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红外偏振成像系统作用距离建模与分析

红外偏振成像系统作用距离建模与分析

作者：周程灏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来，红外成像技术在工业、军事和医疗等领域有广泛应用。评估红外成像系统作用距离，是完善红外成像系统的一个重要环节，它对于提升系统设计质量、减少设计成本、缩短研制周期都有重要意义。目前偏振探测已经成为一种重要的探测手... 详细信息

近年来，红外成像技术在工业、军事和医疗等领域有广泛应用。评估红外成像系统作用距离，是完善红外成像系统的一个重要环节，它对于提升系统设计质量、减少设计成本、缩短研制周期都有重要意义。目前偏振探测已经成为一种重要的探测手段，红外偏振成像系统也成为红外成像领域研究热点之一。本文在分析了红外偏振成像的原理及系统结构的基础上，基于现有红外成像系统构建了红外偏振成像系统，并且在现有红外成像系统性能模型的基础上，对构建的红外偏振成像系统的作用距离进行建模分析。论文分析说明了红外偏振成像原理和多种成像系统的结构，并比较了当前常用系统结构的优缺点和实用性，选定一种结构作为本文研究红外偏振成像系统的基本结构，并在现有热像仪的基础上构建了红外偏振成像系统。影响作用距离的因素有很多，大体可归为三方面：目标辐射特性、大气传输特性、红外成像系统结构与性能。在分析作用距离时首先对物体的红外辐射特性进行分析和描述，用温差来表示目标和背景辐射能量差异，用偏振对比度来表示目标和背景的辐射偏振特性差异。然后对目标和背景的温差传递过程进行分析和计算，用于作用距离的估算。最后在现有红外成像系统性能评估模型的基础上，建立了红外偏振成像系统作用距离评估模型。针对点源目标以等效噪声温差(NETD)为基础建立成像系统作用距离的估算模型，针对扩展源目标以最小可分辨温差(MRTD)为基础建立系统作用距离估算模型。并以本文设计的红外偏振成像系统为例，对其普通成像和红外偏振成像时的作用距离进行了评估，并比较分析了评估结果。

关键词：红外偏振成像 NETD MRTD 作用距离

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星载TDICCD相机方位扫描像移模型研究

红外与激光工程 2014年第6期43卷 1823-1829页

作者：张树青张媛周程灏王治乐哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150001

在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD相机星下点扫描像移模型的基础上,将45°旋转扫描反射镜(以下简称45°镜)用于TDICCD相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45°镜的成像特性及K镜消像旋的原理,并利用Matlab对K镜消像旋效果进行仿... 详细信息

在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD相机星下点扫描像移模型的基础上,将45°旋转扫描反射镜(以下简称45°镜)用于TDICCD相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45°镜的成像特性及K镜消像旋的原理,并利用Matlab对K镜消像旋效果进行仿真,验证了加入K镜的合理性。然后利用45°镜及K镜对光矢量的转换矩阵,建立了TDICCD相机方位扫描时的像移模型,为后续像移分析提供理论依据。

关键词： TDICCD 像旋方位扫描像移

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像素融合方法的红外双波段目标模拟器设计

红外与激光工程 2017年第11期46卷 79-84页

作者：王治乐周程灏林菲钱育龙哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

提出了一种基于像素融合法的双波段红外目标模拟器设计方案。方案采用双波段亚波长光栅代替光学薄膜作为滤光片,仅使用了一套景象生成器和投影系统完成双波段红外目标模拟。该方案解决了传统双波段红外目标模拟器结构复杂,生产成本大,... 详细信息

提出了一种基于像素融合法的双波段红外目标模拟器设计方案。方案采用双波段亚波长光栅代替光学薄膜作为滤光片,仅使用了一套景象生成器和投影系统完成双波段红外目标模拟。该方案解决了传统双波段红外目标模拟器结构复杂,生产成本大,能量比无法调谐的问题。首先介绍了该设计方案的工作原理并说明了其可行性,然后基于严格耦合波理论分析了不同参数下亚波长光栅的滤波特性,最后根据双波段探测需求完成了光栅设计。

