CCD像元光电转换率不一致性补偿技术

从理论上分析了CCD像元光电转换率不一致性产生的多种原因.提出了一种简易实用的方法对不一致性进行修正:用照度均匀的光照射CCD,测出每个像元上的光电转换信号大小,计算出像元间的差异,从而得到每个像元的修正系数.对实际CCD的测量值进行这样的修正后使得CCD各像元的光电转换率在表观上达到一致.实验结果表明:通过修正后可以有效地减少像元光电转换率的不一致性,误差均方根提高了一个数量级.     

用四元数状态切换无迹卡尔曼滤波器估计的飞行器姿态

在较大初始姿态误差角下, 针对捷联惯导/CCD星敏感器(strap-intertial navigation system/CCD star sensor, SINS/CCD)姿态估计系统扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)算法精度下降的问题, 提出了基于四元数的状态切换无迹卡尔曼滤波算法. 通过状态实时切换降低了全维无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)的维数, 减小了计算复杂度, 提高了系统的实时性. 文中采用基于特征向量求解的代价函数法计算四元数均值避免了UKF算法中四元数规范化的限制; 利用乘性误差四元数表示姿态更新点与估计点之间的距离, 解决了四元数协方差阵奇异性问题. 仿真实验结果表明: 与EKF相比, 该算法在精度上有较大提高; 与全维UKF算法和修正罗德里格斯参数UKF算法相比, 该算法精度相当但估计时间均有不同程度的减少.     

视场内激光干扰CCD探测器的实验研究

为了验证激光辐照CCD系统的干扰效果,进行了视场内He-Ne激光干扰面阵CCD探测器的实验研究,测得了像元饱和阈值和局部受辐照时的CCD饱和功率密度阈值.使用Matlab编程处理了干扰图像,得到了视场内激光人射能量与CCD饱和面积比的关系曲线.激光能量较低时,随着激光能量增大,饱和面积增加较快;激光能量较大时,随着激光能量增大,饱和面积增加较慢.并对实验中出现的光饱和串音现象进行了理论分析.实验结果表明:视场内激光干扰CCD成像制导武器是可行的.     

3D 游戏中“刀光剑影”特效的实现算法

＂拖影＂,就是指3D游戏中,冷兵器在舞动时所＂拖＂出的光影。分析了＂拖影＂特效的图形变化规律,提出了一种实用的＂拖影＂特效实现算法。借助该算法,应用程序可以根据兵器的运动轨迹,自动产生＂拖影＂效果。最后,还结合实际应用的经验,对算法进行了改进。这种算法已成功应用于多款3D游戏,并很好地与各种程序引擎相结合。     

一种基于放大误差信号的自适应BP算法

针对标准BP算法受饱和区域影响而导致收敛速度慢的问题,提出一种基于放大误差信号的自适应BP算法,该算法通过修改激励函数的导数,使权值的修正过程不会因饱和区域而趋于停滞,并分析了改进算法的收敛性。仿真结果表明,改进的BP算法加快了收敛速度,并在一定程度上提高了全局收敛能力。     

视轴稳定系统的非接触式陀螺修正技术

针对陀螺视轴稳定装置中陀螺的输出漂移误差影响视轴稳定性能的问题,提出一种利用视觉测量技术对陀螺信号进行实时修正的方法。通过在地面上共面设置的4个固定信标和载体上双焦CCD摄像机,组成单目视觉测量系统,应用四元数描述载体和大地直角坐标系间的变换关系,在此基础上采用Levenberg-Marquardt迭代算法和刚体运动学原理,推导出采用DLOSS装置实现陀螺信号修正的机理。仿真结果表明了该方法的有效性。     

一种基于误差放大的快速BP学习算法

针对目前使用梯度下降原则的BP学习算法，受饱和区域影响容易出现收敛速度趋缓的问题，提出一种新的基于误差放大的快速BP学习算法以消除饱和区域对后期训练的影响．该算法通过对权值修正函数中误差项的自适应放大，使权值的修正过程不会因饱和区域的影响而趋于停滞，从而使BP学习算法能很快地收敛到期望的精度值．对3-parity问题和Soybean分类问题的仿真实验表明，与目前常用的Delta-bar-Delta方法、加入动量项方法、Prime Offset等方法相比，该方法在不增加算法的复杂度和额外的CPU机时的情况下能更快地收敛到目标精度值．     

单帧图像热致光学误差祛除算法研究

在研发浮法玻璃锡槽在线测厚仪的过程中,为了克服高温气体湍流条件下激光传输光线起伏效应对激光测量系统性能的影响.利用基于帧差的像点运动轨迹探测手段,确定的流场内图像模糊、抖动的体现程度与CCD的积分时间成反比;试验采用各种合适窗口的邻域滑动平均法,对线阵CCD数据数列进行修正可消除热致光学误差对视频信号的影响.     

