在线实时工件测长系统开发

在线实时工件测长系统是将数字图像处理技术与在线图像检测技术应用于工业生产现场的一个典型实例，系统中采用光学摄像机采集工件图像信息，应用图像增强、边缘检测、图像识别等数字图像处理技术对所采集到的图像信息进行处理识别，实现了在远距离条件下以非接触方式对生产线上的工件进行实时长度测量，并实现了对测量结果的显示、记录及传送。大量实验表明，在线实时工件测长系统能够准确地进行在线工件全天候测长，保证了检测的客观性和真实性。此外，系统还具有耐高温耐污染的特点，适合于工业现场的环境。     

SDRAM在机载显示系统中的研究应用

飞机座舱显示系统是航电电子系统的重要组成部分,在机载显示器实时视频图像处理中,通常都要对视频图像进行缓存,因此需要大容量的存储器。传统的SRAM由于成本高、速率慢,已经无法满足视频处理对存储器的要求,SDRAM速率快、容量大、体积小,是比较理想的器件。提出一种基于SDRAM的设计,在DVI视频处理电路中可以实现对1600×1200的视频做图像缓存处理,可以在航电显示系统中用于视频缩放、视频压缩、视频增强等。     

面向山地区域光照变化下的鲁棒景象匹配方法

提出了一种面向山地区域光照变化下的鲁棒景象匹配导航方法。该方法针对山区景象匹配导航中光照环境不同造成的基准图与实时图像不一致问题,采取在高程数据上使用光照模型生成光照明暗图,利用数字高程图(DEM)得到水流汇集数据并生成山谷显著图,将光照明暗图与山谷显著图融合作为基准图;针对基准图与实时图中细节边缘的差异带来的误匹配问题,提出了基于形态学约束的Hausdorff距离边缘匹配算法。采用LANDSAT图像与ASTERDEM高程数据进行实验分析,结果表明提出的方法匹配正确率高且鲁棒性好。     

光电经纬仪红外成像跟踪处理器的研究与实现

以高性能数字信号处理器TMS320C6203为核心,结合CPLD（可编程逻辑器件）进行逻辑控制,用FPGA（现场可编程门阵列）进行预处理,设计了实时目标检测和跟踪系统。介绍了实时图像处理系统的硬件组成、工作原理、软件流程,重点分析目标检测算法和系统实时性。该系统被成功用于光电经纬仪红外图像处理系统中,经试验证明,系统对弱小目标的检测、识别和跟踪能力达到实际工程的实时性需求,大大提高了数据采集能力与处理速度,采样精度得到很大提高,完全满足系统设计要求。     

复杂地形下基于三视约束的景象匹配方法

 景象匹配通过将飞行器实拍图像与机载的基准图像比较而进行导航。当飞行高度较低时,由地面大起伏引起的实时图几何变形会严重影响匹配性能,造成匹配精度下降甚至出现误匹配,这一问题严重制约了现有景象匹配系统的应用范围,比如无法应用于建筑林立的城镇地区和梯田、丘陵地带。本文首先推导了小视场内无几何变形的高空竖直透视投影模型;在此基础上,依据三视约束关系,把相邻两幅下视实时图像的特征赋给该透视模型所成的像,得到消除几何变形的特征模板,再和基准图进行匹配。因此,所提方法不仅能处理由飞行器姿态引起的实时图几何变形问题,而且适用于城镇等地面存在较大起伏的地形。理论分析和仿真实验表明,该算法取得了较好的结果,具有良好的环境适应能力,实用性较强。     

航空机场标线自动绘制系统中图象识别技术研究

本文基于对机场标线自动绘制系统研究的需要,对当前应用较广的常用图像识别技术进行了比较分析,提出了在机场标线自动绘制系统中的适合采用的图像识别技术,展望了机场标线自动绘制系统的应用前景。     

