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红外成像探测系统作用距离分析方法研究 被引量:38
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作者 邢强林 黄惠明 +1 位作者 熊仁生 于涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期893-896,共4页
根据视频跟踪测量技术工程实践中 ,可靠跟踪测量对目标在探测器靶面上的成像尺寸、照度及对比度的要求 ,综合考虑背景辐射和目标成像弥散的影响 ,对原有红外探测系统作用距离计算公式进行了改进 ,给出了适用于红外焦平面成像探测系统的... 根据视频跟踪测量技术工程实践中 ,可靠跟踪测量对目标在探测器靶面上的成像尺寸、照度及对比度的要求 ,综合考虑背景辐射和目标成像弥散的影响 ,对原有红外探测系统作用距离计算公式进行了改进 ,给出了适用于红外焦平面成像探测系统的新的作用距离分析方法 ,并针对水平观测、非水平穿越大气层观测等应用条件推导了具体的计算公式 文中通过应用示例进行了比较分析 。 展开更多
关键词 红外成像探测 作用距离 成像尺寸 照度 对比度
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采集太阳光的照明系统研究 被引量:40
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作者 张耀明 《中国工程科学》 2002年第9期63-68,共6页
简要介绍了欧美和日本在采集太阳光用于室内照明技术研究的进展及我国在研究开发全自动跟踪太阳的采光装置 ,攻克聚光、跟踪和传光等关键技术所取得的成果。指出研究全光谱利用 ,结合采光技术和光伏发电技术 ,达到代电和发电功能是进一... 简要介绍了欧美和日本在采集太阳光用于室内照明技术研究的进展及我国在研究开发全自动跟踪太阳的采光装置 ,攻克聚光、跟踪和传光等关键技术所取得的成果。指出研究全光谱利用 ,结合采光技术和光伏发电技术 ,达到代电和发电功能是进一步研究。 展开更多
关键词 照明系统 太阳光 采集 光纤 室内照明技术 采光装置
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一点对多点同时空间激光通信光学跟瞄技术研究 被引量:44
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作者 姜会林 江伦 +5 位作者 宋延嵩 孟立新 付强 胡源 张立中 于笑楠 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期142-150,共9页
为了实现一点对多点同时空间激光通信,对系统的光学跟瞄技术进行了研究。简述了系统总体方案,推导了捕获、瞄准、跟踪(APT)系统工作流程、捕获对准和粗跟踪过程中脱靶量与反射镜转动之间的关系。对跟瞄过程中的多执行器联动控制、图像... 为了实现一点对多点同时空间激光通信,对系统的光学跟瞄技术进行了研究。简述了系统总体方案,推导了捕获、瞄准、跟踪(APT)系统工作流程、捕获对准和粗跟踪过程中脱靶量与反射镜转动之间的关系。对跟瞄过程中的多执行器联动控制、图像处理识别与定位和双镜交接低误码控制等关键技术进行了深入研究。介绍了多点同时激光通信原理样机与实验。实验结果表明:原理样机的同时空间激光通信终端达3个,通信范围方位角为360°,俯仰角为±19°,从而验证了光学原理与跟瞄技术的可行性。 展开更多
关键词 光通信 一点对多点 激光通信 跟瞄控制
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一种基于图像金字塔光流的特征跟踪方法 被引量:35
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作者 江志军 易华蓉 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期680-683,共4页
推导并实现了一种基于图像金字塔光流的角点特征跟踪方法。实验结果表明,该方法在不同运动幅度和运动方式下的检测跟踪性能较好,能够有效地应用于长序列图像的特征跟踪。
关键词 图像金字塔 光流 特征跟踪
