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基于双边滤波的可见光与红外图像自适应融合

兵工学报 2022年第11期43卷 2836-2845页

作者：唐伟贾方秀王晓鸣南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

针对传统融合方法不能充分提取可见光图像与红外图像各自特有的细节信息和难以确定融合权值的问题,提出一种基于双边滤波的可见光与红外图像自适应融合算法。该方法结合双边滤波与改进的双边滤波,将可见光与红外图像分解为多尺度局部细... 详细信息

针对传统融合方法不能充分提取可见光图像与红外图像各自特有的细节信息和难以确定融合权值的问题,提出一种基于双边滤波的可见光与红外图像自适应融合算法。该方法结合双边滤波与改进的双边滤波,将可见光与红外图像分解为多尺度局部细节、特有细节以及基础信息。在图像融合阶段,局部细节信息采用基于图像边缘能量的融合方法,最大程度保留了图像的细节;图像基础部分的融合,引入了基于局部能量值的正则化参数来自适应调整融合的权值,优化参数的选择;特有细节信息的融合采用了绝对值最大的融合规则以充分保留源图像特有的细节信息。仿真实验结果表明,通过主观判断所提方法融合后的图像视觉效果更好、对比度高,边缘细节的融合比其他算法更加好,在客观指标的评价中,所提融合方法的MI、EN、FMI、SD、Q、Mean 6种指标相对于其他方法综合提升了22.6%、5.7%、0.7%、30.4%、14.2%、18.4%,在主观视觉上和客观评价指标中,所提的算法均具备更优的融合效果。

关键词：可见光与红外图像图像融合双边滤波局部能量

基于梯度域引导滤波和显著性分析的红外与可见光图像融合

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激光与光电子学进展 2023年

作者：司婷波贾方秀吕自强王子康南京理工大学机械工程学院南京理工大学智能弹药国防重点实验室

针对传统多尺度融合方法不够突出目标信息，以及融合图像缺失细节与纹理的问题。本文提出了一种基于梯度域引导滤波和显著性检测的红外与可见光图像融合方法。该方法利用梯度域引导滤波，将输入图像分解为基础层和细节层，同时利用加权... 详细信息

针对传统多尺度融合方法不够突出目标信息，以及融合图像缺失细节与纹理的问题。本文提出了一种基于梯度域引导滤波和显著性检测的红外与可见光图像融合方法。该方法利用梯度域引导滤波，将输入图像分解为基础层和细节层，同时利用加权的全局对比度方法将基础层分解为特征层以及差异层。在融合过程中，本文分别采用相位一致性组合加权局部能量、局部熵结合加权最小二乘优化、平均规则来融合特征层、差异层、细节层。实验结果表明，所提融合方法的多项指标相对于其他方法综合提升较多，且图像视觉效果更好，在突出目标信息、保留轮廓细节、提高对比度和清晰度方面十分有效。

关键词：图像融合引导滤波显著性分析多尺度分解

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激光测距仪的脉冲电流供电温度控制系统

光学精密工程 2009年第9期17卷 2128-2135页

作者：贾方秀丁振良哈尔滨工业大学自动化测试与控制学院黑龙江哈尔滨150001

激光测距系统中的发射器件和接收器件具有温敏特性且均为小功率器件，精密测温电路采用Pt电阻时，Pt电阻的自热效应影响测温精度。为减小自热效应产生的测温误差，在分析Pt电阻测温误差产生机理的基础上，提出了一种新的脉冲电流供电方... 详细信息

激光测距系统中的发射器件和接收器件具有温敏特性且均为小功率器件，精密测温电路采用Pt电阻时，Pt电阻的自热效应影响测温精度。为减小自热效应产生的测温误差，在分析Pt电阻测温误差产生机理的基础上，提出了一种新的脉冲电流供电方案，建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型，给出了脉冲宽度和热量积累的关系，并通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差。使用高阶正交多项式拟合法对Pt电阻的非线性进行了补偿，给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验，在不同的温度点，该温度测量系统的最大误差为0．0006℃。系统稳定性测试结果表明，该系统在0～15℃时，各温度点控制稳定度均优于0．005℃，满足高精度激光测距的需要。

关键词：激光测距仪温度控制脉冲供电自热效应

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相位法激光测距接收系统

光学精密工程 2009年第10期17卷 2377-2384页

作者：贾方秀丁振良袁锋哈尔滨工业大学自动化测试与控制系黑龙江哈尔滨150001

为了提高相位法激光测距的速度和精度,提出了一种新的相位差放大测量方法,在不增加测量时间的同时将测相精度提高1/N倍,并结合欠采样技术避免了混频器和其他多余器件的使用,减小了串扰对系统的影响。考虑高频弱光信号入射到雪崩光电二... 详细信息

