基于高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2的脉冲激光引信定距系统

针对传统定距方法目前不能满足脉冲激光引信中近距离高精度定距要求的问题,设计一种基于高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2的激光引信定距系统。首先介绍TDC-GP2的工作原理,并阐述其在脉冲激光测距中的应用方法,最后给出系统的硬件设计和软件方案,并进行实验分析。实验结果表明,该测量方法测量精度可达到65 ps,能满足脉冲激光测距系统中的精度要求。     

基于现场可编程门阵列的脉冲激光引信高精度实时定距技术研究

采用电子计数法实现脉冲激光引信定距的本质是测量发射脉冲和目标反射回波脉冲的时间差。为实现脉冲激光引信的精确定距，在分析电子计数法时间测量的原理和误差因素基础上，给出了脉冲激光引信高精度实时定距的原理框图，用Ahera公司Cyclone系列的FPGA芯片实现了时间测量模块，其高速计数器的工作频率达到800MHz，满足脉冲激光引信的精度和实时性要求。在QuartusⅡ软件中进行了后仿真，得到了满意的结果。     

基于FPGA和MCU的激光成像雷达信号处理系统

介绍了成像激光雷达的原理,提出了一种以FPGA和MCU为核心的信号处理系统设计方案,设计了其硬件电路,编写了相应的FPGA程序和单片机程序,实现了时间间隔测量、强度信号A／D转换、命令响应和数据传输等功能．实验表明,其系统距离分辨误差小于10cm,能够满足三维成像的要求．     

一种基于FPGA的激光引信电路设计

激光引信是现代激光制导系统的重要组成部分。在传统的引信电路设计中,主要是通过采用各种中小规模集成电路芯片和单片机来设计引信电路。基于FPGA的激光引信电路充分利用FPGA的硬件逻辑单元构建各个控制、信号处理模块,实现了引信的高精度和智能化。通过对引信电路进行软件仿真和硬件调试,表明由FPGA设计的激光引信电路相对于传统的引信设计精度有较大的改善,并提高了电路的可靠性。     

基于SOPC技术的无陀螺测量系统

根据无陀螺惯性测量原理, 提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的无陀螺弹载惯性测量系统的硬件解决方案,该系统采用十二加速度传感器配置方案,选用Altera高性能可编程逻辑阵列(FPGA)芯片,利用SOPC技术结合VHDL硬件描述语言,在芯片内部设计了专用的数据处理硬件系统,核心算法由高性能32位嵌入式Nios II处理器完成.试验表明这些方法能有效地提升系统性能, 使系统具有高可靠性、微小型化、降低功耗等优点,是一种比较理想的无陀螺弹载惯性导航测量系统的硬件解决方案.     

微光增强型电荷耦合装置成像系统三维噪声模拟及其测量分析

为了方便地计算三维噪声，提出了一种新的三维噪声计算方法，该方法对离散型微光成像系统三维噪声测量和质量评价具有十分重要的实用价值。利用微光成像系统三维噪声测量系统，结合数字图像处理技术，测量了微光增强型电荷耦合装置( ICCD)成像系统在四种照度条件下的三维噪声，并对结果进行了分析。分析结果与微光ICCD成像系统实际性能相吻合。     

高速数字定焦CCD摄远监控系统设计

将高速CCD图像处理技术与摄远光学系统相结合用于实现远距离监控、目标图像快速识别及定位。首先选择合适的CCD芯片分辨率参数,针对CCD芯片的主要参数设计长焦高质量成像系统,并依据具体战技指标,进行了精度射击激光模拟系统的设计,给出了CCD紧凑型长焦摄远成像物镜的设计思路及方法,最终经过Zemax软件优化设计结果,并与实际系统拍摄的照片进行对比,证明了设计方案的可行性及正确性,为该类系统设计及拓展应用提供了实验和理论依据。     

