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。     

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。     

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.     

激光通信ATP精跟踪光斑探测相机

分析了激光通信ATP精跟踪系统中高精度光斑探测提取的需求,阐述了ATP精跟踪光斑探测相机设计思路以及光斑质心提取算法的硬件实现方法.根据激光通信ATP精跟踪系统所的需要性能参数研制了高性能光斑探测相机.通过测试验证了,当相机达到2.5 kHz的探测频率,光斑质心位置提取精度优于0.1像元.所以相机的性能能够满足ATP精跟踪系统所需的探测带宽和探测精度.     

基于序列信息圆心拟合的大气激光光斑检测技术

为了降低大气湍流对水平链路无线激光通信APT子系统的影响,提高在强噪声中光斑检测算法的鲁棒性,提出了一种新颖的光斑检测跟踪方法.该方法采用序列间信息量的分布情况作为检测特征参数来拟合圆心,并且按照拟合方程估计光斑能量中心点,即在遵守最小二乘原则的前提下使序列间均方误差达到最小.本检测方法可以对大气湍流和背景光干扰起到较强的补偿作用,将检测误差有效地抑制在一个小范围内,对强湍流环境拥有很强的针对性,为水平链路无线激光通信的精跟踪提供了一种针对大气湍流的有效解决方案.该算法采用时域均衡的方法较为巧妙地回避开湍流引入噪声过强这一难题,使其在强噪声环境下拥有较强的鲁棒性.并且从工程实践的角度,较全面地分析了该算法的优缺点,并针对其瓶颈作出了展望.     

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。     

冲击噪声背景下归一化广义旁瓣相消器

针对冲击噪声背景下常规波束形成算法性能下降的问题,该文提出一种归一化广义旁瓣相消器(N-GSC)算法,该算法适用于任意未知统计特性的代数拖尾冲击噪声环境。算法通过对输入信号进行无穷范数归一化,使信号的二阶统计量存在且有界,再进行维纳滤波,提高了波束形成在冲击噪声背景下的性能。进行了4种冲击噪声背景下的仿真实验。仿真结果表明,与传统的GSC算法和基于分数低阶矩的GSC算法相比,N-GSC算法计算简单,无需噪声特征指数的先验信息或估计,适用于任意分布的冲击噪声环境,具有更强的干扰抑制能力。     

自适应矩估计最大相关熵算法的混沌序列预测

为了提高非高斯噪声环境下混沌时间序列的预测精度,提出了一种基于自适应矩估计的最大相关熵算法(AdamMCC).在AdamMCC中,采用最大相关熵准则作为代价函数有效地抑制了异常噪声值对预测性能的影响,利用代价函数梯度的一阶矩和二阶矩估计自适应调整算法的权重参数,在不同阶段为算法提供了更好的最优权重搜索方向,从而提高了AdamMCC的预测性能.采用Mackey-Glass和Lorenz两类混沌时间序列进行仿真实验,验证文中提出的AdamMCC的收敛性能和稳态性能.实验结果表明,在非高斯环境下的预测过程中,相比于最小均方算法、最大相关熵算法和分数阶最大相关熵算法,文中提出的基于自适应矩估计的最大相关熵算法在保持鲁棒性的同时,还能以合理的计算复杂度获得更高的预测精度.     

基于负数阶矩的正值Alpha稳定分布的参数估计

为了精确估计正值alpha稳定（PAS）分布的参数，基于负数阶矩理论，提出了比值估计、对数矩估计和迭代对数矩估计3种参数估计方法．比值估计直接利用特定阶次的负数阶矩的比值来估计未知参数，对数矩估计利用PAS分布的对数变换及其负数阶矩的Taylor展式从而获得解析的估计形式，迭代对数矩估计通过样本分段迭代估计未知参数．与传统的估计方法相比，所提出的3种估计方法可以获得更高的估计精度，并且对数矩估计具有较低的计算复杂度．MonteCarlo仿真实验表明，当独立运行次数为100、样本总数为5000时，比值估计的估计精度可以达到99．8％，对数矩估计的估计精度可以达到99．95％，迭代对数矩估计的估计精度可以达到99．94％．     

马氏链首达时间反问题中矩的估计及其性能分析

提出了马氏链的反向问题中，在独立加性高斯有色随机噪声背景下，估计Ｍａｒｋｏｖ链首达时间各阶矩的统计方法。利用累积量的性质，得出了带噪样本的ｋ阶矩仅与噪声的方差有关，而与噪声的其它任意阶矩无关，并证明了用该方法得到的估计值具有无偏性和强相合性的统计性能。通过一个数值例子仿真了连续时间参数Ｍａｒｋｏｖ链模型的构造过程，得到的首达时间各阶矩的估计值及其分布函数的Ｌ－Ｓ变换比去噪处理前更接近无噪声情况，在理论和实验两方面验证了该方法的有效性。     

