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检焦镜面型精度对航空相机自准直检焦位置的影响
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作者 张俊达 丁亚林 +4 位作者 孙林 陈志超 张明强 宇文子明 李汝琛 《光学精密工程》 北大核心 2025年第16期2516-2530,共15页
针对航空相机自准直检焦过程中出现的检焦镜面型变化导致检焦失败问题,建立检焦镜面型与检焦曲线变化的理论模型,并进行仿真分析和实验验证。首先,通过建立传感器接收到的光强差与检焦曲线的关系,计算不同检焦镜面型精度对成像光强分布... 针对航空相机自准直检焦过程中出现的检焦镜面型变化导致检焦失败问题,建立检焦镜面型与检焦曲线变化的理论模型,并进行仿真分析和实验验证。首先,通过建立传感器接收到的光强差与检焦曲线的关系,计算不同检焦镜面型精度对成像光强分布影响,并分析不同像差对检焦曲线造成的影响,然后,结合实际相机模型利用Zemax软件非序列模式进行仿真,最后,通过改变温度控制检焦镜面型,在不同面型下进行检焦实验,验证了理论与仿真结果。实验结果表明:检焦镜面型精度在面型RMS达到0.0483λ时,检焦曲线峰值位置超出半焦深;当面型RMS达到0.0821λ时,检焦曲线出现多峰。本文建立的理论模型及实验方法对光电自准直检焦镜的面型误差分配、设计与面型控制、提高航空相机成像质量有指导意义。 展开更多
关键词 航空相机 自准直 检焦 曲线拟合 面型误差
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六旋翼无人机航磁补偿方法研究
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作者 于龙兴 魏媛媛 +2 位作者 付世沫 常青 王耀力 《电光与控制》 北大核心 2025年第2期38-44,共7页
地磁导航作为一种无源自主导航方法,与全球定位系统(GPS)相比具有更强的稳定性。为了提高无人机(UAV)平台地磁导航的精确性,需要补偿无人机平台产生的固定干扰、涡流干扰、感应干扰。根据实测六旋翼无人机磁场数据,分析出无人机作业时... 地磁导航作为一种无源自主导航方法,与全球定位系统(GPS)相比具有更强的稳定性。为了提高无人机(UAV)平台地磁导航的精确性,需要补偿无人机平台产生的固定干扰、涡流干扰、感应干扰。根据实测六旋翼无人机磁场数据,分析出无人机作业时干扰信号的频率特性;结合传统的Tolles-Lawson模型与卡尔曼滤波算法预测地磁场的变化,去除了传统Tolles-Lawson模型中恒定地磁场的假设;引入遗忘因子α,根据残差理论减小观测协方差误差与状态协方差误差来实现噪声预测,改进卡尔曼滤波。经过实验分析可得,改进自适应卡尔曼滤波有效地降低了补偿误差,较普通卡尔曼滤波补偿效果改善比(IR)提高了5.64,且补偿后磁场数据的噪声毛刺明显减少。 展开更多
关键词 无人机 Tolles-Lawson模型 遗忘因子 自适应卡尔曼滤波
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机载LIDAR点云数据估测单株木生物量 被引量:26
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作者 刘清旺 李增元 +3 位作者 陈尔学 庞勇 田昕 曹春香 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期765-770,共6页
使用黑河流域遥感-地面观测同步试验获取的机载激光雷达(LIDAR)点云数据估测了典型树种的单株木生物量。首先由点云数据生成冠层高度模型(CHM),然后采用优化的单株木树冠特征识别算法估测相关的结构参数,最后通过回归分析建立估测参数(... 使用黑河流域遥感-地面观测同步试验获取的机载激光雷达(LIDAR)点云数据估测了典型树种的单株木生物量。首先由点云数据生成冠层高度模型(CHM),然后采用优化的单株木树冠特征识别算法估测相关的结构参数,最后通过回归分析建立估测参数(树高、冠幅)与实测参数(树高、冠幅、胸径)之间的最优回归方程,并与现有的单株木生物量实测相关生长方程联立,得到单株木生物量估测相关生长方程。结果表明,由LIDAR点云数据得到的单株木估测参数与实测参数显著相关,可以估测单株木生物量(R^2为0.729)。 展开更多