一种三维激光成像系统的平面离散数据三角剖分方法

三维激光成像系统是一种包含多种先进技术的复杂系统,它包含了数据的采集、简化和处理等过程。三维激光成像系统的主要问题是数据处理,对于三维的点云进行表面建模和构建立体三维的Delaunay三角网这一技术还没成熟,目前没有统一的算法能完全解决这一课题,构建的模型在细节上还不能令人满意。为解决这一问题,提出一种三维激光成像系统新的平面离散数据三角剖分方法。通过实验验证这种方法不仅能够很好地对平面离散数据三角剖分,而且能处理有凹面或洞等复杂表面状况的平面。     

激光照射性能测量中异源相机的标定方法

激光照射性能测量相机包括可见光相机和近红外相机,可完成激光照射器照射精度立靶成像测量。可见光相机用来拍摄运动靶板,近红外相机用来拍摄照射激光。为解决在测量过程中卡塞格林光学系统使图像产生畸变和两个相机光轴不严格一致问题,在远距离测量中忽略透视误差的影响,对张正友相机标定方法进行改进,使相机内参数中扭曲因子为0,实现相机标定;根据可见光相机和近红外相机成像面的空间透视关系,实现双相机轴线一致性标定。实验结果表明：可见光相机标定的重投影误差为0.08像素,近红外相机标定的重投影误差为0.19像素,相机配准轴线一致性精度为0.37 μrad,满足激光照射器照射精度外场测试中的需求。     

模拟弹运动参数采集存储系统

针对目前高速自动炮运动特性仿真结果经常与实际情况存在较大差距的问题,提出一种基于惯性传感器的嵌入式测量存储系统.利用惯性器件采集到的模拟信号经A/D转换芯片和具有并行处理能力的现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)芯片进行多路信号的采集存储至NAND FLASH,测试完毕后通过上位机进行读取分析.试验结果表明:该系统能还原弹丸运动特性,具有较高的稳定性和测量精度,为缩短高速自动炮研发周期提供数据支持.     

捷联激光探测器组合GPS测量弹丸滚转角方法

针对激光半主动末段修正弹滚转角解算的问题,提出利用捷联激光探测器与弹载GPS组件的测量信息求解弹丸滚转角的方法。以理论计算得到的非滚转成像面上的目标成像点作为空中姿态对准的基准,结合激光探测器成像面上目标实际成像点,推导得到弹丸滚转角计算公式。利用蒙特卡洛模拟法仿真计算,分析弹丸在不同发射角下弹丸位置误差、速度误差和激光探测器测量误差对弹丸滚转角解算精度的影响。仿真结果表明：该方法对滚转角解算误差最大不超过4°;3种误差中,激光探测器测量误差对滚转角解算精度的影响最大。该方法满足精度和实时性要求,适用于低速滚转的激光半主动末段修正弹。     

基于抛物线包络反演的距离选通三维成像方法

距离选通三维成像技术在三维测绘、远距离侦查、导航、水下目标探测等应用领域具有重要意义。介绍了距离选通超分辨率三维成像技术目前的发展现状和常用的三维反演算法。在此基础上研究了基于抛物线包络的距离选通三维成像方法。在实际测距精度、三维成像景深、实时性和系统实现的难易程度等方面，与目前常用的三角形和梯形能量相关算法进行了对比分析和实验验证。实验结果表明：基于抛物线包络的三维反演算法降低了系统硬件指标要求，提高了实际测距精度，同时实现了大景深实时三维成像的要求，具有良好的应用前景。     

基于多核6678的雷达成像信号处理机设计

为了满足雷达成像信号处理系统大数据处理、快速实时性和高集成度的需求,设计和实现了基于TMS320C6678芯片的雷达信号处理机;TMS320C6678内部集成了8个C66x内核,主频最高为1.25 GHz,能提供高达160GFLOPS的浮点运算性能;本系统采用了FPGA搭配DSP的实施方案,实现了基于一片Kintex7 FPGA和一片TMS320C6678高性能实时信号处理平台,可满足雷达成像系统的算法需求,具有较强的实用价值.     