激光光斑及束腰光斑尺寸的测量研究

激光光斑尺寸和激光束腰光斑尺寸是标志激光器性能的重要参数，也是激光器在应用中的重要参量。用CCD作为探测传感器，可以更精确地测出激光器的光斑尺寸和束腰光斑尺寸，克服了传统测量的繁杂过程，并用计算机控制及数据处理，测量精度由原来的10μm提高到2μm，为激光器性能研究和光信息处理提供了一种新的方法。     

用散射法测量整体X光透镜性能

提出了一种测量X光透镜性能的新方法--散射法.该方法可以在多能量点同时测量X光透镜的性能.利用该方法测量了X光透镜的传输效率和焦斑大小,并将结果与以往加吸收片法作了比较,从实验上证明了这种方法的可行性与优越性.     

光瞳环带相位调制法提高数字光存储密度的研究

对高密度光存储技术中光瞳环带相位调制方法进行了分析，并将其与光学切趾术进行了比较．研究发现，这种减小像面上光斑大小的方法是以大幅度增加旁瓣与主瓣的相对大小为代价的，它提高光存储密度的效果基本与光学切趾术相当．但是，对于高阈值的光探测器．光瞳相位调制方法要优于光学切趾术．     

高能X射线源尺寸测量方法的Monte Carlo模拟

介绍了对X光源尺寸的测量原理。在高能X射线情况下,利用Monte Carlo模拟法确定测量X光源尺寸的狭缝法、刃边法和Roll-Bar法的适用性,指出刃边法和Roll-Bar法可以直接用来测量光源尺寸,而狭缝法需要借助于Monte Carlo计算才能得到所需要的结果。根据实验测量的图像波形,得到实际轫致辐射源的半高全宽(FWHM)大于3.0 mm。     

镀锌钢板点焊过程的有限元模拟

采用ANSYS软件对镀锌钢板点焊过程进行数值模拟．该模拟过程对镀锌层的存在，特别是对接触电阻的影响给予了重视，建立了轴对称2-D模型，采用热、电耦合计算方法，输入不同焊接条件，得到最终的温度场分布图，并算出熔核直径．将得到的有限元模拟结果与实验结果相对照，发现两者较为吻合．该有限元程序可以用于焊点质量预测以及电极磨损下的焊点质量初步预测，作为焊接参数设置及焊接质量判断的辅助依据，其结果可部分替代实际生产中的焊点破坏试验．     

离心压缩机叶轮静强度分析方法

采用自适应有限元分析与弹塑性分析方法,对某离心压缩机叶轮进行精细的静强度分析.阐述了对网格不敏感的结构热点应力的概念.得到了基于结构热点应力相应的强度判别准则,并对叶轮的von Mises应力和等效塑性应变随时间演化历程进行了分析,数值模拟结果表明,对叶轮进行超速预加载处理,能够有效扩大材料的弹性工作范围,降低叶轮正常工作时的应力水平,且超速预加载工艺符合其力学机理.     

光斑性质对四象限探测器测量精度的影响

基于四象限探测器光电探测的工作原理,从理论上详细分析了光斑性质对探测结果的影响,通过数值仿真得出了光斑大小和光斑强度与测量精度的关系。并利用实验平台验证了分析结果,最后提出了几种减小光斑性质对探测结果影响的措施。为估算由光斑性质造成的测量误差提供了理论依据,并对实际应用中选择合适激光光源具有一定的指导意义。     

双透镜聚焦系统对高斯激光束的聚焦

该文利用高斯光束q(z)参量推导出了反远距双透镜聚焦系统对高斯光束聚焦光斑的精确计算公式．用反远距双透镜聚焦系统能获得um级甚至更小的聚焦光斑,同时系统可以获得比别的其它聚焦系统较长的工作距离．     

一种基于离群数据挖掘的数据抽查新方法

针对传统数据抽查方法很难保证数据抽查有效性的缺点 ,结合离群数据挖掘 ,给出了一种基于离群数据挖掘的数据抽查新方法 .通过实验表明 ,该方法既能克服了随机数据抽查难以保证抽查有效性的缺陷又能克服重点数据抽查对抽查者经验的依赖 ,从而保证了数据抽查的有效性和全面性     

一种快速实现有序搜索图形边界点的新方法

提出了一种能快速有序搜索边界点的新方法 ,通过比较任一起始边界点S与周边 8个像素点Pfi的值 ,实现按顺时针方向自动识别边界点并记录其坐标。该方法具有编程简单且仅在最小范围局部搜索边界点的特点 ,克服了常规方法采用全局搜索而导致的计算量过大的缺点