实现高速大面阵图像摄录处理存储一体系统的技术途径

文章提出以嵌入式结构将高速大面阵光学传感器、高速DSP数字信号处理器和大容量高速电子硬盘三者进行有机结合,形成一个高速大面阵图像摄录、处理、存储一体化系统,该系统具有功能强大,体积小巧的特点。该系统可有效解决靶场光测设备对于高速高分辨率数字图像的实时处理和存储存在的困难。     

实现高速大面阵图像摄录处理存储一休系统的技术途径

文章提出以嵌入式结构将高速大面阵光学传感器、高速DSP数字信号处理器和大容量高速电子硬盘三者进行有机结合，形成一个高速大面阵图像摄录、处理、存储一体化系统，该系统具有功能强大，体积小巧的特点。该系统可有效解决靶场光高速高分辩率数字图像的实时处理和存储存在的困难。     

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。     

航拍视频帧间快速配准算法

 为应对相机运动的影响,提出了一种快速有效的无人机(UAV)视频相邻帧图像配准算法。通过空间分布约束和角点量限制来筛选有效的FAST特征点,引入自适应阈值提高特征点检测的环境适应性,采用训练得到的不相关采样点集对特征点进行二值描述,以获得准确快速的特征描述,并通过最近邻算法根据汉明距离获得特征匹配对,最后运用RANSAC方法得到帧间仿射变换模型参数,消除相机运动带来的影响,为后续运动目标检测与跟踪提供保障。实验结果表明该算法快速、稳定,具有较高的环境适应性,能够满足无人机系统视频图像配准的要求。     

IL-E2线阵遥感相机的研制和TDI分析

针对低照度、高速物体测量等应用场合,介绍了一款高灵敏度的线阵相机的研制方案,相机的线阵CCD芯片采用DALSA公司的IL-E2 ,它具有96级TDI功能,灵敏度比一般的线阵CCD相机提高了约20倍,大幅度提高了相机的整体响应水平,通过试验,得出结论,TDI性能的良好发挥必需依靠图像与TDI数据流精确的同步,即使10%的失步也会造成相机灵敏度的严重退化,因此在精确控制像速度的情况下,更适合作为一款遥感相机来使用.     

基于路面分割的高精度地图创建优化方法研究

高精度地图主要利用已采集图像的地面信息生成,但是在真实环境中图像的地面信息容易受动态障碍物遮挡,同时GPS难免会有抖动误差,导致地图拼接效果并不理想。针对上述问题提出了一种基于路面分割的动态障碍物去除与图像配准方法。使用深度学习对全景图像进行语义分割并提取路面信息,在去除动态障碍物干扰后,利用路面特征进行图像配准。融合GPS与里程计信息进行定位优化,利用多帧图像叠加填补空缺形成地图。最终,实验验证了该方法在去除动态障碍物的同时也提高了地图的精度。     

C919飞机航空总线采集和实时分析技术

为了采集和实时分析C919大型客机航电ARINC664总线数据,研究大客飞机航电总线协议及测试总线数据特点,设计并研制了满足机载测试需求的原理样机,并在航电实验室进行了试验验证,解决了新型复杂结构ARINC664总线数据的余度剔除、数据采集和实时分析等难题,实现了总线数据的采集和实时分析.该总线系统可以将重要数据实时编码发送到机上的监控系统、水配重或遥测下传到地面监控大厅,提高了飞行试验工作效率,为大客飞机试飞安全提供了技术保障.     

自适应强杂波抑制与点状动目标检测

研究了基于自适应图像杂波抑制的微弱点状动目标检测技术。首先利用四叉树算法,将原始的非平稳图像分割成多个准平稳的图像子块,然后对各子块进行LS自适应背景杂波估计与抑制,从而获得准高斯白噪声背景;再利用目标运动连续性假设,将目标在相邻多帧上的位置状态模型化为高阶马尔可夫数据链,建立轨迹状态空间;根据该模型采用多帧沿轨迹非线性集成算法进行检测。既克服了传统的三维匹配算法造成搜索次数巨大的弱点,同时也避免了二维投影检测带来的信噪比下降。理论分析和大量仿真实验证明了其有效性。     

南方航开发飞机远程诊断和实时跟踪系统

日前,南方航在中国民航率先开发出飞机远程诊断和实时跟踪系统。 该系统的工作原理,是将飞机ACARS（无线电询址报告）系统通过地空数据链实时下传到地面的飞机技术信息（包括飞机的故障信息、发动机状态信息、飞机位置信息等）,进行快速准确的解码转换及分析后,确定故障代码,维修人员即可     

用图像处理技术对航空相机镜头分辨力的测量

介绍了一种以线阵CCD固态传感器取代读数显微镜，能自动测量和实时显示结果的航空相机镜头分辨力测量系统，论述了系统的工作原理、设计及该系统的测量误差。     

基于序列图像的无人机自测速方法与试验

为自主、精确测量无人机的飞行速度,研究并发展了一种基于序列图像的无人机自测速方法并进行了相应的试验。该方法利用无人机上已有的惯导装置、高度计和摄像机,在连续成像的条件下,通过匹配跟踪得到地面同名点在相邻两帧光学或红外实时图中的位置,利用飞行高度、姿态信息和成像帧频计算得到无人机的瞬时飞行速度。在无人机的匀速平飞段,通过大量数据拟合得到高精度的平均飞行速度。通过挂飞试验对方法进行了验证,实时得到了小于0.2 m/s的测速结果,满足工程要求的精度,为工程应用打下了一定的基础。     

