计量现场手持终端激光光斑的检测方法

为完成在现场对智能电能表的用电信息采集,计量现场手持终端得到了快速发展.然而现有手持终端设备激光光斑对位精度和处理速度无法满足使用需求,针对国网公司所使用的手持终端设备,提出一种新型激光光斑的识别检测方法,可以实现现场手持终端的快速准确定位检测,主要包含图像识别、光斑中心点定位及光斑大小计算3个环节,图像识别通过比较全局阈值算法和局部阈值算法的优缺点,最终选择使用Otsu算法对图像进行二值化处理.而光斑中心点定位及大小计算则是在综合考虑光斑识别速率以及准确度后,提出一种新型定位计算方法.最后,通过实例验证,证实该方法能够提升计量现场手持终端检测的准确性和工作效率.     

一种基于分数阶Fourier变换的光斑图像抑噪方法

在激光光斑中心定位系统中,光斑图像噪声直接影响中心定位的精度。为了保证光斑重心的测量精度,抑制光斑图像噪声,针对信号和噪声有很强的时频静合特性,通过分数阶Fourier变换（FRFT）分析了含噪声激光光斑图像在分数阶Fourier域的幅度特征,在一维信号分数阶滤波系统参数估计的基础上,利用多阶段的滤波结构滤除激光光斑图像中的高斯噪声。仿真结果表明,该算法能较好地在强噪声背景下将光斑图像恢复出来,抑噪后的光斑基本能满足激光光斑中心定位系统的预处理要求。     

激光能量密度分布的测量方法

提出一种用于激光能量密度分布测量与分析的方法, 首先采用图像处理方法对激光光斑图像进行检测处理, 再对激光光斑波面进行拟合, 并采用伪彩色对激光能量分布进行三维显示. 采用Zernike多项式对波前进行拟合和重构, 讨论了拟合采样点的布设方法, 并用激光能量密度测试精度平均误差较小的同心放射状采样点布局方案. 采用伪彩色算法对二维光斑图像进行三维模型显示, 反映光斑不同区域能量分布的相对 大小和位置. 实验结果表明, 该方法基本满足激光能量密度分布检测的要求.     

插值和滤波处理技术在激光三角法测量中的应用研究

采用直接阈值法和迭代阈值法对激光三角法测量中的光斑区域进行分割,然后用最近邻插值和双线性插值法对截取的光斑图像进行插值处理,实现光斑图像特征点区域的亚像素定位,并对几种不同滤波器处理情况下的计算结果进行了对比和分析.     

复杂工业环境下激光束中心快速精确定位方法

针对工业现场在线检测对计算机视觉算法稳定性、实时性、精度和抗干扰能力的要求,结合两万吨挤压机活动部件五自由度实时监测系统的具体情况,在现有方法的基础上,提出了一种复杂工业环境下激光束中心快速精确定位方法.首先,在图像预处理的基础上通过Canny算法实现图像边缘二值化,并对得到边缘进行筛选,剔除不符合光斑轮廓特征的边缘.接着,采用一种改进的快速Hough变换初步确定激光光斑的大致位置和半径,依据Hough变换计算结果设置光斑有效区域,在有效区域内通过最小二乘法椭圆拟合得到亚像素精度的激光束中心坐标.实验研究表明,该方法在存在噪声的环境下单次检测时间小于50ms,精度达0.15像素(pixel).可在较强干扰下实现激光束中心的精确定位,与传统方法相比,精度高,实时性好,适应性强.     

光栅衍射型激光告警机的预处理图像优化设计

光栅衍射型激光告警机是利用激光通过光栅后成像在光电探测器上的衍射条纹,进行分析处理而得到激光参数的.在其工作波长范围内太阳光线等背景噪声很严重.这些噪声使还原和检测探测信号的过程十分复杂、缓慢,甚至不精确.本文设计的系统通过两台同步CCD探测器,一台配有光栅,将获得的图像相减处理,快速减少噪声干扰,识别探测信号光斑.再根据光斑位置和面积用最小的矩形将光斑围住,光滑处理后,根据边缘点椭圆测试得到椭圆的中心,即各个光斑精确的坐标.这种设计可以使激光告警机的后期处理更加快速、高效、准确.     

基于跳段距离优化的改进DV-Hop定位算法

系统介绍无线传感器网络DV-Hop分布式定位算法的工作机理,并指出该算法的不足.为了减小原算法的定位误差,基于加权原则改进了计算全网平均每跳距离的公式.仿真结果表明,改进算法与原DV-Hop定位算法及已有的改进算法相比,能够更好地提高节点定位精度.     

移动式激光瞄准系统圆目标中心检测算法

为满足激光瞄准系统中对圆目标中心的测量精度要求,提出一种新的用于移动式激光瞄准系统中圆目标边缘检测及中心定位算法.先利用和RBF神经网络结合的变结构元数学形态学算法进行边缘定位和滤除噪声,再用最小二乘拟合法定位圆目标中心.结果表明,该算法不仅能实现对圆目标轮廓的定位,而且抗噪声、精度高、稳定性好.     