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空间激光通信捕获、对准、跟踪系统动态演示实验 被引量:36
5
作者 赵馨 宋延嵩 +1 位作者 佟首峰 刘云清 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期125-130,共6页
捕获、对准、跟踪(APT)系统是空间激光通信重要组成部分,是通信正常进行的前提与保障。对APT系统组成原理、工作原理、关键技术、系统设计、工程实现等内容进行了详细的研究,在此基础上开展室内模拟实验及野外演示验证实验。室内模... 捕获、对准、跟踪(APT)系统是空间激光通信重要组成部分,是通信正常进行的前提与保障。对APT系统组成原理、工作原理、关键技术、系统设计、工程实现等内容进行了详细的研究,在此基础上开展室内模拟实验及野外演示验证实验。室内模拟实验跟踪精度达到2~3μrad,表明本系统可应用在星间激光通信中。野外双端动态演示实验在飞艇一船舶间进行,结果表明系统捕获概率优于95%,捕获时间小于60s,系统跟踪精度由于受到大气湍流影响而降低,多次实验测试表明在湍流中跟踪精度达到5~25μrad。APT系统的成功研制为空间激光通信顺利进行奠定了基础。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 动态实验 捕获 对准 跟踪系统 捕获概率 跟踪精度
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快速反射镜成象跟踪系统 被引量:26
6
作者 傅承毓 姜凌涛 +1 位作者 任戈 马佳光 《光电工程》 CAS CSCD 1994年第3期1-8,共8页
从快速反射镜机械结构设计、380Hz高帧频成象探测器及数字控制系统三个方面系统地介绍了基于AST386计算机的快速反射镜成象跟踪系统。对提高反射镜机械结构谐振频率和高帧频图象实时处理速度及位置测量精度等问题给出了一些... 从快速反射镜机械结构设计、380Hz高帧频成象探测器及数字控制系统三个方面系统地介绍了基于AST386计算机的快速反射镜成象跟踪系统。对提高反射镜机械结构谐振频率和高帧频图象实时处理速度及位置测量精度等问题给出了一些解决方法,并提出在数字控制系统中引入插值算法可虚拟地提高系统采样频率,增加系统带宽。最后给出了实验结果。 展开更多
关键词 反射镜 计算机 图象处理 成象跟踪系统
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捕获、跟踪、瞄准系统中光斑探测相机的定位精度 被引量:28
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作者 钱锋 贾建军 +1 位作者 张亮 王建宇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期171-177,共7页
分析了激光通信中捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统对信标光光斑定位的需求,阐述了选用互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器的优势。提出了基于STAR1000探测器光斑探测相机的设计思路和光斑质心算法。由于CMOS探测器存在噪声和像元占空比有限等... 分析了激光通信中捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统对信标光光斑定位的需求,阐述了选用互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器的优势。提出了基于STAR1000探测器光斑探测相机的设计思路和光斑质心算法。由于CMOS探测器存在噪声和像元占空比有限等缺陷,影响了相机的定位精度。对影响定位精度的因素进行了分析和仿真,通过研制出的相机实验平台完成了测试和实验验证。实验结果证明降低噪声、提高像元占空比、扩大有效光斑直径均可提高定位精度。进而针对激光通信ATP系统的特点提出了提高相机定位精度的改进方案。 展开更多
关键词 光通信 定位精度 质心算法 CMOS探测器 捕获 跟踪 瞄准
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基于光学运动跟踪系统的机器人末端位姿测量与误差补偿 被引量:27