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。     

等行频采样方式下的红外图像帧重建仿真研究

为了有效提高红外图像的分辨率,充分利用红外器件获得的扫描数据和相应的空间信息,文中重点研究了基于圆锥扫描的等行频采样方式下红外图像帧重建仿真。在介绍圆锥扫描机制下基于等行频采样机理的红外图像完整重建技术的基础上,进行了大量的重建图像仿真。仿真研究结果表明,这种技术能够获得较高分辨率的红外图像。     

基于视觉引导的无人直升机着舰技术研究

以无人直升机为被控对象,根据实际着舰流程研究了视觉引导系统的软硬件架构。在硬件上通过在摄像头加装云台,避免了无人机因姿态改变造成视野中目标图像的丢失,提高了位姿解算的精度。提出一种以红外灯设计的合作目标图案为着舰目标的视觉引导着舰系统,能够在不同光线强度、复杂周边环境下成功识别合作目标,具有良好的抗噪能力。研究设计了一套图像处理与位姿解算的引导系统,通过实验验证姿态参数的误差在2°以内,位置参数的误差小于2cm,能够满足着舰的精度要求;每帧图像的处理速度在30ms左右,具有良好的实时性。     

基于邻帧差分近邻反相特征的红外运动点目标检测算法

基于运动点目标在邻帧差分图像中所具有的近邻反相特征,即运动点目标的两个位置相邻近、灰度值一正一负,提出一种在复杂背景下,基于红外序列图像的运动点目标检测算法.本算法利用该特征在邻帧差分图像中检测反相点对,进而构造反相点对矢量图,最后依据累积反相点对矢量图中多矢量首位相接的连续性检测出运动的点目标.文中给出并证明应用本算法能以概率1检测到运动点目标的收敛性定理.对典型复杂背景下10幅1000帧图像的仿真结果表明,当信噪比大于或等于1.5时,可以有效检测出运动点目标.     

高帧频数字相机在高速流动显示中的应用

根据高速流动显示实验研究对高帧频图像采集设备的需要,基于分幅式光路设计原理,结合快响应像增强器和低照度CCD相机,研制了一套兆赫兹采样的高帧频数字相机。利用高帧频数字相机,开展了高速流动显不实验研究：基于高帧频数字相机,结合纹影技术,在激波管上针对方块、凹槽模型,开展了高速流动显示实验,获取了运动激波与模型边界相互作用的序列图像,观察到湍流涡随时间演化发展的过程。结合一台输出功率为8W的连续激光光源和高帧频数字相机,建立了一套高速片光散射流动显示系统,获取了喷流的米氏散射序列图像。实验证明,基于高帧频数字相机的纹影及片光散射技术具备开展高速流动显示实验研究的能力。     

惯性信息辅助的大视角目标快速精确定位

目标定位技术广泛应用于航空领域的侦察机、无人机等各类侦察打击任务中,目标定位精度的高低及效率对作战效果具有重要影响。针对仿射尺度不变的特征变换(ASIFT)算法对远距离大视角目标定位精度较低、速度较慢的问题,提出了一种基于惯性信息辅助的大视角目标快速精确定位方法。该方法首先对目标实测序列图像构造尺度空间,结合FAST特征检测与FREAK特征描述的方式进行匹配,实现对待定位目标的快速提取;然后利用机载惯性信息求解目标实测图与参考图之间的透视变换矩阵,利用该矩阵对实测图进行变换以减小图像间视角差异,克服了ASIFT算法盲目匹配计算的弊端,并通过FAST特征检测与FREAK特征描述相结合的方式提升了大视角图像的匹配速度;最后通过单应性矩阵映射关系实现对目标的精确定位。实验结果表明,大视角目标快速精确定位方法匹配耗时比ASIFT算法的减小了1个数量级,定位精度比目标平均值定位算法精度提高了1个数量级,有效提高了图像匹配定位在航空领域的应用效率。     

步进式序列虹膜图像质量评价

在虹膜识别系统中,质量较差的虹膜图像可能被系统拒识,导致身份识别或身份认证的失败.因此有必要在虹膜图像的采集端引入质量评价环节,从虹膜图像采集仪输出的视频序列中挑选出符合识别系统要求的虹膜图像.为了减少序列图像质量评价的时间,根据图像的性质,对输入的序列图像进行步进式质量评价,不同的阶段设置不同的门限,只有满足要求的图像才能进入下一阶段的评价,这样将大大减少进行全部步骤评价的图像数量,能有效缩短序列图像评价的时间,保证了选取图像的质量和速度.试验结果表明,该算法能够有效地选择符合质量要求的虹膜图像.     

静电纺丝细流踪迹图像采集方法研究

介绍了对高场强中的纺丝细流以＂爆炸＂方式喷射所形成的踪迹图像进行高速采集的方法。选用逐行扫描方式的全帧转移型高分辨力面阵CCD摄像机与能够在极短时间内（1/100000 s）完成单场图像采集的采集卡,可以获得十分清晰的高速踪迹图像。     

基于单轴光电探测系统的MUAV目标捕获与盘旋跟踪系统

研究了基于侧向单轴光电探测系统的微小型无人飞行器(MUAV)捕获、跟踪地面目标的飞行控制方法,提出一种探测器单轴消除视场y向失谐角,MUAV航向控制消除视场x向失谐角的控制方案。采用常规的飞行动力学纵向和侧向运动方程及小干扰线性化方法,并分别对MUAV定高寻航迹段、目标搜索捕获段及盘旋跟踪段进行了MATLAB仿真。分析了侧向突风以及飞机俯仰角变化对视场中x向失谐角的耦合影响,并提出了解决方案。仿真结果验证了所提方案的有效性,其能够满足MUAV持续盘旋跟踪地面目标的飞行任务。