关键词 激光雷达(LIDAR) 树高 冠幅 胸径(DBH) 相关生长方程 生物量 青海云杉
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国外先进航空光电载荷的进展与关键技术分析 被引量:42
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作者 沈宏海 黄猛 +3 位作者 李嘉全 刘晶红 戴明 贾平 《中国光学》 EI CAS 2012年第1期20-29,共10页
介绍了近年来国外航空光电载荷的研究进展。综述了可见光、红外探测器的发展现状,分析了多频谱瞄准系统(MTS-A/B)吊舱、电光目标瞄准系统(EOTS)、DB-110第三代传感器等3种典型先进光电设备的性能,给出了它们的工作参数,并对上述设备所... 介绍了近年来国外航空光电载荷的研究进展。综述了可见光、红外探测器的发展现状,分析了多频谱瞄准系统(MTS-A/B)吊舱、电光目标瞄准系统(EOTS)、DB-110第三代传感器等3种典型先进光电设备的性能,给出了它们的工作参数,并对上述设备所体现的共形光学、光谱成像、稳定与像移补偿、图像处理等技术做了详细阐述。同时,就其需要解决的关键技术做了进一步的分析和探讨。 展开更多
关键词 光电载荷 光电侦察 态势感知 传感器
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多角度遥感及其航空成像仪 被引量:14
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作者 汪骏发 高晓萍 +2 位作者 陈志峰 肖金才 杨帆 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期329-334,共6页
从多角度遥感的原理出发 ,介绍了机载多角度光谱成像仪的设计思想和设计方法 ,通过航空飞行试验 ,验证了系统的设计思想 。
关键词 机载成像仪 BRDF 多角度遥感 航空成像仪 设计思想 设计方法
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机载偏振遥感仪的偏振定标 被引量:13
6
作者 邵卫东 王培纲 +1 位作者 郑亲波 施志华 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期137-140,共4页
针对λ/4云母波片的相位延迟量相对误差为 3 %~ 5 %和一些云母片对于沿快轴和慢轴振动的光具有不同的吸收系数 ,设计了一套基于极值法的偏振标定系统 ,分析了波片快慢轴吸收系数和相位延迟量对输出光强极值的影响 ,得到了各个通道波片... 针对λ/4云母波片的相位延迟量相对误差为 3 %~ 5 %和一些云母片对于沿快轴和慢轴振动的光具有不同的吸收系数 ,设计了一套基于极值法的偏振标定系统 ,分析了波片快慢轴吸收系数和相位延迟量对输出光强极值的影响 ,得到了各个通道波片的标定结果 .利用上述结果 ,对理想线偏振光和非偏光进行了定标 ,其偏振度误差均小于 1% . 展开更多
关键词 机载偏振遥感仪 偏振定标 λ/4云母波片 相位延迟量 相对误差 极值法 偏振光 偏振度
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推扫式航空遥感器像面调焦机构设计 被引量:11
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作者 陈伟 丁亚林 +2 位作者 惠守文 聂品 于春风 《中国光学》 EI CAS 2012年第1期30-34,共5页
为了提高航空遥感器的地面分辨率,改善图像清晰度,本文分析了遥感器离焦原因,根据推扫式航空遥感器光学系统的特点和结构形式,设计了一种使用凸轮和直线导轨的调焦机构来补偿CCD感光面的离焦量。设计中采用偏心的内、外曲线凸轮,以保证... 为了提高航空遥感器的地面分辨率,改善图像清晰度,本文分析了遥感器离焦原因,根据推扫式航空遥感器光学系统的特点和结构形式,设计了一种使用凸轮和直线导轨的调焦机构来补偿CCD感光面的离焦量。设计中采用偏心的内、外曲线凸轮,以保证CCD探测器的位置稳定性。对机构的误差分析和精度实验表明:该调焦机构的误差不大于遥感器的半焦深0.04 mm,满足使用要求。提出的像面调焦方法适用于装机空间小,焦距较短的遥感器。 展开更多
