跟踪测量电视光学系统

电视系统是跟踪和测量飞行目标的主要手段之一。根据使用要求确定了电视跟踪系统中的光学系统主要参数，提出了一个新颖的光学系统方案以实现三个焦距对目标的跟踪和测量，并且对光学系统中各组元焦距的选择进行了讨论，最后给出了设计结果。     

多引导源在光电经纬仪跟踪系统中的应用

在某姿态测量系统中,伺服系统控制经纬仪在方位和俯仰两个自由度运动对目标进行实时跟踪。测量分站主控计算机首先通过接收外部引导信息快速将目标引入捕获电视视场,当脱靶量信息稳定后切入电视跟踪模式。当目标位置超出捕获电视作用距离后,重新切换到外引导模式,并进行必要的地球曲率修正,保证测量电视系统对目标的连续成像。实际应用证明,多种引导源可以相互补充,扩展系统的捕获和跟踪能力,提高跟踪精度。     

预测滤波技术在电视跟踪系统的应用

为了解决电视跟踪系统中电视脱靶量的滞后以及跳变对控制系统的稳定性和跟踪精度的影响。根据跟踪系统实时性和精度要求，设计了卡尔曼滤波器，对跟踪目标运动参数(位置和速度)进行滤波预测，提出了极坐标下Kalman滤波算法。仿真结果表明，该滤波器能够根据传感器测量值对目标位置、速度进行估值，超调量减至18％，调整时间为0．6s。     

高速电视测量仪中精密变焦系统控制方法的研究

介绍了高速电视测量仪中用于精密交焦系统在测量中的控制方法。系统主要采用PC104系统核心模块、运动控制卡，以及步进电机来实现对变焦系统的精确控制，再加上对镜头的精确标焦，修正镜头自身的系统误差，从而使得基于交焦距镜头的高速电视在用于弹道测量中成为可能，大大提高了靶场测量精度。     

基于线阵CCD红外焦距仪研究

研究一种红外焦距测量仪，用相应波长的红外光照明，采用玻罗板狭缝代替细丝，将线阵CCD探测器置于被透镜的像面上接收信号，实现了红外光学系统透镜焦距的测量。     

连续变倍体视显微镜共用前置物镜的设计

利用共轴系统变焦距象差优化程度设计非共轴系统的定焦距前置物镜，用非常规复杂光学系统优化程度对前置物镜和变倍系统的组合象差进行检验和再平衡，获得优良的成象质量，样机实测结果表明，视场清晰范围及视场中心分辨力均优于国家标准和国际标准的规定。     

电视制导武器系统图像跟踪方法研究

为提高电视制导导弹的突防能力和杀伤率,对电视制导图像跟踪方法进行研究。电视制导武器系统是将图像处理、图像跟踪、自动控制和信息科学有机结合,从电视图像信号中提取导弹位置信息并引导导弹击向目标。电视制导系统分为电视指令制导系统和电视寻的制导系统两大类,其图像跟踪方式按照从目标图像中提取目标位置信息的方法可以分为对比度跟踪方式和图像相关跟踪方式。针对目前电视制导图像常用的几种跟踪算法：边缘跟踪法、矩心跟踪法、峰值跟踪以及相关跟踪的绝对差法进行了研究,对提高电视制导导弹的突防能力和杀伤率,具有积极的指导作用。     

某训练模拟器电视跟踪系统视景仿真设计

根据电视跟踪系统实时、快速、直观、逼真的要求，在开发某训练模拟器的电视跟踪系统对采用了OpenGL与硬件相结合的解决方案，介绍了利用OpenGL开发电视跟踪系统视景仿真软件时的整体结构及关于建模、视景、位图文本处理和目标数据驱动的几个关键技术，最后给出了仿真结果。     

激光粒度仪中的短筒功率谱采集物镜设计

为了满足测粒范围要求，光学衍射式激光粒度仪需要配备多种焦距透镜，其中长焦距透镜会使 仪器结构庞大。提出一种正负结构的远距型功率谱采集透镜设计方案，其中前组固定，更换后组透镜实现焦距F500、F800和F1000的变化，系统筒长小于600mm，并给出设计结果。该透镜系统适用于多种焦距值切换的光学系统和仪器的小型化。     

工业摄像机自动聚焦系统设计

在工业射线实时成像检测系统中,常常通过调节成像系统的光圈和焦距对被检测构件的局部位置进行放大,以达到最佳的检测灵敏度。因此光学系统焦距、光圈的调节直接影响系统的成像质量。针对这一背景,研究了自动聚焦系统的设计与实现方法。     

多台CCD电视经纬仪交会测量系统的多目标信息融合

基于多台CCD电视经纬仪交会测量原理，深入分析了交会计算误差来源对系统测量的影响。针对离散落点和弹道采样点多目标数据，首先通过目标信息源合成来提高多目标数据录取率；然后，通过误差加权平均，融合处理测量数据，以降低多台电视经纬仪对同一组多目标的测量误差；进而，基于系统数据后处理，抽象多目标统计特性；借助系统熵标准，评估多目标信息融合效果。实验结果证明：该多台CCD电视经纬仪交会测量系统的多目标信息融合具有简单、有效、鲁棒等优点，并为相关多目标识别与定位领域内的应用提供了宝贵的参考价值。     