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作者 戴厚德 曾现萍 +3 位作者 游鸿修 苏诗荐 曾雅丹 林志榕 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期206-215,共10页
针对工业机器人绝对定位精度较低的问题,采用加拿大NDI公司的Optotrak Certus HD光学运动跟踪系统作为机器人位姿的测量设备,提出了一种基于再生权最小二乘法的最优剪枝极限学习机算法,通过该算法将机器人目标位姿映射到修正位姿上,实... 针对工业机器人绝对定位精度较低的问题,采用加拿大NDI公司的Optotrak Certus HD光学运动跟踪系统作为机器人位姿的测量设备,提出了一种基于再生权最小二乘法的最优剪枝极限学习机算法,通过该算法将机器人目标位姿映射到修正位姿上,实现了对机器人末端位姿补偿的效果.利用爱普生6轴机器人末端进行实验,在不同速度下完成直线轨迹运动、圆轨迹运动以及离散随机运动,对该误差补偿方法的有效性进行验证和分析.结果表明,该误差补偿方法均能提高机器人的位姿精度,其测试点在X、Y、Z三轴总方向上的绝对位置精度为0.06 mm~0.25 mm,比无补偿时的2 mm~3 mm有了1个数量级的提高;而姿态误差补偿后,其均方根误差和平均绝对误差均减小到未补偿时姿态误差的26.09%.同时,该补偿方法还可有效降低异常值的影响,具有良好的稳健性. 展开更多
关键词 工业机器人标定 绝对定位精度 光学跟踪 再生权最小二乘法 最优剪枝极限学习机
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空间激光通信中精跟踪系统的实现与优化 被引量:26
9
作者 陈少杰 张亮 +2 位作者 吴金才 李长昆 王建宇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期35-41,46,共8页
简述了空间激光通信中精跟踪系统的组成和控制结构,分析了捕获、跟踪、瞄准系统精跟踪探测器使用质心算法进行信标光斑定位时的误差来源,对精跟踪探测器信标光斑定位过程进行傅里叶频域分析.推导得到消除质心算法系统误差的理论方案,即... 简述了空间激光通信中精跟踪系统的组成和控制结构,分析了捕获、跟踪、瞄准系统精跟踪探测器使用质心算法进行信标光斑定位时的误差来源,对精跟踪探测器信标光斑定位过程进行傅里叶频域分析.推导得到消除质心算法系统误差的理论方案,即信标光波长和精跟踪系统的F数乘积需大于精跟踪探测器的像元尺寸.分析了精跟踪系统实现过程中关键参数的选取过程,结合精跟踪系统的系统参数耦合关系,为了不损失精跟踪视场,在精跟踪探测器镜头前添加孔径光阑进行精跟踪系统优化,以消除精跟踪探测器光斑定位时的系统误差.理论计算和实验证明:当孔径光阑的直径小于9.32 mm时,精跟踪系统的相对孔径小于0.045,精跟踪误差仅为0.03 pixel,相比优化前的精跟踪系统,跟踪精度提高了1.9倍. 展开更多
关键词 光通信 捕获、跟踪、瞄准 定位精度 质心算法 系统误差
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相干激光雷达距离像噪声机理及距离反常抑制 被引量:21
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作者 李自勤 王骐 +1 位作者 李琦 孙剑峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期356-360,共5页
分析了距离像的噪声作用机理:距离反常时测量值表现为统计上的平均分布,而距离正常时测量值为一高斯分布.据此提出了一种基于局部直方图的激光雷达距离像距离反常的抑制算法:利用局部直方图判断当前像素是否为反常像素,将反常像素用最... 分析了距离像的噪声作用机理:距离反常时测量值表现为统计上的平均分布,而距离正常时测量值为一高斯分布.据此提出了一种基于局部直方图的激光雷达距离像距离反常的抑制算法:利用局部直方图判断当前像素是否为反常像素,将反常像素用最可几距离值代替,达到抑制距离反常的目的.对仿真图像处理结果表明此算法能较好地抑制距离反常.将其应用于真实获得的雷达距离像处理,对两个相距77 m目标的激光雷达距离图像处理后,两个目标都获得了均匀的距离灰度值,图像灰度显示两目标相距75 m,与实际距离吻合很好. 展开更多
