航空相机扫描像移片上补偿技术 被引量：8

1

作者 匡海鹏 王德江 孙崇尚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期415-421,共7页

查打一体化是当前航空相机的一个主要发展方向,其中一项关键技术为扫描像移的动态、高精度补偿。基于面阵探测器的时间延迟积分(TDI)扫描像移补偿方式相比于光机式的像移补偿方式具有天然的优势,然而当前的面阵探测器TDI像移补偿精度是... 查打一体化是当前航空相机的一个主要发展方向,其中一项关键技术为扫描像移的动态、高精度补偿。基于面阵探测器的时间延迟积分(TDI)扫描像移补偿方式相比于光机式的像移补偿方式具有天然的优势,然而当前的面阵探测器TDI像移补偿精度是像素级的,进一步提高查打一体化相机分辨率遇到了瓶颈。针对于此本文首先介绍了查打一体化航空相机工作原理,然后针对帧转移CCD的特性建立了电荷行间转移的数学模型与电荷转移像移的调制传递函数模型,在此基础上提出了一种查打一体化航空相机扫描像移的片上补偿方法,采用该方法可将相位面阵TDI CCD的像移补偿精度提高至1/2像元。最后搭建了实验平台并给出了二、三、四相位面阵TDI CCD电荷转移像移对遥感图像质量的影响,同时也证明了提出的方法能够显著提高图像质量。 展开更多

关键词 查打一体化航空相机 扫描像移 调制传递函数 帧转移CCD 电荷转移像移

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航空相机的像移计算及其补偿分析 被引量：24

2

作者 刘明 刘钢 +3 位作者 李友一 匡海鹏 修吉宏 翟林培 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B12期12-14,共3页

航空相机拍照时难免会产生像移,要提高成像质量和相机分辨力必须进行像移补偿。推导出前向像移、飞行器俯仰、滚动和偏航产生的像移及其误差计算公式,以美国 KS-146 航空侦察相机为例,计算出前向像移的大小数量级在 10-3,而其它像移量... 航空相机拍照时难免会产生像移,要提高成像质量和相机分辨力必须进行像移补偿。推导出前向像移、飞行器俯仰、滚动和偏航产生的像移及其误差计算公式,以美国 KS-146 航空侦察相机为例,计算出前向像移的大小数量级在 10-3,而其它像移量大小则为 10-4数量级,提出在航空垂直拍照时前向像移占主导地位,应作为像移补偿的主要方向,同时提出在航空相机设计中通过缩短曝光时间和提高快门精度等途径来减小像移、增强航摄图像的清晰度。 展开更多

关键词 航空相机 像移补偿 曝光 像移误差

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像移补偿技术综述 被引量：39

3

作者 刘明 匡海鹏 +3 位作者 吴宏圣 刘钢 修吉宏 翟林培 《电光与控制》 2004年第4期46-49,共4页

　航相机照相时不可避免的会产生像移,像移补偿是提高成像质量和相机分辨力必不可少的环节。首先通过分析像移的产生原因及对图像造成的影响阐述了像移补偿的必要性,然后介绍了目前国内外较多采用的像移补偿法原理及其应用范围,最后给... 　航相机照相时不可避免的会产生像移,像移补偿是提高成像质量和相机分辨力必不可少的环节。首先通过分析像移的产生原因及对图像造成的影响阐述了像移补偿的必要性,然后介绍了目前国内外较多采用的像移补偿法原理及其应用范围,最后给出了一个应用多种像移补偿法相机的实例及像移补偿技术的发展趋势。 展开更多

关键词 航空航天相机 像移 像移补偿 曝光

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多目标跟踪方法综述 被引量：23

4

作者 刘钢 刘明 +2 位作者 匡海鹏 修吉宏 翟林培 《电光与控制》 2004年第3期26-29,39,共5页

　多目标跟踪问题在军事和民用方面都有着十分广泛的应用,如在军事方面的空中预警、空中攻击(多目标攻击)等,民用方面包括空中交通管制等。多目标跟踪在军事上的应用受到了各国广泛重视。本文对目前国内外部分文献上发表的有关多目标跟... 　多目标跟踪问题在军事和民用方面都有着十分广泛的应用,如在军事方面的空中预警、空中攻击(多目标攻击)等,民用方面包括空中交通管制等。多目标跟踪在军事上的应用受到了各国广泛重视。本文对目前国内外部分文献上发表的有关多目标跟踪方法进行了综述。并对各种方法的优缺点进行了比较。基于小波变换的方法与其它几种方法相比其优点更为突出,而基于多传感器数据融合的方法是未来多目标跟踪发展的方向。 展开更多