关键词 航空遥感器 像面调焦 凸轮 离焦 直线导轨
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新型航空光学遥感器减振结构设计 被引量:15
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作者 董斌 丁亚林 +1 位作者 田海英 许永森 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2454-2459,共6页
设计了一套吊装式减振系统。通过建立减振系统的数学模型,分析各参数对减振系统性能的影响,归纳出了光学遥感器减振系统的设计原则,并提出了一种新型减振方案,进行了仿真分析与试验验证。对实验结果分析表明,遥感器的重心与减振系统的... 设计了一套吊装式减振系统。通过建立减振系统的数学模型,分析各参数对减振系统性能的影响,归纳出了光学遥感器减振系统的设计原则,并提出了一种新型减振方案,进行了仿真分析与试验验证。对实验结果分析表明,遥感器的重心与减振系统的支撑中心比较匹配,减振系统在10~2000Hz频带的传递率为0.3。该减振结构适合在较小的安装空间下使用,可适应工作环境中宽频带、大幅值的随机振动要求,保证仪器的正常工作,提高了仪器成像质量,能够满足光学遥感器对准确定位安装与隔振的要求。 展开更多
关键词 航空遥感器 减振器 隔振
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无人机多侦察载荷协同侦察效能评估 被引量:21
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作者 张旺 申洋 陈伟 《电光与控制》 北大核心 2014年第3期1-4,共4页
多侦察载荷协同侦察已经成为当前和未来无人侦察机主流工作方式。根据电子信号侦察设备、合成孔径雷达(SAR)和长焦距倾斜CCD相机3种机载侦察载荷的侦察特点,分析了影响机载多侦察载荷协同侦察效能的因素和指标,在各分项评估模型的基础... 多侦察载荷协同侦察已经成为当前和未来无人侦察机主流工作方式。根据电子信号侦察设备、合成孔径雷达(SAR)和长焦距倾斜CCD相机3种机载侦察载荷的侦察特点,分析了影响机载多侦察载荷协同侦察效能的因素和指标,在各分项评估模型的基础上采用线性加权算法建立了无人机多侦察载荷的协同侦察效能模型。最后分别在不同强度的电子对抗环境下,对以上3种机载侦察载荷两两协同的侦察效能进行了计算和分析,验证了模型的可用性。 展开更多
关键词 无人机 侦察载荷 协同侦察效能 效能评估
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一种改进的高精度POS时间同步方法 被引量:15
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作者 刘占超 房建成 刘百奇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2198-2204,共7页
结合现有时间同步方法及高精度POS的应用需求,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS秒脉冲为基准,采用数字参数反馈方式,对惯性测量单元的数据采集脉冲周期进行实时修正的高精度POS时间同步方法,并给出了一种简易的POS时间同步精度测试方法... 结合现有时间同步方法及高精度POS的应用需求,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS秒脉冲为基准,采用数字参数反馈方式,对惯性测量单元的数据采集脉冲周期进行实时修正的高精度POS时间同步方法,并给出了一种简易的POS时间同步精度测试方法。然后结合光纤陀螺POS实际系统进行了时间同步精度测试和对比实验。结果表明,所提出的时间同步方法能够克服时钟漂移并修正时间信号传输延迟,在保证工作可靠性的同时实现了在融合点上数据的高精度同步。 展开更多