关键词 图像处理 相干激光雷达 噪声机理 局部直方图 距离像 距离反常抑制
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空间光通信ATP系统中的跟瞄技术 被引量:14
11
作者 刘静江 黄永梅 傅承毓 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期4-7,共4页
在空间光通信中,为实现准确捕获和高精度跟踪,ATP系统采用复合轴控制技术。复合轴控制系统的主轴控制,即粗跟踪控制, 其系统由速度环路和位置环路组成, 控制过程由TMS320VC5416 高性能DSP芯片来完成。仿真和实验结果表明,主轴控制系统... 在空间光通信中,为实现准确捕获和高精度跟踪,ATP系统采用复合轴控制技术。复合轴控制系统的主轴控制,即粗跟踪控制, 其系统由速度环路和位置环路组成, 控制过程由TMS320VC5416 高性能DSP芯片来完成。仿真和实验结果表明,主轴控制系统的跟踪精度在1 以内,满足ATP系统对精度的要求。 展开更多
关键词 捕获跟踪与瞄准系统 粗跟踪 复合轴控制 空间光通信
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用于车载自主惯导系统的激光多普勒测速仪 被引量:24
12
作者 周健 龙兴武 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1316-1321,共6页
提出将激光多普勒测速仪(LDV)应用于车载惯性导航系统提供速度参数。阐述了激光多普勒测量自身速度的基本原理,设计了参考光束型LDV,并运用跟踪滤波、频谱细化及频谱校正技术对多普勒信号进行处理。理论分析与实验表明,参考光束型LDV解... 提出将激光多普勒测速仪(LDV)应用于车载惯性导航系统提供速度参数。阐述了激光多普勒测量自身速度的基本原理,设计了参考光束型LDV,并运用跟踪滤波、频谱细化及频谱校正技术对多普勒信号进行处理。理论分析与实验表明,参考光束型LDV解决了双光束不能进行离焦测量的难题;跟踪滤波器实时跟踪多普勒信号,去除基底信号和部分噪声,提高了信噪比;频谱细化和频谱校正技术,提高了频谱分辨率,使提取的多普勒频率更接近于真实值,减小了系统的测量误差。LDV可以为车载惯导系统提供有效的速度信息。 展开更多
关键词 光学测量 自身速度测量 激光多普勒测速仪 跟踪滤波 频谱细化 频谱校正
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采用光学定位跟踪技术的三维数据拼接方法 被引量:21
13
作者 韩建栋 吕乃光 +2 位作者 王锋 娄小平 祝连庆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期45-51,共7页
为了实现大型自由曲面的三维面型测量,提出了采用光学定位跟踪技术的数据拼接方法。平面靶标作为中介,固定在测量系统上,靶标上的特征点在测量坐标系中的坐标通过中介坐标转换法获得。利用双目立体视觉构建跟踪定位系统,并以跟踪坐标系... 为了实现大型自由曲面的三维面型测量,提出了采用光学定位跟踪技术的数据拼接方法。平面靶标作为中介,固定在测量系统上,靶标上的特征点在测量坐标系中的坐标通过中介坐标转换法获得。利用双目立体视觉构建跟踪定位系统,并以跟踪坐标系为全局坐标系,获取平面靶标上特征点的三维全局坐标,求得测量坐标系到全局坐标系的转换矩阵。将测量传感器在不同位置下所测的各子区域的三维数据统一到全局坐标系下,完成大型自由曲面的全局测量。实验结果表明:单次测量精度为0.11 mm;对10 cm×10 cm的平面靶标上100个点进行两次测量,拼接均方误差为0.34mm。该方法操作简单、可行,并可满足要求。 展开更多
关键词 光学面形测量 数据拼接 光学跟踪 结构光 四元数法
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基于空间激光通信组网四反射镜动态对准研究 被引量:18
14
作者 郑阳 付跃刚 +1 位作者 胡源 姜会林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期97-103,共7页
