摘要：红外成像制导系统受到严苛运行环境影响,其成像过程伴随复杂背景噪声干扰,严重影响系统制导跟踪精度。为减少复合噪声对红外成像效果的影响,在分析多种常见噪声的成因和特性的基础上,提出一种基于加性成分和乘性成分的噪声特性先验设定,结合空间域和变换域的双域融合去噪思想,设计了一种基于深度卷积神经网络的多类型噪声去除方法。该方法将富梯度流卷积模块引入UNet++结构以缩减梯度信息冗余并提升多感受野特征提取能力;针对噪声形态特性提出维度注意力机制以实现双域噪声估计;引入高阶双树复小波变换作为域变换方法,提升在不同尺度和方向上对噪声成分的识别能力。通过消融实验验证了噪声先验设定以及双域融合去噪思想的有效性和优越性,通过对比实验证明了所提方法对多种类型噪声均具有优秀的去噪能力。所提方法对高斯噪声的去噪峰值信噪比和结构相似度指标分别达到29.57和0.85,优于其他典型噪声抑制方法;对多类型混合噪声则分别达到27.84和0.82,达到良好的去噪水平。此外,也验证了所提方法对真实图像噪声具有优秀的去噪能力。

摘要：致力于通过仿真技术对红外成像电路板(Printed Circuit Board,PCB)进行优化,以提高其抗电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)能力。基于ANSYS SIWAVE仿真平台,聚焦于识别并解决PCB在电磁环境中可能面临的问题,以提高系统的可靠性和性能。首先,通过对PCB进行模态分析和频域分析,识别了潜在的谐振频率和电磁辐射点。接着,通过添加去耦电容的方式来消除该谐振频点,再通过对高速信号过孔孔径的仿真研究,调整布线方案、优化信号传输路径并对关键信号线进行保护,降低了信号失真和时序问题的风险。仿真结果表明,这些优化措施在提高PCB性能和稳定性方面取得了显著的效果。

摘要：复合材料在通用飞机中使用率高,多种机型高达90%以上,因此复合材料的缺陷会严重影响飞行安全性。本文设计了一种基于红外成像检测技术的飞机复合材料的缺陷精准检测方法及原型无损检测系统。无损检测系统由数据采集系统、信号源组、红外热像仪组、红外图像处理重构系统等组成,可实现对飞机复合材料结构中缺陷类型及平面尺寸的辨识和深度的准确定位。搭建了光激励型红外成像飞机复合材料检测系统,对复合材料进行了不同温度的检测试验并给出了研究结果。此研究结果将扩展国内红外无损检测技术的使用场景,成果转化后将有利于解决飞机在通航中维修保养问题。

摘要：针对目前的红外成像光学系统在机器视觉工业检测领域难以同时实现成像质量好和结构紧凑设计的问题,提出了一种宽光谱可见-短波红外成像光学系统的设计方法。运用光学设计软件ZEMAX设计了一种适用于可见光和短波红外的红外成像光学系统。该系统由7组10片透镜组成,利用多组双胶合透镜来消色差,在第15个面使用非球面提高成像质量,最后对系统的成像质量进行研究。设计结果表明:该系统的的工作波长为0.4~1.7μm,全长为79.6 mm,F数为2.8,焦距为25.7 mm,畸变小于1.4%,调制传递函数值在奈奎斯特频率100 lp/mm处均大于0.4,接近衍射极限,成像质量良好。该系统可以对光滑表面的装配件进行缺陷检测,具有结构简单、易于加工装调的优点,有助于高效地完成机器视觉检测。

摘要：波前编码红外成像技术是一种结合光学编码和数字解码两步成像的计算光学成像技术。波前编码无热化红外成像系统通过在红外光学系统的光阑附近增加特殊面形的光学相位板,对场景红外辐射进行编码调制,使得在宽的环境温度范围内红外焦平面探测器输出的中间编码图像具有高度一致性,再对中间编码图像进行数字解码得到清晰红外图像。近年来,国内外学者开展了大量波前编码无热化红外成像技术的理论分析和原理验证,表明其无热化特性的有效性。文中结合作者近年来的研究工作,主要介绍波前编码无热化红外成像技术的研究背景、基本原理、关键技术、国内外典型的设计方案和原理样机、并展望了波前编码红外成像技术的应用价值和发展趋势。