关键词 位置和姿态测量系统 秒脉冲 时间同步 时钟漂移
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机载光电稳定平台框架结构工程分析 被引量:19
11
作者 甘至宏 张葆 撖芃芃 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2441-2446,共6页
对机载光电稳定平台结构设计特性进行了阐述,说明机械谐振频率对设备性能的重要性,指出加支撑筋和减重孔是提高机械谐振频率的有效手段。此外,在结构布局上尽量紧凑,使质量大的零件靠近回转轴线以减小转动惯量,也有利于机械谐振频率的... 对机载光电稳定平台结构设计特性进行了阐述,说明机械谐振频率对设备性能的重要性,指出加支撑筋和减重孔是提高机械谐振频率的有效手段。此外,在结构布局上尽量紧凑,使质量大的零件靠近回转轴线以减小转动惯量,也有利于机械谐振频率的提高。以某光电稳定平台框架基座为例,通过计算分析,得到直观的图示结果,能较全面地看到在一定外力作用下,零件中应力、应变、变形、安全系数的分布情况,据此找出薄弱环节和冗余部分,有的放矢地改进设计。实例结果验证了分析的可指导性和重要性。 展开更多
关键词 机载平台 工程分析 机械谐振频率
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静止轨道对地观测光学系统外遮光罩设计 被引量:10
12
作者 钱婧 董德平 孙胜利 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期637-643,共7页
研究了午夜前后阳光照射对静止轨道三轴稳定对地观测光学系统的系统成像和系统热稳定性的影响。根据光学系统在静止轨道运行时的受照特点,分析了直射入光学系统的太阳光能量,推导出由外遮光罩高度,形状及不同太阳倾斜角确定的无量纲数... 研究了午夜前后阳光照射对静止轨道三轴稳定对地观测光学系统的系统成像和系统热稳定性的影响。根据光学系统在静止轨道运行时的受照特点,分析了直射入光学系统的太阳光能量,推导出由外遮光罩高度,形状及不同太阳倾斜角确定的无量纲数阳光抑制比K,用以描述外遮光罩对视场外直射阳光的抑制能力并指导各种形状外遮光罩的高度设计。用Monte-Carlo方法编制通用程序计算了各种轮廓形状在不同太阳倾斜角下的抑制比K。在实例设计中取春秋分K=0.5作为设计依据,外遮光罩的高度为底部轮廓东西轴长的1.8倍,此时阳光由遮光罩底部轮廓进入光学系统的时间为3h,设计结果满足卫星载荷尺寸要求。 展开更多
关键词 静止轨道 对地观测光学系统 外遮光罩 阳光抑制比 MONTE-CARLO法
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基于四元数互补滤波的无人机姿态解算 被引量:32
13
作者 吕印新 肖前贵 胡寿松 《燕山大学学报》 CAS 2014年第2期175-180,共6页
针对无人机低成本姿态解算这一基本问题,考虑到传统姿态算法运算量大、不易调试,采用微惯性单元(MEMS)测量无人机原始姿态数据,采用基于四元数的互补滤波算法,有效降低姿态解算的运算量,实现MEMS各传感器的信息融合。从理论上证明了基... 针对无人机低成本姿态解算这一基本问题,考虑到传统姿态算法运算量大、不易调试,采用微惯性单元(MEMS)测量无人机原始姿态数据,采用基于四元数的互补滤波算法,有效降低姿态解算的运算量,实现MEMS各传感器的信息融合。从理论上证明了基于四元数的互补滤波器的稳定性,分析了滤波器的性能。采用无人机真实数据验证了算法的有效性,解算得到的俯仰角、滚转角精度小于1°,航向角精度小于2°。与传统姿态算法比较,本算法简单有效、运算量小、易于调试。 展开更多
关键词 姿态 四元数 互补滤波 稳定性分析
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航空遥感中POS与稳定平台控制组合技术 被引量:11
14
作者 杨胜科 汪骏发 王建宇 《电光与控制》 北大核心 2008年第2期62-65,93,共5页