关键词 多目标跟踪 军事 方法综述

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一种红外探测器的图像采集系统 被引量：6

5

作者 王德江 匡海鹏 +2 位作者 周刚 陈柠檬 徐正平 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期429-433,共5页

针对一款定制红外探测器,以Xilinx的XC3S400为核心器件,利用485传输协议,完整地设计了该探测器的驱动电路、模数转换电路和数据传输电路,并完成了系统的软、硬件测试,其中红外图像量化为10 bit,数据吞吐率为25.6 Mbit/s。试验表明该系... 针对一款定制红外探测器,以Xilinx的XC3S400为核心器件,利用485传输协议,完整地设计了该探测器的驱动电路、模数转换电路和数据传输电路,并完成了系统的软、硬件测试,其中红外图像量化为10 bit,数据吞吐率为25.6 Mbit/s。试验表明该系统能够达到后续理论分析与试验的要求。 展开更多

关键词 红外焦平面阵列 数据采集 现场可编程门阵列

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陀螺关键参数的标定及对航空相机伺服控制系统的影响 被引量：4

6

作者 王德江 张涛 +2 位作者 匡海鹏 徐正平 周刚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期43-48,共6页

以某航空相机为试验载体,以工程中常用的两种陀螺为比较试验对象,本文完成了陀螺三个关键参数:输出噪声、分辨力、相位响应的标定。根据数据手册两个陀螺的噪声功率比为784:1,采用一种适合于工程应用的陀螺噪声功率测试方法,由于系统噪... 以某航空相机为试验载体,以工程中常用的两种陀螺为比较试验对象,本文完成了陀螺三个关键参数:输出噪声、分辨力、相位响应的标定。根据数据手册两个陀螺的噪声功率比为784:1,采用一种适合于工程应用的陀螺噪声功率测试方法,由于系统噪声的影响实测功率比为74:1;其次给出了陀螺分辨力与模数转换器之间的对应关系;再次针对陀螺数据手册中没有相位响应数据这一事实,设计了一个简便新颖的测试平台,完成了陀螺0～16Hz频带内的相位标定,标定误差小于5%,最后结合以上试验数据,深入分析了陀螺三个参数对伺服控制系统的影响。实践表明陀螺关键参数在具体设备中的准确标定有助于提高系统的整体精度与增强系统的稳定性。 展开更多

关键词 陀螺 输出噪声 分辨力 相位响应 伺服控制

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具有人机交互界面的步进电机控制器设计 被引量：5

7

作者 徐正平 徐永森 匡海鹏 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期515-522,共8页

为便于工业应用,设计了具有人机交互界面的步进电机控制器。该控制器具有独立的编程指令。用户可通过PC机运行的程序编译软件完成应用程序的编写、自定义图像的选取及寄存器参数的设置。程序编译软件将上述信息通过串行总线传送给步进... 为便于工业应用,设计了具有人机交互界面的步进电机控制器。该控制器具有独立的编程指令。用户可通过PC机运行的程序编译软件完成应用程序的编写、自定义图像的选取及寄存器参数的设置。程序编译软件将上述信息通过串行总线传送给步进电机控制器,并保存在非易失性存储器中。步进电机控制器读取、解译并执行应用程序。该系统中配置有液晶显示器,实时显示操作信息;同时配有键盘,便于用户在工业现场修改应用程序或寄存器参数。整个系统以片上外设丰富的Cortex-M3核ARM芯片为核心,对系统指令、人机交互键盘、非易失性存储及LCD显示模块的设计进行了详细分析,并给出了系统设计显示结果。结果显示:LCD显示信息与用户按键命令同步,非易失性模块数据存储可靠,系统运行结果良好。 展开更多

关键词 人机交互 步进电机控制器 液晶显示器 非易失性存储器

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8位单片机实现ARINC429总线通信的方法 被引量：5

8

作者 修吉宏 李友一 +2 位作者 吴宏圣 匡海鹏 翟林培 《航空制造技术》 2005年第2期94-97,共4页

总线技术是航空电子综合化系统中的关键技术之一,有效、便捷、可靠的数据传输是保证设备之间资源共享和信息融合的重要前提。本文对AR-INC429总线进行了概要描述,并从软硬件两个方面介绍了HS3282实现8位单片机间ARINC429总线通信的方法。

关键词 8位单片机 ARINC429总线 通信 信息融合 总线技术 数据传输 软硬件 航空电子 综合化

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运动背景下多目标跟踪的小波方法 被引量：2

9

作者 刘钢 刘明 +1 位作者 匡海鹏 翟林培 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期12-15,共4页