摘要：火情探测是特种车辆灭火抑爆系统的重要组成部分,火情探测能力的高低直接影响车辆及其内部乘载员的安全。现有动力舱火情探测系统主要利用温度传感器和非成像光学火情探测器,但由于动力舱结构复杂,环境恶劣,基于温度传感器的动力舱火情探测系统由于无法实现舱内空间全覆盖安装,因此容易产生火灾漏报现象,而非成像光学火情探测器由于灵敏度过高容易产生火情误报现象,动力舱应用甚少。与现有动力舱火情探测系统不同,设计了红外成像火情探测系统,采用测温热像装置和测温显控装置,能够实现对动力舱一定目标空间内的实时温度监控,通过温度识别算法和设定预警温度阈值、报警温度阈值,实现了高温预警功能和火灾报警功能。利用标准火焰测试平台对探测系统进行了实验测试,结果表明红外成像火情探测系统的火灾响应时间小于5 s,满足国军标的要求。该系统将火灾发生后的报警提升到火灾发生前预警,能够有效避免动力舱火灾漏报问题,保护特种车辆内部人员安全。

摘要：针对传统轴向移动机械光学变倍系统结构复杂、体积大的问题,提出基于Alvarez透镜的横向移动红外光学连续变倍系统。该系统由两组Alvarez透镜、光阑、定焦透镜和红外探测器组成。两组Alvarez透镜构成开普勒式望远结构,其中,第一组Alvarez透镜作为变焦组,第二组Alvarez透镜作为补偿组。无限远入射光线经过两组Alvarez透镜后出射,出射的平行光通过定焦透镜聚焦成像到红外探测器的靶面上。使用Zemax软件进行光学仿真,该光学变倍系统覆盖8~12μm的长波红外波段,最大视场角为6°,最大入瞳直径为6 mm,F数为2,畸变量小于2.1%,光学总长度约为74 mm。Alvarez透镜仅需横向移动约1 mm即可实现5×到15×的连续光学放大。该系统在红外探测器分辨率为320×240、像元尺寸为30μm时调制传递函数达到0.5@17 lp/mm。仿真设计结果表明,该系统具有放大倍率大、结构紧凑、成像质量高的优点,有望应用于小型化红外变倍成像领域。

摘要：导弹截获目标的概率是红外成像导弹的一项重要的设计指标。传统的目标截获概率通常通过统计方法得到,该方法需要建立导弹制导控制系统的详细数学模型,因此不适合在导弹总体方案设计阶段使用。针对传统方法的缺陷,通过分析影响红外成像导弹截获概率的主要误差源,从而建立了截获概率的数学模型,从理论分析角度给出了导弹截获概率的计算方法。仿真结果表明,建立的截获概率数学模型正确可信,计算的目标截获概率与传统统计方法结果相当,可以辅助进行各项误差的精度分配以及系统指标的设计,具有重要的理论意义和实际应用价值。

摘要：为了实现72.5 kV及以上电压GIS内触头温度的无线感知,文中阐述了一套GIS内触头温度无线感知系统的设计思路,并进行了研制。通过功能性试验,验证了本系统的有效性和可行性。最后,建立了252 kV GIS角型隔离开关接触良好和接触不良工况模型,开展了一系列局部过热无线感知试验。试验数据与热电偶测试数据进行了对比,验证了本系统的可信性。试验结果表明:本系统能够实现GIS内部触头温度的无线感知;当接触电阻Rj>250μΩ,动触头及静触头座的温度上升较快;当Rj达到620μΩ,负荷电流600 A时,静触头座的温度已接近50℃,可勉强通过红外成像检出;当Rj达到1.8 mΩ,负荷电流大于400 A时,触头的温度一直在增长,可通过红外成像清晰检测。

摘要：激光雷达与成像系统之间的位姿标定是激光点云与图像像素进行融合的前提。目前主流的离线标定方法中,普通棋盘格标定板用于64线及以上的激光雷达时效果较好,而用于16线激光雷达时由于其数据稀疏而导致误差较大。而且,涉及红外成像系统的标定时,需要特制的棋盘格来获得发射率差异。本文针对稀疏激光雷达点云数据较少的问题,研究了可以同时标定激光雷达与可见光、红外成像系统的方法,设计了菱形九孔标定板,并提出几何约束损失函数来优化特征点的坐标。最后,分别使用红外和可见光成像系统与16线激光雷达进行标定,实验结果表明,平均重投影误差均在3个像素之内,取得了较好的效果。本文方法还能用于稀疏激光雷达与可见光-红外多波段成像系统的标定。