氮分子激光阴影照相电子成像系统研究

介绍了一种以氮分子激光器作光源的ＣＣＤ相机阴影照相系统、该系统能可靠地对高速运动目标和瞬变现象进行阴影照相电子成像，并提出了基于该系统的阴影照相电子成像测速法，该系统具有一些独到的优点，作为系统光源的氮分子激光器的脉宽为纳秒量级（火花光源的脉宽为微秒或亚微秒量级），适用于高速摄影，对环境无特殊要求，能在一般室内环境下正常工作，电子成像技术的采用，使得该系统无需显、定影及判读等操作，直接由计算机进行     

脉内聚束SAR方位高分辨率宽测绘带成像

针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像．建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的结论．针对该距离模糊,利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊;并分析了地形起伏对成像结果的影响．脉内聚束SAR利用脉内扫描获得更长的合成孔径,以此实现高的方位分辨率; 同时在采用低脉冲重复频率的情况下,获得宽测绘带,从而实现了高分辨宽测绘带成像．仿真实验结果验证了该方法的有效性．     

一种简易激光能量检测器

本文介绍了一种廉价的简易激光能量检测器,它能在一定的精度要求下测量脉宽为微微秒(ps)量级,能量为毫微焦耳(nJ)量级的微弱激光束能量,(1/2)位数字显示测量结果,由被测光脉冲自动触发同步。并阐述了仪器的组成结构和基本工作原理,分析了测量结果、经验公式和主要误差。     

飞秒激光双光子荧光显微系统的构建与应用

为进行双光子荧光显微成像研究,搭建了一套飞秒激光光源双光子荧光显微成像系统.对超短脉冲锁模激光器的成像优势、双光子激励饱和功率及系统分辨率进行了理论推导,利用飞秒激光器、显微镜、数据采集设备与控制装置及扫描控制软件搭建了显微成像系统,并对Rhodamine B样品进行双光子荧光显微成像实验.结果表明:相同条件下,超短脉冲锁模激光器的双光子荧光产率为连续光输出激光器的105倍;采用UPLSAPO60XO型物镜时,双光子激励饱和功率为50 m W,理论横向和轴向分辨率为303 nm与727 nm;该系统具有显微成像能力,且实际横向分辨率小于3μm.     

三维成像激光雷达系统

本文报导了研制的三维成像光雷达。系统采用３５ｍｗ的半导体激光器为光源；用５ＭＨｚ频率调制的单标尺实现相位测距；八面体镜鼓联合平面摆镜对目标物体进行光栅轨迹扫描；Ｓｉ－ＡＰＤ光电探测器及低噪声前置放大器构成的接收机能够探测１ｎｗ量级的微弱回光能量；采用以集成鉴相器ＭＣ４０４４为核心的相位测量电路；用高分辨率图像显示器对距离图像像素值进行２５６种的颜色的伪彩色编码，整个系统在同步触发信号的时序控制下获     

掺铈氙灯泵浦的高重复频率Nd∶YAG激光器

本文报导了掺铈氙灯泵浦的高重复频率Nd:YAG激光器。给出了实验结果。激光器最高频率为100次/秒,单脉冲能量～250毫焦耳,方向性为～6.5毫弧度,最窄脉宽为8毫微秒。     

用于低成本光声成像的纳秒激光驱动器设计

为满足光声显微成像的信噪比、分辨率、成像深度等要求,使用高速大功率场效应管作为开关,以激光二极管代替典型光声显微成像常用的脉冲光参量振荡器(OPO)和染料激光器(dye laser),设计了一种低成本、结构紧凑的纳秒级激光脉冲驱动器;介绍了驱动器的电路结构,并进行仿真测试。结果表明:所得驱动电路同时适用于连续和脉冲激光二极管;过驱动激光二极管可以产生的电流重复频率50 kHz,最小脉宽约6 ns,峰值电流约50 A,单脉冲能量约200 nJ;激光脉冲的重复频率、脉冲宽度和脉冲能量均可以满足生物组织血红蛋白的显微成像要求,提高了成像速度,降低了激光器的使用复杂度,驱动器整体结构更加紧凑,同时大幅降低了光声显微成像成本。     