为了能从运动背景中检测其中的运动目标,并进行跟踪,提出一种基于小波变换的分层匹配跟踪算法。利用小波分解的多层子图进行分层匹配,估计整个背景的运动矢量;利用差分算法从运动背景中检测出多个运动目标,计算出多个动目标的形心坐标,... 为了能从运动背景中检测其中的运动目标,并进行跟踪,提出一种基于小波变换的分层匹配跟踪算法。利用小波分解的多层子图进行分层匹配,估计整个背景的运动矢量;利用差分算法从运动背景中检测出多个运动目标,计算出多个动目标的形心坐标,绘出各动目标的运动轨迹。该算法与传统的块匹配算法相比,滤除了原图像的高频噪声,防止了在含噪原图像上进行块匹配不准确的缺点;另外,在低频分量图像上N×N范围进行块匹配,相当于在原图像上2nN×2nN的范围进行匹配搜索,搜索速度快。当相邻两帧背景运动向量小于10个像素,运动目标相对背景的运动向量小于5个像素时,实验结果证明了此算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 目标跟踪 小波变换 匹配算法 图像匹配

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光学变焦与缩放算法对图像分辨率的影响 被引量：2

10

作者 王德江 匡海鹏 +1 位作者 李文明 陈浠惠 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期46-49,共4页

为了研究光学变焦与缩放算法对图像分辨率的影响,首先深入论述了三种分辨率定义,即光学镜头分辨率、探测器分辨率、摄影分辨率,然后了从采样理论出发分别分析了光学变焦与缩放算法对图像分辨率的影响与二者之间的区别。最后搭建了分辨... 为了研究光学变焦与缩放算法对图像分辨率的影响,首先深入论述了三种分辨率定义,即光学镜头分辨率、探测器分辨率、摄影分辨率,然后了从采样理论出发分别分析了光学变焦与缩放算法对图像分辨率的影响与二者之间的区别。最后搭建了分辨率测试系统,获取了变焦距与缩放算法的靶标图像。实验结果表明,100mm焦距的靶标图像边沿清晰、分辨率高,而经缩放算法放大一倍的50mm焦距靶标图像边沿模糊,分辨率下降。 展开更多

关键词 光学变焦 缩放算法 分辨率

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状态观测器在航空相机中的应用 被引量：1

11

作者 张雪菲 丁亚林 +1 位作者 匡海鹏 詹磊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1016-1020,共5页

为了提高航空相机在摆扫方向上的成像分辨率,提出了一种基于状态观测器的加速度反馈控制方法,并对该方法的相位特性以及鲁棒性进行分析研究。首先,对镜筒角速度的测量元件光纤陀螺进行参数标定,采用频域法建立俯角控制系统的数学模型。... 为了提高航空相机在摆扫方向上的成像分辨率,提出了一种基于状态观测器的加速度反馈控制方法,并对该方法的相位特性以及鲁棒性进行分析研究。首先,对镜筒角速度的测量元件光纤陀螺进行参数标定,采用频域法建立俯角控制系统的数学模型。其次,设计镜筒角加速度状态观测器,并提出了将状态观测器和牛顿预测器相结合的方法,解决了估计算法的相位滞后问题,进一步提高了估计角加速度的响应频带。最后,通过将观测到的角加速度信息构成加速度反馈控制系统,并且应用于某型长焦距倾斜CCD相机的俯角速度控制系统中。实验结果表明:基于状态观测器的加速度反馈控制方法能够显著地提高俯角控制系统的动态响应特性以及稳态精度。当俯角控制系统受到阶跃型的外界扰动时,镜筒的角速度出现了宽度为0.2 s的脉冲型波动,且幅值仅为采用超前-滞后控制方法的1/2。本文所述的控制方法具有较强的鲁棒性,适于工程应用。 展开更多

关键词 航空相机 状态观测器 角加速度 加速度反馈控制 预测器

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空间相机自准法检焦原理及数据处理方法研究 被引量：2

12

作者 李朝辉 匡海鹏 武克用 《长春光学精密机械学院学报》 1999年第4期54-59,共6页

为了对空间相机实时进行检调焦 ,本文介绍了一种自准法检焦系统的原理 ,并对测量数据的处理方法进行了分析。仿真实验结果表明信号的相关处理法和质心探测法在较低的信噪比下具有很高的测量精度和重复性。

关键词 空间相机 数据处理 自准法检焦

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采用小波能量方法的海空背景中多目标检测与跟踪

13

作者 刘钢 翟林培 +2 位作者 贾新宇 刘明 匡海鹏 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期16-19,共4页