为获取高精度的航空遥感图像,可以采用高精度稳定平台,或者后期几何校正。前者需要巨大的研制经费,而后者在摄影平台姿态变化过大时也难以得到高质量图像。综合两者优缺点,采用低精度平台和后期几何校正结合的方法。根据要求,只需要一... 为获取高精度的航空遥感图像,可以采用高精度稳定平台,或者后期几何校正。前者需要巨大的研制经费,而后者在摄影平台姿态变化过大时也难以得到高质量图像。综合两者优缺点,采用低精度平台和后期几何校正结合的方法。根据要求,只需要一个低精度的侧滚方向的一维稳定平台,俯仰方向的对地指向精度通过提高相机的曝光率来弥补。通过分析实际物理平台的机械结构特性和实际外界干扰,在选用了适当的传感器(静态精度±0.1°),执行部件(步进电机及变速箱),数据处理器(MCS-51单片机)之后,提出了一种基于PD控制的自动调速控制方法。通过Matlab仿真和现场的飞行实验,系统取得了预期的效果。 展开更多
关键词 航空遥感 稳定平台 POS 自动调速 MATLAB仿真 细分驱动
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基于灰色层次分析法的多种载荷侦察效能评估 被引量:11
15
作者 王晨 谢文俊 +1 位作者 毛声 赵晓林 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2017年第10期177-182,共6页
针对无人机携带多种侦察载荷执行侦察任务协同效能评估需求,用层次分析法逐层比较分析多种载荷的侦察能力、协同能力、生存能力,建立了侦察效能评估体系。通过专家评分确定指标权重,将认知的灰色性和层次分析理论结合,用灰色系统理论实... 针对无人机携带多种侦察载荷执行侦察任务协同效能评估需求,用层次分析法逐层比较分析多种载荷的侦察能力、协同能力、生存能力,建立了侦察效能评估体系。通过专家评分确定指标权重,将认知的灰色性和层次分析理论结合,用灰色系统理论实现评估指标从定性到定量的转化,使层次分析法的判断矩阵扩展为灰色判断矩阵,给出了无人机多种载荷两两协同方案的侦察效能评估的一种方法。该方法在不同任务背景下比现有模型适应性更强。 展开更多
关键词 灰色系统理论 层次分析法 无人机 侦察载荷 效能评估
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基于PC/104总线的飞机综合告警系统自动测试设备 被引量:10
16
作者 吕永健 谢文俊 王瑾 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 2002年第2期24-26,共3页
分析了某型飞机综合告警系统的工作原理和测试需求。在此基础上 ,综合运用系统集成思想和现代测控技术 ,对该系统的测试方法进行了总体设计 ,构建了基于PC/10 4总线的自动测试系统 ,并给出了系统的硬件结构和测试软件流程。使用结果表... 分析了某型飞机综合告警系统的工作原理和测试需求。在此基础上 ,综合运用系统集成思想和现代测控技术 ,对该系统的测试方法进行了总体设计 ,构建了基于PC/10 4总线的自动测试系统 ,并给出了系统的硬件结构和测试软件流程。使用结果表明该系统运行稳定可靠 。 展开更多
关键词 系统集成 PC/104总线 综合告警系统 自动测试设备(ATE) 飞机
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一种新的对地定位方法及其精度分析与仿真 被引量:9
17
作者 余家祥 萧德云 +1 位作者 秦东兴 汪德虎 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期4874-4876,4880,共4页
提出一种新的无人空中载体对地定位方法。该方法根据GPS/INS组合导航系统测量的载体坐标与姿态角、光轴稳定平台相对于载体的姿态角以及激光测距数据,计算地面目标点的三维坐标,克服了共线条件方程对地形鲁棒性差和DEM迭代定位算法容易... 提出一种新的无人空中载体对地定位方法。该方法根据GPS/INS组合导航系统测量的载体坐标与姿态角、光轴稳定平台相对于载体的姿态角以及激光测距数据,计算地面目标点的三维坐标,克服了共线条件方程对地形鲁棒性差和DEM迭代定位算法容易发散的缺点。为分析此方法的定位性能,给出了定位误差分析模型,并通过仿真算例验证了该定位方法的有效性,仿真结果表明目标定位精度满足舰炮作战要求。 展开更多