光电

两亿元打造光电产业自由电子激光器数字化扫描电子显微镜德国汉堡电子对撞中心（ＤＥＳＹ）的科学家研制出相当于１０００万倍自然光强度的Ｘ射线激光器。这种自由电子激光器达到了理论上的最大功率。在紫外线照射时,其功率比其他光源要强千倍。据报道,这台长约３０米的电子激光器的波长范围在８０到１８０纳米之间,而传统激光器的波长只能是固定波长。所以,新的激光器是唯一可以用来分析生物分子和纳米材料的理想光源。科学家将电子置于超导加速器进行高能加速,通过特殊磁排列达到回转曲线飞行,然后放射出类似激光的光束。（Ｗ．ＧＤ…     

灯泵浦固体激光器的脉宽特性研究

研究大能量1064nm激光器的输出脉宽特性,通过实验分析激光的泵浦能量和谐振腔腔长对激光脉冲宽度的影响,获得了从几百纳秒到几十纳秒量级的激光脉宽输出。并且针对纳秒级别的长脉冲可调激光的应用需求,设计实现了180~60ns脉宽可调的1064nm激光输出,谐振腔腔长为3.3m,在泵浦电压为1000V时,输出最大激光能量为140m J,激光阈值为650V。     

半导体激光器自混合干涉的调制及光电检测电路

根据半导体激光器自混合干涉微位移测量系统的要求,设计了电流调制半导体激光器和光信号检测电路．半导体激光器具有体积小、易调制等特性,因此在实验采用中心波长为650 nm的半导体激光器作为该微位移测量系统的光源, 从而使系统微型化、光路易准直;将半导体激光器的电流调制特性和自混合干涉原理相结合,使此微位移测量系统的测量精度远远高于传统干涉方法．在实验电路中利用集成运放特性实现对光源信号的调制和微弱信号的前置放大,并使用温度补偿及抗干扰技术,使输出信号满足系统要求．     

摄像机运动下的动态目标检测与跟踪

研究摄像机运动情况下的运动目标检测和跟踪问题.给出了一种基于块匹配的背景运动补偿差分方法.将此算法和对称差分法结合,给出了一种动摄像机的运动目标跟踪方法,以复杂场景下的人为跟踪目标进行了实验.取得了不错的跟踪效果.实验结果表明,该方法不仅消除了摄像机运动给目标检测造成的影响,而且检测提取的目标比较完整.该方法实现了对运动目标的大角度跟踪,在单摄像机的视频监控系统中有一定的实用价值.     

基于单目运动摄像机的三维物体运动参数估计

针对单目视觉监测系统摄像机和目标物体同时运动时,如何有效测量物体三维运动参数的难题,提出一种基于单目序列图像对插入虚拟视点的算法确定运动物体位姿及运动参数的方法。动摄像机连续采集运动物体的图像序列,根据摄影几何原理对摄像机和运动物体进行分析,结合本质矩阵的特性,估算空间物体运动参数。实验结果表明,该方法能够在为摄像机与目标物体同时运动的情况下,有效地估测出物体三维运动参数,且该方法简单有效,具有较高的精确度和准确性。     

复杂环境下运动摄像机稳定跟踪运动目标算法

在复杂环境中,运动摄像机跟踪运动目标是一项相当困难的工作。在基于目标颜色特征的Mean Shift跟踪算法中,引入感兴趣区域（ROI,Region of Interest）,减少背景干扰及降低计算消耗。提出基于目标强度和目标面积的目标危机判别函数,对强干扰、遮挡情况进行识别;采用直方图维数和量化等级数自适应选取策略解决强干扰,采用子区域搜索选优策略解决目标遮挡和重新捕获的问题。为使被跟踪目标锁定在摄像机视野中央区域,采用基于速度调节的闭环控制模型,驱动PTZ摄像机,跟踪运动目标。实验结果表明,算法对背景干扰和遮挡具有较强的适应性,摄像机可以平滑稳健地跟踪快速运动目标,而且系统计算代价小,完全达到了实时的运行速度。     