HWR-01型红外热量漏失探测仪光学系统设计

HWR-01型红外热量漏失探测仪把非接触测温和辐射热流测量结合起来,是一种新型的廉价节能仪器。该仪器的光学系统为双球面组成的卡塞格林系统。一、外形尺寸计算图(一)为其光学系统原理图。由图所示,系统的焦距由下式确定:f′=(r_1r_2) /(2(r_1-r_2-2d)) (1)后截距,即次镜顶点到系统焦点之距离为:     

基于形态滤波的电视跟踪系统

介绍了一种以多DSP处理器技术的数字式电视跟踪系统，利用FPGA控制，主要研究了利用形态滤波方法对跟踪目标进行采集和处理。实验验证了本系统可有效减轻DSP的速度负荷，对识别和跟踪低空、超低空小目标具有良好的作用，具有较高性能。     

三次创业铸就光学辉煌事业——记中国工程院院士、应用光学和光学工程专家薛鸣球

薛鸣球,应用光学和光学工程专家。1956年从浙江大学毕业后,先后在中科院长春光机所和西安光机所工作,先后任副研究员、研究员、副所长、所长职务。1995年5月当选中国工程院院士。现任苏州大学教授、博士生导师、现代光学技术研究所学术委员会主任。他是我国第一颗遥感卫星用相机和我国第一台大型靶场光学设备的光学负责人。他负责研制了我国第一台跟踪电视变焦距光学系统和我国第一台大倍率军用观察望远镜。他对几何光学象差理论有了深入系统的研究,丰富并发展了几何光学的理论。他主编或合著了“仪器光学”、“电影摄影物镜光学设计”、“光学设计概论”等专著。     

中等视场大相对孔径水下两档变焦光学系统

研究了水下两档变焦光学系统的设计方法并给出了具体设计实例。采用轴向移动变焦方式,变焦过程中相对孔径保持不变,相对孔径为1/1.4,系统变焦比为2,在水下的宽视场角为60,°有效焦距3.6 mm,用于大范围内搜索目标;窄视场角为20°,有效焦距7.2 mm,用于对目标进行具体分析。在空间42 lp/mm处的宽视场和窄视场的光学传递函数值均大于0.4,成像质量较好。既满足了水下成像对大相对孔径和较大视场的要求,又能够在大范围内搜索目标,小范围内对具体目标进行分析,满足实际应用的需要。     

基于灰度分布的概率密度实现实时图像分割

针对实时图像质心跟踪的问题，提出了一种目标分割的算法。对相邻两帧图像的跟踪框和背景框的灰度分布统计，加入滤波因子，再根据Bayes判别规则构造判别函数，把背景像素和目标像素进行分类。实验结果证明，该方法克服了由于图像序列中某一帧图像灰度分布发生突变产生的影响，能较好的分割出图像中的目标。在电视跟踪系统中有效的保证了跟踪的稳定性。     

回转曲面面积图像检测光学系统的误差分析

论述了影响回转曲面面积图像检测系统的误差源，从照明系统、CCD摄像系统及摄像系统的标定分析了光学系统对测量误差的作用，在此基础上就光学系统硬件和图像处理算法两方面提出了改进和提高系统测量精度的措施。     

自适应多目标图像跟踪处理系统研究

针对空间多目标跟踪测量,介绍一种应用于武器试验的多目标图像跟踪处理系统。通过分析多目标自适应数字波门识别技术的综合预测算法,建立多波门系统捕获和跟踪方案,实现对多目标的选择跟踪。同步过程采用高精度数字锁相,增加测量精度。该系统在多目标跟踪测量中具有较广的应用前景。     

基于距离和信息的单目标精确跟踪

对仅有“距离和”测量信息的多传感器系统提出了一种对量测方程预处理的快速卡尔曼跟踪算法．该卡尔曼跟踪算法通过对量测方程预处理得到目标位置与“距离和”测量量成线性关系的观测方程；状态变量只选目标的空间坐标，而速度矢量仅作为确定性输入量加入状态方程，速度矢量通过引入速度“伪测量值”滤波得到．并同以前的跟踪算法仿真比较表明，该方法计算量小，收敛速度快，精度高，具有一定的实用价值．     

一种新概念平行光管

提出一种基于波前径向斜率测量原理的适用于测量大口径成像光学系统像差的自基准新方法．用该方法毋需任何人工或天然的无限远目标或标准大平面反射镜提供测量基准．理论分析和实验结果表明，此方法的技术可行性强，波像差测量灵敏度与干涉法相当，而对工作环境和光源无苛刻要求，可用于特大口径光学系统，如航天遥感相机、天文望远镜和大口径抛物面镜等大型光学系统的像质检测，也可用于主动光学系统的波前传感．