湍流条件下,选择较长波长激光和较大孔径的发射器,可以有效降低光强闪烁引起的衰减,从而提高大气激光的通信质量。     

激光光斑有效区域检测技术

在对激光的能量分布分析前需要提取光斑的有效区域。激光远距离传输后,在大气作用下,光斑会发生变形和弥散现象,造成光斑的质心和几何中心不重合。利用Cany边缘检测技术,先确定光斑的边界,再通过Hough变换算法进行圆检测,可以提取出近场完整光斑和远场弥散光斑的有效区域。对实际光斑的定位计算验证检测技术的有效性。     

基于FPGA激光光斑中心定位的设计

针对激光三角法采集光斑图像,设计一种并行计算获得光斑中心坐标的方法;应用计算机软件设计并验证可移植的算法,进而在进行算法硬件移植;通过验证后采用质心方法获得光斑中心坐标,在硬件系统工作过程中,采集图像每一行数据时,就开始计算中心位置,而不需存储整幅图像再遍历获得光斑中心位置,减少在图像处理过程中存储空间的占用,再次运算...     

激光通信系统中各效应对激光信号传输影响的研究

在激光大气信号通过随机大气信道时,大气中的气体分子和大气中各种粒子、尘埃、雾、雨,霾等对激光信号的吸收、散射效应,并且随着气温和压强的变化而导致大气密度的变化从而引起折射、色散效应,及大气湍流效应对激光信号的影响;最后对不同气象条件下的激光信号的传输进行了实验研究;更为直观了解激光通过大气随机信道而引起的光斑的闪烁、漂移和分裂等现象,为大气随机信道的研究提供了很好的手段.     

基于模糊增强的激光大气传输光斑预处理算法

介绍了激光大气传输测量基本模型,对激光大气传输特性测量过程中引入的噪声进行分析,分析了传统模糊增强算法特点及其不足,针对不足进行隶属度函数改进,提出了利用均值滤波和改进的模糊增强进行激光大气传输光斑预处理算法,并利用该算法对实验中的图像进行处理,结果表明,相比于常见激光图像预处理算法,该算法可以有效增强图像对比度,改善图像质量.     

5.2km距离无线激光通信跟踪实验

为了实现对远距离通信下,湍流大气中传输时光束的跟踪,设计了光斑跟踪系统。对该系统的硬件结构、工作原理、系统跟踪控制算法及光斑图像处理算法进行了研究,首先,根据系统硬件构成及控制算法实用性,选择采用PI算法作为系统的跟踪控制算法,接着,为了提高在光斑图像处理方面算法的运算速度,选择采用改进的中值滤波算法来对系统所采集到的光斑图像进行处理,然后,在阈值分割方面,为了获取更加精确的光斑灰度图像,系统采用迭代法来选择阈值,进而对图像进行阈值分割,最后,采用该系统进行了5.2km的光斑跟踪实验,并对实验结果进行分析。实验结果表明,本系统可以有效的对湍流大气中的光斑进行跟踪,跟踪精度可达5.4,基本符合空间激光通信系统对跟踪系统的要求。     

TO焦距测试与自动激光焊接系统

在分析BOSA器件结构的基础上,提出一种基于图像分析的TO焦距测试与自动激光焊接方案. TO由气缸驱动从初始点向上单步移动,通过图像系统采集光斑图像,并基于OpenCV分析,通过比较分析结果,得到期望的TO位置.移动T0使焦点落在插芯与圆方管体的贴合面,并在此处进行激光焊接.实验表明,该系统具有良好的准确性和实用性.     

湍流效应退化图像的数值模拟和仿真计算

大气湍流干扰空中目标的成像探测,使得观测到的目标图像是严重抖动和模糊的.为了具体分析湍流效应退化图像的特征,总结了光学成像系统的传输特性和湍流流场的统计特性,用随机相位屏对大气湍流效应进行了数值模拟,建立了湍流形成畸变波前过程的仿真模型,对点源目标发出的光波经过湍流流场后,在成像探测器焦面上形成的点源目标图像,计算了短曝光像和长曝光像的光强分布,定义了描述像点弥散和抖动的指标,并进行了定量分析和仿真计算.通过对计算结果进行分析,验证了仿真模型的合理性,并对湍流效应造成的图像退化给出了定量的描述,对进一步进行湍流效应退化图像校正算法研究具有重要意义.     

二维激光图像挠度/位移测量系统的信号预处理

为解决二维激光图像挠度/位移测量系统测量数据不稳定的问题,分析了光斑图像不稳定的因素,指出了影响光斑稳定的原因,提出了图像预调整、颜色识别、阈值判定和滤波的处理方法.这些预处理方法有效地消除了自然光线、散射光线和衍射光线对系统的干扰,使激光光斑图像保持稳定,起到提高系统精度的作用,得到了较为理想的结果.     