基于FPGA的惯性测量组合多路频率脉冲测试系统的设计

为实现惯性测量组合4路频率和12路脉冲特征量的并行测试,文中对等精度频率测试法原理进行误差分析,得出了门控时间、标准频率和待测频率对其精度及系统计数器需求之间的关系。应用QuartusⅡ软件进行了FPGA原理图的模块化设计。包括控制模块、计数器模块、数据转换模块。仿真结果表明,该设计方案充分利用FPGA的硬件资源满足了测试需求．电路结构较为灵活、可靠性高。     

长基线天线六自由度激光测量技术

针对空间长基线天线位移和姿态的多自由度和高精度测量需求,提出了一种基于激光干涉测长、自准直测角和细光束测位移的激光基线测量系统.该系统可用于实现基线相对长度、倾角、偏转角和天线姿态等六个自由度的同时高精度测量.经实验验证,该激光干涉基线测量系统基线相对长度测量精度优于3μm,基线倾角测量精度优于0.1″,天线姿态角测量...     

机载激光遥感成像系统的仿真研究

机载激光遥感系统由激光发射与接收、回波采样、姿态测量、信息处理等部分构成,利用激光回波信号的相关信息确定目标的后向散射率、类型和灰度,生成遥感地表影像.其系统仿真将激光发射机、运载体飞机、大气、地面目标等模块的相应参数作为输入,通过对接收机输出的解算,导出地面目标的位置和后向散射率,并对成像点进行粗插值和区域插值处理,最终获得目标三维地表影像.     

基于图像透视畸变校正的调炮速度测量方法

针对传统调炮速度测试过程繁琐、测量精度低的问题,提出了一种图像透视畸变校正的调炮速度测量方法。采用激光器、靶板、CCD相机和计算机构建调炮速度测量系统,利用CCD相机实时记录激光在靶板上的光斑位置,根据光斑的位移和时间解算出调炮速度。利用特征点成像,通过透视变换原理构建变换矩阵求得图像校正模型,进而实现光斑靶板图像的透视畸变校正,在校正后的图像上提取光斑并计算出光斑质心,获取光斑质心的位移和时间,最终解算出调炮速度。实验结果表明：与传统的图像测量方法相比,利用该方法测量调炮速度的精度提高了10倍,满足靶场对高精度测量调炮速度的要求;该方法适用于靶场测试以及其他调炮速度的实际测量工程。     

成像引信联合变换相关目标识别关键技术

为提高引信及制导等武器系统目标识别精度及实时性,阐述了联合变换相关非合作目标激光成像识别技术的研究状况,指出了复杂战场环境下三维联合变换相关非合作目标识别的三个关键技术:1)目标距离与回波强度的高精度获取;2)复杂背景下三维联合变换相关器互相关峰的提取;3)高速运动下三维联合变换相关器畸变不变识别。对该技术在引信及导航、制导等系统中的应用前景进行了展望。     

石英管壁厚激光扫描在线检测系统研究

基于光电传感和激光扫描检测技术,本文提出了一种石英管壁厚激光扫描在线检测系统,采用激光后扫描方法对以一定角度入射到石英管侧面,经其内外表面反射后的两束激光光束的空间位置进行测量,解决了石英管壁厚非接触在线测量问题.文中详细论述了系统的总体结构、检测原理及信号处理系统.通过实验对系统的测量精度进行了验证,结果表明系统测量精度达±0.01mm.     

装甲隐身涂层940nm双向反射分布函数

红外隐身涂层的激光隐身性能测试侧重于外场整车后向反射率测量,其测量精度有限。针对这一缺点,按照国军标制作红外隐身涂层样品,在实验室条件下,用特定激光波长(940 nm)激光作为照射源,以聚四氟乙烯标准白板为参考标准,采用相对法测量不同红外发射率隐身涂层样品的双向反射分布函数(BRDF),系统测量精度优于7%。误差分析表明测量结果可信。