关键词：红外双波段目标模拟器像素融合法双波段亚波长光栅

大孔径衍射受限光学合成孔径系统MTF中频补偿

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光学学报 2018年第4期38卷 161-167页

作者：周程灏王治乐张树青陆敏哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

光学合成孔径(OSA)技术能够极大地提高光学系统的空间分辨率,但是由于孔径的离散与稀疏,导致其调制传递函数(MTF)中频部分相比单一口径系统显著下降。论述OSA成像的方式和原理,分析OSA中频MTF下降的原因和原理。以填充因子为线索,分别... 详细信息

光学合成孔径(OSA)技术能够极大地提高光学系统的空间分辨率,但是由于孔径的离散与稀疏,导致其调制传递函数(MTF)中频部分相比单一口径系统显著下降。论述OSA成像的方式和原理,分析OSA中频MTF下降的原因和原理。以填充因子为线索,分别给出大填充因子中频MTF下降和小填充因子中频MTF缺失的处理方法。对于中频MTF下降,采用图像复原的方式恢复图像中的中频信息;对于中频MTF缺失,采用两个系统分别成像再融合图像的方法补偿中频。分别分析了两种方法的可行性,给出了两种情况的Zemax仿真验证,结果表明两种方法均可行。

关键词：成像系统光学合成孔径中频调制传递函数图像复原图像融合

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大口径光学合成孔径成像技术发展现状

中国光学 2017年第1期10卷 25-38页

作者：周程灏王治乐朱峰哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 中国工程物理研究院四川绵阳621900

简明介绍了光学合成孔径的两种成像方式和光学波段合成孔径的发展概况。全面介绍镜面拼接、稀疏孔径和位相阵列3种合成孔径结构系统国内外发展现状。归纳出了目前光学合成孔径技术在天基和地基观测系统的发展趋势及技术难题。与传统单... 详细信息

简明介绍了光学合成孔径的两种成像方式和光学波段合成孔径的发展概况。全面介绍镜面拼接、稀疏孔径和位相阵列3种合成孔径结构系统国内外发展现状。归纳出了目前光学合成孔径技术在天基和地基观测系统的发展趋势及技术难题。与传统单一口径的光学系统相比,光学合成孔径系统具有更高的分辨率、镜面加工难度低、易折叠、重量轻等特点,是实现高分辨率光学成像系统的一种重要且有效途径。

关键词：合成孔径成像镜面拼接稀疏孔径阵列望远镜

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线扫描相机标定及畸变矫正方法

航天返回与遥感 2017年第6期38卷 46-53页

作者：朱瑶王治乐贺磊周程灏哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

线扫描相机由于其高分辨率以及高数据处理效率的优势,使得其在测量领域的应用越来越广泛。但线扫描相机也会因光学系统畸变的存在影响成像的几何位置精度,造成图像的失真。文章面向线扫描相机标定及畸变矫正的应用需求,提出一种将一维... 详细信息

线扫描相机由于其高分辨率以及高数据处理效率的优势,使得其在测量领域的应用越来越广泛。但线扫描相机也会因光学系统畸变的存在影响成像的几何位置精度,造成图像的失真。文章面向线扫描相机标定及畸变矫正的应用需求,提出一种将一维数据映射到二维数据而不改变原始数据的方法,以利用面阵相机的标定方法来标定线扫描相机。在标定过程中,采用新型的标定板来创建世界坐标系与图像坐标系之间的关系。文章利用数字图像处理的方法,对光学镜头自身畸变进行标定和矫正,基本消除了由于图像变形而产生的测量误差,有效解决了由于镜头畸变而降低图像中物体的几何位置精度的问题。

