摘要：为评估分集收发技术在近海面激光通信系统应用中对大气湍流扰动的抑制作用,设计了基于对多路1 550 nm激光光斑同步采集的验证实验方案。采用由时统终端触发的FPGA+多核DSP架构的实时图像处理系统实现目标中心位置的提取与目标灰度和的统计,进而得到激光从发射端至接收端的到达角起伏方差和闪烁指数。分别比较了等功率条件下单路发射和双路发射间、双孔径接收与等效单孔径接收间的到达角起伏方差和闪烁指数,同时比较了不同跨距下双孔径接收的效果。实验表明,在发射功率相同的情况下,与单路发射相比,双路发射能够有效地抑制因大气湍流扰动产生的到达角起伏和光强闪烁;在接收面积相同情况下,双孔径接收较单孔径接收所产生的到达角起伏与光强闪烁更弱,且在一定范围内,双孔径间的跨距存在最优值。

摘要：光机系统中支撑结构与光学元件的接触位置、接触面积、接触应力及支撑结构的柔度是光学系统成像质量的重要影响因素,为了降低因垂直方向支撑引起的几何像差,以像差指数PV值为优化目标,对单个透镜接触支撑结构进行了拓扑优化设计。首先建立接触拓扑优化模型,以采用Signorini接触条件建立的刚性支撑单向接触中的线弹性结构为例,验证了接触拓扑优化模型的正确性。用透镜变形函数来描述透镜的像差指数PV值,将其作为拓扑模型的优化目标。采用SIMP方法描述拓扑优化设计变量,采用扩展后的拉格朗日算子求解接触条件。采用MMA优化算法求解拓扑优化模型的最优解。通过拓扑优化设计变量的最优解,定义了满足几何畸变要求的支撑结构的最优拓扑结构。结果表明,该方法可使透镜PV值降低14%,面形RMS值降低13.8%。同时搭建实验平台,对透镜PV值和RMS值进行测试,得到的最佳接触支撑结构的支持试验结果表明,平面反射镜表面PV值分别降低了60.4%和42.9%,面形RMS值分别降低了74.3%和38.9%,优化后的接触支撑结构有效地提高了高精度单透镜支架的精度,具有很大的实际应用潜力。

摘要：为了实现计算机对枪弹痕的自动比对,提出了一种采用三维形貌特征匹配的弹痕比对方法.首先通过改进的小波阈值函数对采集到的三维弹痕数据进行滤波以去除噪声干扰;去噪后,设计一维高斯滤波器按照弹痕的垂直方向提取有效信息取代采用经典二维高斯滤波器提取信息,能够减少弹痕信息的损失;最后经旋转、平移截取子弹次棱附近的有效弹痕信息,并计算不同子弹间对应次棱附近的弹痕纹理互相关测度,以判断痕迹所属弹头是否为同一型号枪支所发射.实验表明,所提方法能够提取弹痕的三维形貌特征,并能通过软件编程实现计算机对弹痕的自动比对,在现有数据范围内,其比对正确率不低于98%.

摘要：提出了一种用于扫描型红外预警系统的目标检测与识别算法来实现对空中威胁的预警,该算法在对目标进行检测和识别的过程中分别运用了降维技术。首先对拉普拉斯-高斯(Laplacian of Gaussian,LOG)算子降维,改变经典LOG算子各向同性的特点,从而减少了信息的丢失;然后通过设置相关参数设计8邻域方位滤波器对图像不同方向进行尺度优化的滤波以完成目标增强与背景抑制;最后对滤波结果进行目标提取,通过支持向量机算法对目标进行识别。为使识别过程更加简捷而不失准确性,在识别前采用基于协方差算子的充分降维方法对样本特征和目标特征进行降维,从而在简化经典滤波算法与目标识别算法的同时提升了算法效率。实验结果表明,与经典高维算法相比,本文提出的算法在对红外目标进行检测识别时能够获得更好的效果,应用于工程时能实现低于7%的虚警率和低于5%的漏警率,且算法能够满足系统实时性要求。

摘要：以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA与TI公司TMS320C6455型高速DSP为核心处理器设计多核架构的应用于周扫式红外预警系统的实时图像处理平台。设计过程中,在FPGA内部引入多路扫描机制取代传统周扫式红外预警实时图像处理系统所采用的等待机制以改善系统的实时性;处理器间按SRIO协议实现高速通信,最终处理结果通过PCI-e传输模式发送至主控计算机。实验表明,所设计平台能够满足周扫式红外预警系统实时性要求且在反应时间、虚警率和漏警率方面优于传统实时图像处理平台。

摘要：针对红外预警系统分析可疑来袭目标时减少反应时间和降低虚警率之间的矛盾,提出了一种采用多级预警机制的红外预警实时图像处理系统设计方案,设置告警级别,针对不同探测与处理结果给出不同级别的告警信号。同时针对推扫式红外预警系统的成像特点,采用多路处理方法以提升系统实时性。硬件方面为满足多级预警与多路处理方法的需求,基于Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA与TI公司TMS320C6455型高速DSP为核心处理器设计多核架构,开发了FPGA内部的DSP运算内核,增强了系统的运算能力。实验表明,采用多级红外预警和多路处理技术能够在满足虚警率要求的同时提升系统的实效性。

摘要：为满足对光电经纬仪进行人工控制的需求,结合现场可编程门阵列(FPGA)器件XC3S200型芯片与一款高速的模数转换(A/D)芯片AD7864-2提出了一套光电经纬仪单杆数据采集系统的设计方法。在介绍AD7864-2工作方式的基础上给出了系统硬件和软件的设计方案,通过对单杆的实验采样证明其采样效果良好,能够满足主控计算机对数据采集系统的要求。

摘要：为了实现激光通信系统对信标光的捕获、跟踪与瞄准,采用嵌入式图像处理技术设计了基于现场可编程门阵列器件的高速激光光斑检测系统,对分辨率为300pixel×300pixel、帧频1000Hz序列图像中的激光光斑目标进行了提取操作。采用1维滤波算子构造方位滤波器进行图像预处理,同时便于硬件实现,滤波后经阈值分割、形态学开运算与连通域分析,最后提取了激光光斑的形心位置信息。结果表明,所设计系统能够对包含激光光斑目标的高帧频图像进行实时处理。目标形心提取频率可以满足激光通信系统在动态链路建立方面的要求。

摘要：为实现红外预警系统中高速图像的实时显示和存储功能,以Xilinx公司的Virtex5系列FPGA芯片为核心处理器设计高速红外图像实时显示与存储系统,系统首先通过光纤端口接收高速图像数据,将数据复制后分两路通过PCI-e接口分别发送至控制计算机以进行显示和存储。设计过程中光通信模块与PCI-e通信模块通过FPGA内核实现,不需要额外采用相关控制芯片,从而减少了系统功耗,增强了系统集成性。实验结果表明,通过PCI-e接口实现处理系统与计算机间通信较传统的PCI接口能大幅提高通信速率,采用x1模式时,实际通信速率可达784MByte/s,满足红外预警系统实时性方面的要求。

摘要：本文主要介绍了一种高速数字图像光纤传输系统的设计,该系统主要用于多路高速CCD或CMOS相机产生的数字图像的远程传输。文中详细介绍了设计方案及实验结果,并且重点阐述了8B/10B编码、波分复用以及高频PCB仿真及布线等设计中的主要技术问题。该设计具有高速、高稳定性、抗干扰等优点,具有广泛的实用价值。