基于动态梯度的激光光斑中心定位算法

为提高激光光斑中心检测的长期稳定性、抗干扰性能和定位精度,在对相关圆心定位算法进行研究的基础上,通过理论分析与实验测试,提出一种基于动态梯度的激光光斑中心定位算法.该算法根据激光光斑特点,利用图像梯度对光斑进行标识与定位.实验结果表明,该算法定位精度高,有效提高了激光光斑中心检测的抗干扰性能和长期稳定性,适合对测量精度要求高的长期在线测量.这种新方法已被成功用于自动激光挠度测量系统中.     

激光光电检测技术的发展趋势

激光光电检测技术正在取代昂贵的专用传感器,并将占领所有新的应用领域。本文介绍了激光光电检测的优点及其应用。     

激光气体分析仪在催化烟道气中的应用

主要介绍了激光的产生、特点及应用技术,并且以催化烟道气体分析为应用实例,介绍了LGA-4000激光气体分析仪在工业生产过程中的应用及经济价值。并分析了激光气体分析仪在实际使用中需改进的问题。     

激光指示器多参数检测系统软件设计

针对激光指示器多参数检测系统的结构特点,结合面阵CCD图像采集原理,开发了集数据采集技术和图像处理技术于一身的应用测试软件。介绍了软件的总体设计方案和具体实现过程,解决了激光指示器性能参数无法定量测量的问题,填补了国内多数兵器厂家没有专门针对激光指示器多参数检测的现代测试手段的空白。     

EtherCAT技术提升激光调高器通信的实时性

激光调高器在激光切割领域中是至关重要的部件,它能使切割头与板材始终保持预定的高度.为了实现高精度、高灵敏度的跟随效果,不仅需要对控制算法进行优化,激光切割控制系统与调高器之间的通信延迟也不可忽视.本文描述了EtherCAT总线在激光调高器中的应用.测试数据表明,相对于传统的TCP/IP协议,EtherCAT通信PDO延...     

带钢平直度仪测量原理及其应用

本文介绍了平直度定义、激光三角形法测量平直度的原理以及在我国的应用情况和安装使用中应注意的问题。     

激光焊接机精密控制系统的新设计

文章介绍了波形控制功率负反馈YAG激光焊接机控制系统的主要功能、设计思路及软硬件系统的设计方法.该设计提高了焊接机的激光输出功率稳定度,扩大了激光焊接机的应用领域.     

一种大屏幕演示仪的开发与实现

本文灵活应用微控技术，提出了一套新的显示系统方案。开发和研制出了一种多学科技术综合应用的大屏幕演示仪系统。     

基于激光笔的远程人机交互技术

当今投影仪已经广泛地应用于教学和会议之中，可是，传统的基于键盘和鼠标的人机交互仍然将演讲者限制在计算机设备旁边，从而给演讲者带来了不便．为解决此问题，提出了一种新的基于激光笔的远程人机交互系统．该系统只需要添加一个摄像机和视频采集卡就可以实现远程的人机交互，即在进行交互时，首先用一个摄像机实时拍摄投影屏，然后在得到的图中，检测激光点区域，并且跟踪识别它的轨迹，再将识别的结果作为用户输入，提供给计算机系统．与以往的类似系统相比，该系统的新颖之处有：在使用前即可训练出关于环境和激光点的特征，以用于增强系统的适应性；由于可通过融合多种信息(比如颜色、运动以及形状信息)来检测激光点，因而增强了系统的鲁棒性．实验结果表明，该系统具有较强的可用性(鲁棒性)和适应性．     

新型的激光位移传感器

介绍一种测量位移的新型传感器，它是采用激光作光源，用CCD图像传感器接收光并转换为电量的元件，根据成像原理测量物体位移．这个传感器由光学成像系统、CCD图像传感器及驱动电路、信号放大处理电路、单片机处理电路组成．具有高精度、高响应频率、非接触等优点．     

Automatic detection of harvested trees and determination of forest growth using airborne laser scanning

This paper demonstrates the applicability of small footprint, high sampling density airborne laser scanners for boreal forest change detection, i.e. the estimation of forest growth and monitoring of harvested trees. Two laser acquisitions were carried out on a test site using a Toposys-1 laser scanner. Three-dimensional canopy height models were calculated for both data sets using raster-based algorithms. Object-oriented algorithms were developed for detecting harvested and fallen trees, and for measuring forest growth at plot and stand levels. Out of 83 field-checked harvested trees, 61 could be automatically and correctly detected. All mature harvested trees were detected; it was mainly the smaller trees that were not. Forest growth was demonstrated at plot and stand levels using an object-oriented tree-to-tree matching algorithm and statistical analysis. The precision of the estimated growth, based on field checking or statistical analysis, was about 5 cm at stand level and about 10–15 cm at plot level. The authors expect that the methods may be feasible in large area forest inventories that make use of permanent sample plots. Together with methods for detecting individual sample trees, the methods described may be used to replace a large number of permanent plots with laser scanning techniques.