关键词：图像处理相机标定畸变矫正线扫描相机

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基于微小卫星的光学合成孔径成像系统研究

空间电子技术 2016年第2期13卷 26-30页

作者：李春牟宗高周程灏王治乐张迎春深圳航天东方红海特卫星有限公司深圳518064 哈尔滨工业大学哈尔滨150001

光学遥感技术正朝着高空间分辨率方向发展,然而更高的空间分辨率必然要求空间成像系统口径越来越大,因此回避大口径系统加工难度同时提高天基探测系统分辨率成为亟待解决的问题。文章简要阐明了光学合成孔径等效成像的基本原理并归纳总... 详细信息

光学遥感技术正朝着高空间分辨率方向发展,然而更高的空间分辨率必然要求空间成像系统口径越来越大,因此回避大口径系统加工难度同时提高天基探测系统分辨率成为亟待解决的问题。文章简要阐明了光学合成孔径等效成像的基本原理并归纳总结出了光学合成孔径技术的发展趋势,针对微小卫星光学合成孔径成像的误差类型及来源进行了分析,提出了微小卫星实现光学合成孔径技术的4种基本设想,其中基于微小卫星的空间交会对接位相阵列形式较为可行,并指出了后续在轨应用的研究方向。

关键词：微小卫星光学合成孔径光学遥感

冻融环境下玄武岩纤维增强泡沫混凝土的单轴压缩特性

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三峡大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 1-8页

作者：吕国旭陈波周程涛詹明强河海大学水利水电学院南京210098 河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 福建水口发电集团有限公司福州350001

为了研究密度、纤维掺量及冻融循环对玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩特性的影响,借助X-CT技术以及Avizo软件对试件的孔隙构造进行了研究,对不同冻融环境下的多种密度等级(800和1000kg/m3)及纤维体积掺量(0%、0.15%、0.30%、0.45%)的... 详细信息

为了研究密度、纤维掺量及冻融循环对玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩特性的影响,借助X-CT技术以及Avizo软件对试件的孔隙构造进行了研究,对不同冻融环境下的多种密度等级(800和1000kg/m3)及纤维体积掺量(0%、0.15%、0.30%、0.45%)的玄武岩纤维增强泡沫混凝土进行了单轴压缩试验,分析了不同影响因素下玄武岩纤维增强泡沫混凝土的单轴压缩特性,对各因素与抗压强度的关系进行了灰关联度分析,并使用机器学习算法模型对抗压强度进行预测.结果表明:掺入玄武岩纤维能有效提高泡沫混凝土抵抗冻融的能力,体积掺入0.15%、0.30%、0.45%的试件冻融80次后强度损失率分别为75.2%、46.2%、37.8%.密度等级与抗压强度关联度最大,灰关联度为0.799;其次是纤维掺量,关联系数为0.723;灰狼算法优化下的长短期记忆网络模型对玄武岩纤维增强泡沫混凝土抗压强度的预测性能良好.

关键词：玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩冻融循环 X-CT 灰关联度长短期记忆网络灰狼优化算法

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走航式海洋放射性在线监测系统设计

核电子学与探测技术 2025年

作者：周程蒋若澄曹鹏涛梁大戬龚频汤晓斌张亮江苏省核与辐射安全监督管理中心连云港辐射环境监测管理站南京航空航天大学核科学与技术系连云港市环境监测监控中心

为应对海洋放射性监测日益严峻的需求，设计了走航式海洋放射性在线监测系统。该系统由水下辐射探测器、气象传感器、数据采集和传输装置组成，搭载的水下核辐射探测器阵列可进行走航式海洋放射性在线监测。采用该系统对连云港田湾核电... 详细信息

为应对海洋放射性监测日益严峻的需求，设计了走航式海洋放射性在线监测系统。该系统由水下辐射探测器、气象传感器、数据采集和传输装置组成，搭载的水下核辐射探测器阵列可进行走航式海洋放射性在线监测。采用该系统对连云港田湾核电站周边海域完成两次海上测试，测试结果表明：走航式监测结果与海水取样分析结果基本一致，验证了系统的可行性和稳定性。

关键词：海洋核应急放射性监测在线监测放射性核素