空间激光通信全光链路组网具有较高的通信速率,决定了其在未来全球空间通信领域中的重要地位及发展方向。全光链路组网需解决一点对多点的光学链路问题,不同方法所涉及的结构和跟踪控制方式会有较大差异。基于全光链路组网光学原理,提... 空间激光通信全光链路组网具有较高的通信速率,决定了其在未来全球空间通信领域中的重要地位及发展方向。全光链路组网需解决一点对多点的光学链路问题,不同方法所涉及的结构和跟踪控制方式会有较大差异。基于全光链路组网光学原理,提出了一种轨面四反射镜光学天线结构。基于链路组网方案的光学动态跟踪原理进行数学建模,给出链路通信节点间动态对准时光学参量间的关系,并对数据进行分析,可用于空间激光通信终端捕获、跟踪、瞄准(ATP)控制系统。提出了一种低轨双链路列队卫星组网方案,将激光通信终端光学天线四跟踪平面反射镜的工作面置于卫星轨道平面链路节点处,可实现低轨全光链路空间激光通信组网。 展开更多
关键词 光通信 链路组网 光学天线 跟踪 自由空间
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基于激光雷达的移动机器人实时位姿估计方法研究 被引量:12
15
作者 杨明 董斌 +2 位作者 王宏 张钹 Helder Araújo 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期679-687,共9页
位姿估计是移动机器人研究中的一个关键问题,对于运动目标跟踪、机器人导航、地图生成等具有重要意义.提出了一种基于二维激光雷达的实时位姿估计方法,包括基于Hough变换的切线角度直方图算法和迭代切线加权最近点算法两部分.两种算法... 位姿估计是移动机器人研究中的一个关键问题,对于运动目标跟踪、机器人导航、地图生成等具有重要意义.提出了一种基于二维激光雷达的实时位姿估计方法,包括基于Hough变换的切线角度直方图算法和迭代切线加权最近点算法两部分.两种算法的结合和切线信息的引入,有效地解决了传统方法无法解决的局部最小值、类孔径、大计算量等问题.仿真数据和室外环境实际数据的大量实验结果表明它具有精度高、速度快、适用性广和对噪声、遮挡和类孔径问题鲁棒性高的特点. 展开更多
关键词 位姿估计 角度直方图 迭代最近点 切线信息 移动机器人 激光雷达
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卫星激光通信复合轴光跟瞄技术及发展 被引量:17
16
作者 闫爱民 周煜 +1 位作者 孙建锋 刘立人 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2010年第4期1-6,共6页
卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,其中光学跟瞄系统的设计和控制是关键技术之一。由粗跟踪系统和精跟踪系统组成的复合轴系统能实现光跟瞄系统的大范围、高精度跟踪任务。... 卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,其中光学跟瞄系统的设计和控制是关键技术之一。由粗跟踪系统和精跟踪系统组成的复合轴系统能实现光跟瞄系统的大范围、高精度跟踪任务。对卫星激光通信光学跟瞄系统的特点和关键技术进行了讨论,介绍了光跟瞄技术中的扫描、捕获、指向、跟踪过程,综述了复合轴光跟瞄控制系统的国外研究进展。最后对卫星激光通信复合轴光跟瞄系统的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 光通信 卫星激光通信 光学瞄准捕获跟踪 复合控制
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空间光通信探测技术中象限探测器(QD)的研究 被引量:12
17
作者 张文涛 李贤 胡渝 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期114-117,共4页
在空间光通信中,捕获、跟踪、对准(Acquistion,Tracking and Pointing-ATP)是实现空间光通信的关键技术,故而该技术日益成为研究的热点。在ATP技术中用来实现目标捕获、跟瞄的光电传感器件大致有三种,即PSD(Position Sensitive Devices)... 在空间光通信中,捕获、跟踪、对准(Acquistion,Tracking and Pointing-ATP)是实现空间光通信的关键技术,故而该技术日益成为研究的热点。在ATP技术中用来实现目标捕获、跟瞄的光电传感器件大致有三种,即PSD(Position Sensitive Devices)、QD(Quadrant Detector)和CCD(Charge-CoupledDevice)。在这些传感器之中,最简单、最有效也最常用的便是QD。本文对QD在探测中的性能进行了具体的分析和研究。 展开更多