基于视觉引导着陆的微小型四旋翼设计及实现

为了增强四旋翼的自主性,借用视觉导航方法要求在GPS丢失信号或信号精度不高的情况下进行辅助定位,使得四旋翼能够在某些特殊需求场合自动着陆。针对Harris角点检测算法计算量大的问题,设计了一种快速、准确的标志图像识别算法,将一个区域内的所有角点转换成一个单值角点,替代了Harris算法中的局部非极大值抑制算法,减小了计算量,并进一步设计了视觉模式下的姿态与位置转换算法和视觉着陆控制算法。为了验证所设计算法的可行性和有效性,基于STM32单片机搭建了微型四旋翼实验平台系统,并实时在线进行了性能实验,结果表明,标志图像识别算法能正确检测和识别出标志图像,视觉着陆算法也成功实现了四旋翼实验平台的着陆功能。     

一种航空铆钉自动检测系统研制

研究并实现了一种图像识别的铆钉自动尺寸检测系统,主要介绍了系统的工作流程和原理,给出了系统硬件组成,并在对CCD相机的采集图像清晰度评价函数分析基础上,提出了一种适合多种铆钉检测的自动调焦方法。通过对图像滤波处理、边缘检测算法的论证分析,建立了适合铆钉检测的图像特征提取方案,最后给出了系统主要功能界面。     

不同基准钟对BDS实时钟差估计的影响分析CSCD

BDS原始观测量是站星之间的相对时间延迟,在实时卫星钟差估计过程中需要引入一个基准钟,求解该基准约束下的钟差产品。基于两种不同的基准约束条件实时估计BDS卫星钟差,并从实时钟差的估计精度、钟差频率特性(频率漂移率、频率准确度、频率稳定度)及钟差预报精度等方面分析其对BDS实时钟差估计的影响。算例结果表明,在两种不同的基准模式下,估计得到的BDS实时卫星钟差性能基本一致,在实际使用中可根据情况采用不同的基准钟进行钟差估计,为BDS实时卫星钟差估计时基准钟的选择提供了参考。     

惯性组合三位置现场测试方法

针对陀螺漂移和加速度计零偏,提出了一种三位置现场测试方法。该方法不需要转台,对夹具和测试基准无特殊要求,惯性组件无须精确取向。仿真结果表明,惯性器件测试误差主要由安装失准角和标度因数误差有关。     

多光谱手指静脉成像与采集系统设计

多光谱手指静脉图像信息采集对提高手指静脉识别性能具有重要意义,从活体组织的不同介质对不同波长的入射光有不同的散射和吸收性能这一角度出发,建立了多光谱手指静脉成像采集系统。重点介绍基于数码管控制芯片的多波段光源控制电路而搭建的硬件系统及设计的相应软件系统。该系统不仅解决了多模态手指静脉图像成像与采集的一些基本问题,而且为多光谱手指静脉识别奠定了数据基础和实验环境。这对促进手指静脉识别技术的发展具有重要意义。     

基于边缘相似性的异源图像匹配

异源图像匹配是视觉导航、多源图像融合分析的关键步骤之一。对于成像机理差别较大的异源图像,如SAR图像和可见光图像,采用传统的异源图像匹配算法难以得到满意结果。本文提出一种基于边缘相似性的异源图像匹配方法,首先分别提取待匹配图像的边缘特征点集;然后计算基准图的边缘距离场;最后基于边缘相似性模型,通过实时图边缘图和基准图边缘距离场计算边缘相似度,寻找相似度最大的变换参数即为最终匹配参数。采用SAR与可见光图对方法进行了测试,结果表明,这种方法能够快速可靠地实现异源图像匹配。     

无人机地面站图像预处理系统的设计与应用

为了实现无人机侦察图像的图形字符叠加和预处理,设计了与系统主计算机松耦合的图像处理系统,系统基于DSP技术,通过串行接口控制叠加信息的内容和位置以及滤波增强算法切换,系统封装于独立外置的IU机箱中,有效减小了其与主控制计算机间的相互干扰。对系统组成原理和软硬件实现进行了详细介绍,实验结果表明,系统实现满足性能指标要求,滤波增强功能高效实时,其设计思想对同类型系统具有一定借鉴意义。     

OpenGL在雷达图像实时显示中的应用

介绍了利用OpenGL实现图像显示的基本原理,主要探讨了在图形显示硬件的支持下,通过OpenGL光栅操作功能实现图像的实时显示。测试表明这种方法能够达到较大图像数据量实时显示的要求。     

Automatic Target Recognition: Some Considerations

Machine analysis of aerial reconnaissance data is desirable. New acquisition techniques, equipment, and sensors, plus a growing demand for rapidly obtained, accurate information necessitate machine performance of tasks presently accomplished by observers and interpreters. Many of these tasks can be described as pattern recognition or information processing functions. This paper discusses significant problems encountered when attempting to identify objects or regions automatically from aerial photography. Problems include sensor distortions, variations in target environment, and concepts of design and ?teaching? of an actual device. Operational requirements such as processing speed and flexibility restrict the types of solutions available. Approaches to target recognition with relative merits and shortcomings are presented; these include shape correlation, feature extraction, and image quantization. The effect of mission requirements on system parameters is discussed. A bibliography is included.     