同步动态随机访问存储器控制器的设计

该文根据航拍图像处理系统的特殊要求,针对同步动态随机访问存储器的特性,设计了基于Nios II的同步动态随机访问存储器控制器,并将其应用于图像处理系统中,实现了对千万象素的电荷耦合相机的航拍图像数据进行缓存的功能。通过对存储器内缓存的图像数据进行滤波去噪以及格式转换,可得到清晰的实时视频图像。     

带摄像头的自循迹移动靶车控制系统研究

针对传统轨道式移动靶车的运动方向单一、轨道铺设困难且存在跳弹的隐患,研究了一种以普通的色带或胶条为引导的自循迹移动靶车控制系统.该系统以AVR系列单片机ATmega128作为控制核心,采用OV6620摄像头模块采集视频图像,并结合PID控制算法控制靶车按照设定的目标和速度沿着引导线自主移动.论述了靶车的图像采集模块、控制决策模块和电机驱动模块的设计.现场测试结果表明,靶车能够在最高速度2 m/s、曲率不大于0.25/m下实现自循迹功能.该系统改善了传统靶车的机动特性,可以快速变更移动路线,实现直线、曲线等多项运动模式.     

外弹道摄影中的反射镜装置

根据正交摄影原理,在狭缝联动摄影外弹道测试基础系统中设计了一个平面反射镜装置.这一装置与高速摄影机配合使用,可同时拍摄飞行弹丸在水平方向和铅垂方向的两张照片,依据照片可准确判读弹丸的飞行参数.     

基于WinCE的智能网络视频监控系统设计

针对市面上常见的只能实现视频监控的网络摄像机,文章提出了复杂环境下运动目标检测与跟踪的改进算法,并将其集成到摄像机中实现云台控制.在无人干涉时,系统自动分析并提取敏感信息,若检测到入侵目标,则实时向监控人员报警.该系统采用最新的Silverlight技术构建应用程序,实现了UI开发与设备开发的迭代,从而大大加快了设备的开发速度.     

稳像中基于BP神经网络的颤振预测及改进

为了解决航拍过程中的图像抖动问题,研究了机载相机的颤振规律;提出在稳像过程中,利用BP (Back Propagation)神经网络的函数逼近功能对相机颤振规律进行模拟,预测相机颤振矢量的方法;针对单个BP神经网络稳定性较差且精度较低的问题,提出在预测网络上增加一个误差校正网络以提高预测精度的方法.该方法使用误差校正网络对预测网络输出的结果进行二次预测、补偿,提高了网络系统的稳定性和计算精度.仿真实验表明：在训练样本相同的情况下,预测网络和误差校正网络相结合的方法能够对相机颤振矢量进行高精度预测,且运算速度较快,满足了机载相机实时稳像的需求.     

基于ARM9构架的热释电车载视频监控系统设计

针对目前普通行车记录仪在使用过程中会出现视频存储空间有限,电池续航时间短,致使监控系统不能长期持续工作等问题,设计了一套基于S3C2440A处理器的嵌入式视频监控系统。该系统使用热释电模块对周围的移动物体进行感应,利用嵌入式处理器将热释电模块传入的感应信号进行分析处理,通过V4L2视频采集接口控制USB摄像头进行拍摄并保存到USB存储设备中,节省了电池电量并可灵活扩展存储空间。测试结果表明,系统能对4 m范围内的移动物体进行准确的预警拍摄,同时,由于摄像头在未获得热释电探测系统传入信号时处于关闭状态,减少了摄像头的工作时间,使监控系统能够长时间处于工作状态。     

一种有效的随动跟踪方法

针对视频监控系统,提出了一种离散化像机运动的随动跟踪方法,解决了像机运动时对目标检测带来的困难,并弥补了由于单个摄像机拍摄范围的局限性。文中针对像机监控场景,离散化像机转动,建立索引表;通过多帧差分和自适应背景方法提取运动对象,并结合K alm an滤波器和多帧预测思想实现了对特定目标的鲁棒跟踪;综合利用目标的信息、索引表和云台实现了对特定目标的随动跟踪。实验结果表明,该算法对于复杂场景中运动目标的检测和跟踪具有较好的鲁棒性和实时性;对特定目标的随动跟踪具有良好的实时性和稳健性。