多目标跟踪往往是在复杂的自然背景当中检测若干个弱小机动目标。根据自然背景和弱目标的频率特性,提出了一种基于小波变换的小波能量检测目标的方法。目标在水平、垂直两个方向上的小波能量要远高于背景。再经过自适应域值选取,将目标... 多目标跟踪往往是在复杂的自然背景当中检测若干个弱小机动目标。根据自然背景和弱目标的频率特性,提出了一种基于小波变换的小波能量检测目标的方法。目标在水平、垂直两个方向上的小波能量要远高于背景。再经过自适应域值选取,将目标和背景分割开来。用分类法计算每个目标的形心,根据相邻几帧各目标形心,可用扩展卡尔曼滤波器来估算下一时刻各目标的位置和速度。经仿真实验证明,该方法能够检测出海、空等自然背景中多个弱小目标,扩展卡尔曼滤波权值á和a取为0.8时,目标横、纵坐标误差小于1个像素,速度误差小于1个像素/帧。 展开更多

关键词 多目标跟踪 小波变换 目标检测 卡尔曼滤波

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单总线技术在航空相机温控系统中的应用

14

作者 冷雪 匡海鹏 +1 位作者 郑丽娜 陈浠惠 《现代电子技术》 2011年第20期79-81,共3页

航空成像设备通常需要对温度敏感区进行分区控制。以往的温度传感器多采用热敏电阻,它易损坏,长时间使用后需重新标定,狭小空间下的多传感器布线非常复杂,保证模拟信号远距离测量的精度在技术实现上也比较困难。提出了采用一种基于单总... 航空成像设备通常需要对温度敏感区进行分区控制。以往的温度传感器多采用热敏电阻,它易损坏,长时间使用后需重新标定,狭小空间下的多传感器布线非常复杂,保证模拟信号远距离测量的精度在技术实现上也比较困难。提出了采用一种基于单总线技术的新型数字温度传感器DS18B20U的测温系统。实验结果表明,基于DS18B20U的单总线传感器网络具有测量精度高,测温范围宽,布线少,无需标定等特点,特别适合航空成像设备在空间受限,多传感器远距离布线特点下的温度组网测量。 展开更多

关键词 单总线技术 DS18B20U 测量精度 测温网络 温度标定

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模糊PID控制器在航空可见红外相机伺服系统中的应用

15

作者 张雪菲 匡海鹏 +2 位作者 刘志明 詹磊 王德江 《红外》 CAS 2009年第4期1-4,共4页

本文针对航空可见红外相机的位置伺服系统,设计了一种混合型模糊PID控制器。该控制器将二维模糊控制器和常规的PI控制器相结合,根据位置误差的不同,选择不同的控制策略,使位置伺服系统具有动态响应快及稳态误差小的特点。与传统的超前-... 本文针对航空可见红外相机的位置伺服系统,设计了一种混合型模糊PID控制器。该控制器将二维模糊控制器和常规的PI控制器相结合,根据位置误差的不同,选择不同的控制策略,使位置伺服系统具有动态响应快及稳态误差小的特点。与传统的超前-滞后校正网络的仿真比较表明,所设计的混合型模糊PID控制器能够显著提高位置伺服系统的动态和静态性能,并可广泛应用于红外可见光相机系统。 展开更多

关键词 航空可见红外相机 伺服控制 混合型模糊PID控制

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提高航空图像分辨率的小波方法研究 被引量：2

16

作者 刘钢 匡海鹏 +1 位作者 修吉宏 刘明 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2003年第4期111-113,共3页

航空图像由于CCD相机距景物较远 ,所以图像分辨率较低 ,为了获得较高分辨率的数字图像 ,传统的方法就是要对原数字图像进行插值放大。本文提出了一种基于二维离散小波的图像放大方法 ,与传统插值方法相比 ,此方法既放大了图像提高了分辨... 航空图像由于CCD相机距景物较远 ,所以图像分辨率较低 ,为了获得较高分辨率的数字图像 ,传统的方法就是要对原数字图像进行插值放大。本文提出了一种基于二维离散小波的图像放大方法 ,与传统插值方法相比 ,此方法既放大了图像提高了分辨率 ,又保持了原始图像的细节特征。从实验结果看 ,此方法是一种较好的提高航空图像分辨率的方法。 展开更多

关键词 航空图像 二维离散小波 图像放大 分辨率 CCD相机

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空间相机自准法检焦原理的研究和应用 被引量：1

17

作者 匡海鹏 李朝辉 +2 位作者 乔燕燕 李友一 孙文涛 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第z2期117-122,共6页

精密检调焦技术是空间相机必不可少的重要组成部分,它直接影响相机的成像质量.本文介绍了一种自准法精密检调焦系统的方案,并对测量数据的处理方法进行了分析.实验结果表明,利用质心法进行检焦具有很好的测量精度和重复性.

关键词 空间相机-自准法检焦-质心法

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