基于CCD和FPGA的自适应阈值算法研究

本文提出了基于FPGA的图像处理自适应阈值算法,实现了激光光斑中心的高速实时检测。     

一种鲁棒的人眼光斑定位算法

光斑的检测和定位是视线跟踪系统中的一个重要环节,其定位精度直接影响视线跟踪系统的精度.目前常用的基于灰度二值化的光斑检测方法,容易受到光斑亮度变化和镜面反光等因素的影响.径向对称变换(RST)是一种有效的圆形目标检测技术,对上述干扰具有较好的鲁棒性,但计算代价偏高.为此提出了一种改进的径向对称变换(IRST),有效降低了算法的计算代价.在引入IRST实现光斑检测之后,再结合自适应二值化和重心法实现光斑的精确定位.实验结果表明,IRST算法的光斑检测鲁棒性明显高于基于灰度二值化的方法,而计算代价明显低于基于经典RST的光斑检测算法,最终的定位精度也优于其他同类算法.     

基于分层插值和最小二乘拟合的亚像素细分算法

在分析传统的光疯质心亚像素细分算法误差原因的基础上,提出了一种基于“金字塔思想”分层方式的三次线形插值和最小二乘拟合的质心算法。通过多次插值对光斑图像进行逐层细分,采用最小二乘曲面拟合在每一层内进行迭代计算。结果表明,该文分层插值方法提高了图像的分辨率,减小了图像系统误差和随机噪声等因素对算法精度的影响,通过该方法获得了较高精度的图像光斑中心位置。仿真实验测试证明,分层插值拟合方法精度优于质心法和曲面拟合法等传统算法,在实际的飞行器测量实验中具有很好的实用性。     

激光光斑定位的多圆拟合算法的研究

介绍了用于提取激光光斑参数的曲面拟舍和圆拟合算法，在圆拟合算法的基础上提出了新的多圆拟合算法，在不同的噪声水平下比较了曲面拟合算法和多圆拟合算法所能够达到的精度。研究结果表明，多圆拟合算法具有更好的抗噪声性能，除了可以检测光斑中心外，多圆拟合算法还可以检测其半径达到亚像素级的光斑，所以能够广泛地应用在光学测量系统之中。     

激光线结构光数控测量系统的标定

介绍了激光线结构光数控测量系统的标定方法 ,该方法利用数控机床本身的坐标精度 ,利用三角测量原理直接在数控机床上标定出光片角 ,同时采用最小二乘法拟合出摄像机结构参数 ,通过建立激光中心检索表的方法 ,修正由于参数标定所带来的误差 ,并采用神经网络拟合修正系数曲线 ,提高插值精度 .     

射频成像GIF技术的瞄准点选择算法

为提高射频成像制导引信一体化(GIF)技术起爆控制精度,提出精确的目标瞄准点实时判别算法. 本算法首先进行雷达图像统计学建模,设计三峰值Gauss函数对图像进行直方图规定化处理,以改变灰度值分布,削弱相干斑噪声的影响;然后利用统计排序滤波器滤波,并采用Ostu方法进行阈值处理,结合形态学方法得到目标轮廓;根据图形学中凸包的概念,计算凸多边形质心即为目标瞄准点. 理论分析和仿真结果表明,本算法时间复杂度低,可精确确定瞄准点,为提高射频成像制导引信一体化起爆控制精度及引战配合效能提供了新途径.      

激光光斑抖动对激光半主动制导精度的影响

以正弦抖动激光光斑作为制导系统的跟踪目标,分析了稳瞄系统不同抖动频率的照射光斑对制导精度的影响.通过理论研究并结合脱靶量峰值分析法和影响因子分析法的仿真结果,给出了稳瞄系统照射精度的评定标准.研究结果表明,制导系统由于光斑抖动带来的脱靶量在一定范围内将大于光斑本身的振幅.同时发现造成大脱靶量的两个主要因素是激光照射光斑的抖动频率和制导系统的时间常数.因此在实际设计中,应匹配具体制导系统的时间常数和稳瞄系统的频带,以避免产生较大脱靶量.     

激光质量测量的自适应衰减控制技术研究

针对激光光束质量测量的激光光强高精度控制问题, 提出一种自适应衰减调节激光光强度的方法。该方法基于单片机控制算法, 利用PC机反馈的光斑图像灰度差值计算得出激光光强需要衰减的倍数, 并通过衰减轮电机控制两组衰减片组合完成对激光光强度的自适应控制, 实现了成像系统闭环控制激光光斑强度, 从而快速、 准确地得到特定光强度的激光光斑图像。实验结果表明, 该方法与以往衰减控制相比,能准确地得到高精度灰度值激光光斑图像, 激光光束质量单次测量时间为5 s, 系统测量时间为3 min。     

远程警戒雷达自动点迹提取算法

目前广泛应用的点迹提取算法都不能很好地解决由于脉冲压缩所引起的距离展宽问题。为此作者在一维质量中心法的基础上提出了二维质量中心法 ,并结合远程警戒雷达的特点 ,设计了简化的峰值搜索算法。分析和仿真结果表明 :该文提出的算法比传统的面积中心法具有更高的估计精度。此外 ,该算法可以实现递推运算 ,占用存储空间少 ,易于工程实现。目前它已应用于某型远程警戒雷达的点迹提取系统中 ,并获得了令人满意的效果