基于局部连续性与全局相似性的光谱保持型亚像元映射

遥感图像的像元级分类精度受混合像元的影响. 亚像元映射以像元分解获得的丰度值为基础,在地物分布规律的约束下,细化估计各类地物的亚像元级分布模式. 本文同时考虑了地物分布的空间与光谱信息,提出了一种基于局部连续性与全局相似性的光谱保持型亚像元映射算法. 针对地物的空间分布特性,提出了利用类内离散度对局部连续性进行建模,并通过相似分布像元表示误差引入全局相似性约束项. 针对地物的光谱特性,采用最小化光谱误差约束了亚像元映射过程中的光谱无失真性. 模拟数据与真实数据上的实验结果表明,本文算法比其他同类算法具有更高的估计精度,且更适合于实际应用.     

基于联合变换相关器的像移测量方法研究

为了测量由卫星姿态不稳定或振动等原因引起的空间相机亚像元像移,对基于联合变换相关器的像移测量方法进行了研究,并进行计算机仿真。阐述了该方法的数学原理,面阵CCD的安装位置以及输入图像序列的获取方法。应用MatLab对图像进行线性插值获得具有亚像元像移的图像,并添加噪声使图像具有较低信噪比;对图片进行傅立叶变换得到联合功率谱,二值化处理后的功率谱再次进行傅立叶变换得到相关输出;用质量中心算法计算出像移量。结果表明,像移测量的精度不随景物的内容而变化,测量得到的像移误差均方根误差值小于0.2个像元。     

基于CCD的工件直径动态检测

为实现工件直径的在线检测,本文采用了CCD动态检测方法,它以CCD和微型计算机为核心构成了工件直径动态检测系统.将工件直径影像成像于 CCD光敏面上,经光电转换可获得CCD像元的电荷图像,以CCD像元(素)的间距为尺子实现对工件影像的度量,所以它属于模数变换法.将CCD输出的光电脉冲经放大、整形后输入计算机,通过运算处...     

空间相机CCD像面拼接重叠像元数分析与计算

为了避免空间相机在侧摆成像时多片CCD的拼接处出现缝隙,造成部分目标信息缺失且获取的图像无法正常拼接的问题,根据CCD推扫成像的工作原理和像移补偿残差对图像出现缝隙的原理进行分析,通过采用重叠像元的方法克服了图像缝隙的问题;根据实际工程需求对像面重叠像元数进行计算,对重叠像元数提出具体要求;根据实例计算得出,在96级积分级数下允许的偏流角误差不大于12＇和偏流机构的偏差为1＇的前提下,像面拼接时相邻两片CCD之间的重叠像元数计算值应大于15,考虑误差及安装多重因素增加一定的余量,重叠像元数为40完全满足地面覆盖宽度10 km的要求。     

基于RM S 误差分析的高光谱图像自动端元提取算法

提出了一种基于RM S ( root mean square) 误差分析的自动端元提取算法。对图像每做一次线性解混合, 就得到一幅以均方根RMS误差表示的残余误差图像, 从中选出误差较大的像素作为新的端元开始下一次解混合, 通过多次迭代, 直到得到了要求数目的端元。该算法克服了以往端元提取方法监督特性的局限, 减少了对先验信息的依赖, 同时保留了图像中的异常。利用仿真和实验数据验证了该算法的有效性。     

SAR插补CCD缺失数据算法及其应用检验

提出了一种利用SAR插补因云遮挡导致CCD数据缺失的算法。通过分析云及其阴影的光谱特征,设计出云及其阴影的提取模型,并运用CCD和SAR之间匹配转化算法和有云影响像元的替换运算,得到插补后的新CCD数据。利用高光谱数据反演海面盐度算法所得海面盐度与实测海面盐度做相关性比较分析对本缺失数据插补算法进行检验。结果表明:研究海域中缺失数据区域的海盐反演精度为R²=0.8441,RMSE=0.7031,即SAR插补CCD缺失数据算法具有较强的可靠性和多源遥感数据兼容性,一定程度上恢复了噪声下垫面的实际情况,可以用于融合多传感器生成时空完整、高精度的数据产品。     