关键词 探测技术 空间光通信 对准 跟踪 瞄准 象限探测器
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基于光流场估计的自适应Mean-Shift目标跟踪算法 被引量:15
18
作者 李剑峰 黄增喜 刘怡光 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1996-2002,共7页
针对Mean-Shift算法在目标跟踪中出现由于目标运动速度过快或尺度明显变化以及目标遮挡时导致跟踪失败的问题,结合光流场估计,提出了一种自适应Mean-Shift跟踪算法。本文方法在基于传统均值漂移矢量法的同时,引入光流法,在目标上找寻特... 针对Mean-Shift算法在目标跟踪中出现由于目标运动速度过快或尺度明显变化以及目标遮挡时导致跟踪失败的问题,结合光流场估计,提出了一种自适应Mean-Shift跟踪算法。本文方法在基于传统均值漂移矢量法的同时,引入光流法,在目标上找寻特征点,通过特征点前后变化的信息,修正跟踪窗口中心位置和大小,再根据Bhattacharyya系数二分法分别自适应得到更为精确的窗口长宽;而针对目标被静止物体遮挡,通过色差分析观测目标被遮挡区域,利用Bhatta-charyya系数重新捕捉目标。实验结果表明,本文方法在对目标移动方向较明显或由透视变化而导致的尺度变化具有较其他算法更优异的表现。将本文方法应用到铁轨跟踪实际中,测试结果表明,结合本文方法可显著提高轨道跟踪的可靠性。 展开更多
关键词 MEAN-SHIFT 目标跟踪 光流场 窗宽自适应 铁轨跟踪
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基于激光视觉传感的铝合金自适应焊接 被引量:13
19
作者 陈志翔 宋永伦 +3 位作者 张军 张万春 蒋立 夏旭新 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期714-718,共5页
为了适应大型铝合金构件TIG焊接坡口状态的变化,建立了基于激光视觉传感的自适应焊接系统.系统采用新型激光视觉传感器精确测量焊缝坡口,获得焊缝坡口角度、间隙、截面积和错边等几何信息,可用于焊前辅助大型航天构件的装配,以及焊接... 为了适应大型铝合金构件TIG焊接坡口状态的变化,建立了基于激光视觉传感的自适应焊接系统.系统采用新型激光视觉传感器精确测量焊缝坡口,获得焊缝坡口角度、间隙、截面积和错边等几何信息,可用于焊前辅助大型航天构件的装配,以及焊接过程中焊缝自动跟踪.该系统根据坡口状况自动调整焊接电流、送丝速度等工艺参数,实现了焊接过程的自适应控制,焊接成形良好,焊接质量符合相关标准要求. 展开更多
关键词 惰性气体保护焊 光学传感器 自适应系统 跟踪 铝合金
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ATP跟瞄精度与最佳信号光发射角的研究 被引量:13
20
作者 荣健 胡渝 钟晓春 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期221-223,共3页
 激光星间通信中捕获、跟踪、瞄准(ATP)技术是保障通信正常进行的关键一环,在完成捕获进入跟踪状态下,ATP的跟瞄精度是一个重要指标。然而,在实际系统中,ATP的跟瞄精度受到很多因素的制约,只能达到一定的精度。在这种条件下,信号光束...  激光星间通信中捕获、跟踪、瞄准(ATP)技术是保障通信正常进行的关键一环,在完成捕获进入跟踪状态下,ATP的跟瞄精度是一个重要指标。然而,在实际系统中,ATP的跟瞄精度受到很多因素的制约,只能达到一定的精度。在这种条件下,信号光束发散角的选取对通信系统的整体性能影响很大。提出了影响光束发散角的三种因素,并进一步分析了在给定跟瞄精度的条件下,信号光束的发散角并不是越小越好而是存在一个最佳发散角,该发散角可以在满足通信系统指标的情况下,对发射端的功率需求最小。 展开更多
关键词 光通信 最佳发散角 瞄准偏差 半导体激光
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