关键词 目标定位 共线条件方程 数字高程模型(DEM) 激光测距仪
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隔热材料在高空光学遥感器热控系统中的应用 被引量:5
18
作者 李延伟 张洪文 +1 位作者 程志峰 郑丽娜 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期44-47,共4页
为减少高空光学遥感器内部光机结构与高空外界环境的热交换,同时为主动热控创造有利条件,对应用于高空光学遥感器温控舱内侧的隔热材料进行了研究。首先根据高空光学遥感器的热控需求,确定了隔热材料应具备的特性;其次根据传热学原理,... 为减少高空光学遥感器内部光机结构与高空外界环境的热交换,同时为主动热控创造有利条件,对应用于高空光学遥感器温控舱内侧的隔热材料进行了研究。首先根据高空光学遥感器的热控需求,确定了隔热材料应具备的特性;其次根据传热学原理,分析了传热热阻与材料厚度之间的关系,结合重量要求,确定了隔热材料厚度为9.5mm;最后针对该光学遥感器进行了热仿真分析。分析结果表明,包裹隔热材料后的温控舱内侧温度下降速度比无隔热材料时明显减小,2h后温度相比提升了20.9℃;内部光机结构2h后温度提升了4.5℃,有效减少了内部光机结构与外界环境的热交换。 展开更多
关键词 隔热材料 光学遥感器 传热热阻 热分析
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基于FPGA+DSP的高清视频图像系统设计与实现 被引量:23
19
作者 高杨 刘荣科 胡伟 《电子测量技术》 2011年第1期69-73,共5页
无人机在侦察、测绘等领域对图像分辨率的要求不断提高,随之带来了数据量的显著增大,其次,视频图像系统与传统遥控遥测系统的融合也是设计中需要考虑的。针对以上问题,设计并实现了一种基于FPGA+DSP的机载高清视频图像系统,包括机载设... 无人机在侦察、测绘等领域对图像分辨率的要求不断提高,随之带来了数据量的显著增大,其次,视频图像系统与传统遥控遥测系统的融合也是设计中需要考虑的。针对以上问题,设计并实现了一种基于FPGA+DSP的机载高清视频图像系统,包括机载设备端和地面站端两部分,最高支持分辨率为1280×720,每秒25帧的MPEG-4实时视频编解码,平均码速率在5Mbps以下。图像分辨率和视频码率可通过上行遥控指令动态切换。视频数据与遥测数据实现了组帧传输。设备体积小、功耗低、可靠性高,成功完成了挂飞实验。 展开更多
关键词 MPEG-4 高清视频 遥控 遥测 FPGA DSP
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Visibility的航空遥感相机自动焦面检测方法 被引量:7
20
作者 郑丽娜 李延伟 +1 位作者 远国勤 张洋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期236-241,共6页
为了解决航空遥感相机自动焦面检测的问题,提出了一种利用空间滤波测速(SFV)原理进行航空遥感相机自动焦面检测的方法。首先,在焦面检测过程中,采集线阵CCD输出图像的Visibility值,利用SFV信号的Visibility值与离焦量之间的关系,通过搜... 为了解决航空遥感相机自动焦面检测的问题,提出了一种利用空间滤波测速(SFV)原理进行航空遥感相机自动焦面检测的方法。首先,在焦面检测过程中,采集线阵CCD输出图像的Visibility值,利用SFV信号的Visibility值与离焦量之间的关系,通过搜寻SFV信号Visibility最大值找出最佳的成像焦面位置;其次,对空间滤波测速原理及Visibility与离焦量的关系进行了介绍;最后,对设计的实验装置在5~53.2 mm/s的典型像移速度下进行了20次焦面检测,结果表明最大测量误差均方值为46.25μm,小于航空遥感相机光学系统的检焦误差宽容度(76.8μm),能够满足航空遥感相机的自动焦面检测精度要求。 展开更多
关键词 SFV VISIBILITY 焦面检测 航空遥感相机
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