半实物仿真中导引头安装误差的影响分析

研究雷达导引头对导弹制导系统控制的影响,采用在导弹半实物仿真系统,对导引头安装误差会引入闭环仿真回路,使得制导控制系统性能发生变化,影响半实物仿真的逼真度.以雷达导引头安装误差引起的目标视线角误差为研究对象,深入分析误差产生原理并建立了误差数学模型,在分析其对制导控制系统影响的基础上,提出了解算前误差修正和目标辐射位置修正两种形式的误差补偿算法.仿真结果表明,两种算法均可解决导引头安装误差带来的目标视线角误差问题,在实际工程中可根据系统具体特点及仿真要求对误差补偿算法进行选择,都可取得较好的结果.     

基于CCD亚像元细分原理的点目标自动采样算法

该文首先从短焦距镜头和给定CCD成像阵列的成像特性出发，分析了实现亚像元成像与定位的必要性。在对比提高像素分辨率和提高测量分辨率这两种亚像元动态成像技术之后，研究了如何在保持现有硬件系统不变的情况下，通过软件插值细分实现亚像元定位的方法。针对点目标图像可能存在的“方块效应”与“细节退化”现象，结合点目标灰度特性处理技术，改进并完善了邻域线性插值细分方法。从而，提出该基于CCD亚像元细分原理的点目标自动采样算法。实验结果证明：该算法简单、可靠、稳定、快速，并具有一定适用性，为相关领域内的应用提供了宝贵的参考价值。     

高光谱混合像元分解的稀疏优化算法

提出一种参数自适应估计的高光谱混合像元分解算法。为混合像元分解问题建立新的约束优化模型,该模型的目标函数由L2误差项和Lp正则项构成。利用交替优化方法将模型分解为若干子问题,采用邻近算子方法求解这些子问题。在交替迭代的求解过程中,根据每次迭代的结果自适应地选择模型参数。从理论角度分析了算法的收敛性,并通过实验验证了所提算法的有效性。实验结果还表明,与经典的高光谱混合像元分解算法相比,所建立的模型及提出的求解算法可获得更佳的混合像元分解效果。     

一种锥束CT中平板探测器输出图像校正方法

为了消除平板探测器缺陷在锥束CT重建切片中引起的伪影,提出一种投影图像校正方法.通过对投影图像进行暗场和增益不一致校正,推导了像元增益系数公式;对增益系数以及像元输出的期望和方差进行直方图分析以识别坏像素,根据坏像素分布特征设计相应的插补方案;通过局部屏蔽区域数据统计暗场波动幅度并逐行修正.实验结果表明,该方法使投影图像灰度分布均匀,像元输出波动和切片伪影得到有效抑制.     

基于双级互补滤波的姿态测量算法设计

陀螺仪的漂移、载体的线性加速度和磁场的干扰是影响MARG传感器姿态测量精度的主要原因。针对传统姿态测量算法在磁干扰环境下由于航向角误差导致水平角测量精度降低以及载体线性加速度影响水平角精度的问题,提出了一种基于四 元数的双级互补滤波姿态融合算法。该算法利用加速度计和磁力计测量数据分别对估计四元数进行补偿修正,避免了磁干扰环境下航向角误差对水平姿态测量的影响。同时引入线性加速度误差和磁干扰误差自适应补偿方案,以降低线性加速度与磁干扰的影响,为了验证算法的有效性,进行了静态与动态实验。实验结果表明该姿态测量算法能显著提高姿态测量精度和抗干扰能力,与传统的Mahony算法相比,俯仰/滚动角的测量精度完全不受磁干扰的影响,性能得到了明显的提升。     

无位置输入的民机姿态航向误差修正算法

姿态更新算法与姿态误差修正算法是捷联姿态航向参考系统中一项长期研究的关键技术。研究了在无位置输入和无法计算位置项引起地球自转分量无法补偿的情况下,针对姿态航向系统仍必须提供可靠的、正确的姿态航向信息这一突出问题,提出了忽略误差方程中微小量,利用飞机航线覆盖区域的中心纬度值替代误差方程中的纬度项,将简化后的算法引入的误差等效为陀螺漂移和加速度计零位的思想。设计了基于四元数的内阻尼卡尔曼滤波器,更新姿态四元数修正误差。结果显示对于漂移为10°/h的光纤陀螺构建的系统,修正后姿态精度优于0.3°,航向精度优于1°。