航天器相对位姿参数光学测量解析算法

研究了利用4个非共面特征光标和单光学测量敏感器的测量方法。基于比例正交投影近似假设,简化了光学成像数学模型,以解析的形式给出了航天器间相对位姿参数(相对位置和姿态),并对解析解进行修正。最后,对该算法进行数学仿真,仿真结果表明该算法简单可靠,能够满足航天器相对位姿确定精度和实时计算要求。     

相位差异技术在靶场光学测量设备中的应用

在分析光学设备需求、相位差异技术基本原理的基础上,对相位差异技术进行实验验证,并就其在靶场光学测量设备中的应用进行技术探讨。根据实验结果,原始图像的Fisher值为6.98×10-4,采用相位差异技术恢复后,图像的Fisher值提高到2.50×10-3,恢复结果验证了相位差异技术对水平传输过程中大气扰动的抑制能力。研究表明,该技术可有效改善大气湍流、光学系统像差对光学测量设备高分辨力成像的影响,还可应用于光学测量设备安装调试过程以及外场期间故障诊断和像差检测及校正。针对该技术实时性不足的问题,提出了优化算法、优化软件结构、选择高性能处理器等解决方案。     

基于改进Yolov3 算法的舰船目标检测识别系统

针对复杂战场环境下对海目标检测识别的需求,设计了一种基于改进Yolov3 算法的海面舰船目标实 时检测识别系统。使用微调分类网络、增加训练尺度、聚类目标边框维度、二级特征分类等方法对Yolov3 检 测识别网络模型进行了优化,在提高识别精度的同时有效降低了漏检率和虚警率。实验结果表明,优化后的网 络模型在自建的舰船图像数据库中将检测识别平均准确率提高到了79.3%,对真实海上航拍视频中舰船目标识 别的平均准确率达到了81% 以上。     

大视场紧凑型仿生复眼成像系统研究

针对视觉导航系统对小型化、超分辨成像和近程立体视觉的需求,研究了一种基于微端面光纤面板的大视场紧凑型仿生复眼成像系统。利用视轴发散的微小型透镜组进行大视场成像,并以切削斜端面的光纤面板进行图像传输,将大面阵(5120×5120像素)CMOS相机与光纤面板后端面直接耦合实现图像输出,可实现9个视场部分重叠子孔径图像同步实时输出和采集。在实时化拼接处理中,利用CUDA并行加速方法进行图像拼接,单帧的拼接耗时小于30ms。视场部分重叠复眼成像模式还可配置偏振片或滤光片构成全偏振或多光谱成像,在天空偏振光导航、无人机紧急避障、弹载侦察、近程引信以及水下无人潜航器导航等领域具有广泛的应用前景。     

椭圆振动切削加工的同步控制研究

利用椭圆振动切削加工的回转体表面微织构是在机床主轴旋转、平台进给和装置椭圆振动的联合运动下得到的,机床主轴转动与装置位移输出如果不能保持完全的实时同步,会造成微织构加工的偏差。为了解决这一问题,提出了一种新的基于转角的同步控制方法,该方法在主轴的对位基准处实现装置正弦信号的复位,以修正转速漂移造成的加工位置误差,并通过判断主轴角度信号实时输出对应幅值电压来实时同步信号输出和机床旋转运动。基于LabVIEW FPGA搭建同步控制模块,经试验验证,利用该方法加工的矩形阵列微织构轴向排列与中轴线平行,与周向排列的夹角和仿真结果的偏差不超过0.1°,织构深度随转角的不同发生预设的变化,因此,同步控制方法具有实时同步控制椭圆振动切削装置的能力。