为了提高相位法激光测距的速度和精度,提出了一种新的相位差放大测量方法,在不增加测量时间的同时将测相精度提高1/N倍,并结合欠采样技术避免了混频器和其他多余器件的使用,减小了串扰对系统的影响。考虑高频弱光信号入射到雪崩光电二极管上会在输出信号上产生相位延迟,提出灵活控制加在雪崩光电二极管上的反向偏压来减小相位延迟的方法,对于调制频率为18.5 MHz,波长为650 nm的激光,当入射光强度为0.5μW时,可将相位延迟从1.4°压缩到0.03°之内。建立了信号串扰产生测相误差的数学模型,并通过实验给出了采取不同屏蔽措施时串扰对测相误差的影响。实验结果表明,采用上述方法,当调制频率为18.5 MHz时,测相精度为0.014°,相应的测距精度可达0.3 mm。

关键词：激光测距接收系统串扰欠采样相位测量

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大多普勒环境下扩频信号快速捕获算法研究

测试技术学报 2023年第3期37卷 271-276页

作者：孙后印贾方秀南京理工大学机械学院江苏南京210094

弹道参数回传系统中,由于弹丸与地面接收机之间较高的相对速度,使地面接收机收到的信号产生很大的多普勒频移,导致其对伪码的捕获难度和捕获时间增加,影响武器在战场中的实时反应能力和打击精度。为了在较大的多普勒频移情况下快速地完... 详细信息

弹道参数回传系统中,由于弹丸与地面接收机之间较高的相对速度,使地面接收机收到的信号产生很大的多普勒频移,导致其对伪码的捕获难度和捕获时间增加,影响武器在战场中的实时反应能力和打击精度。为了在较大的多普勒频移情况下快速地完成对扩频码的捕获,针对部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(Partially Matched Filtering combined with Fast Fourier Transform,PMF-FFT)捕获算法中由FFT运算而导致的扇贝损失现象,分别分析了补零和窗函数法对扇贝损失的改善效果,提出了改进的窗函数结构来对PMF-FFT算法进行改进,对进入FFT运算的数据加改进的布莱克曼窗(Blackman)函数,使得系统的扇贝损失几乎为0。利用MATLAB工具,对改进之后算法的性能进行仿真验证。结果表明,改进后的算法可以明显提高系统的检测概率,大幅降低了平均捕获时间,显著提升了算法的捕获性能。

关键词：扩频信号 PMF-FFT 捕获算法扇贝损失窗函数

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激光测距温度控制系统

红外与激光工程 2008年第6期37卷 1016-1020,1028页

作者：贾方秀丁振良袁峰钟丽哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

在激光测距系统中，为了消除温度对半导体激光器调制特性及雪崩光电二极管接收性能的影响，使系统更加稳定地工作，温度控制系统的设计十分关键。通过对控温箱的合理设计，减小了周围环境对温控系统的影响；对Pt电阻测温的误差产生机理... 详细信息

在激光测距系统中，为了消除温度对半导体激光器调制特性及雪崩光电二极管接收性能的影响，使系统更加稳定地工作，温度控制系统的设计十分关键。通过对控温箱的合理设计，减小了周围环境对温控系统的影响；对Pt电阻测温的误差产生机理做了详细的分析，提出了脉冲供电的方案，分析了脉冲电流产生的自热效应，给出了脉冲宽度和热量积累的关系，通过合理控制脉冲宽度，减小了自热效应引起的测温误差；使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿，由该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验结果可知，在不同的温度点，该温度测量系统的最大误差为0．0006℃。在0-15℃的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0．005℃，满足了激光测距系统的需要。

关键词：温度控制脉冲供电自热效应激光测距

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隔转鸭舵式弹道修正弹双旋通道参数辨识

兵工学报 2016年第10期37卷 1812-1819页

作者：程杰王晓鸣于纪言贾方秀南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094 中航工业沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

双旋弹概念为旋转稳定榴弹的智能化改造提供了新思路,解耦后前后级之间通过执行机构进行控制。为实现对控制内回路的高效设计和分析,建立双旋通道的动力学模型。该模型以准静态气动力和改进形式的Lu Gre摩擦之间的匹配关系预测鸭舵的运... 详细信息

双旋弹概念为旋转稳定榴弹的智能化改造提供了新思路,解耦后前后级之间通过执行机构进行控制。为实现对控制内回路的高效设计和分析,建立双旋通道的动力学模型。该模型以准静态气动力和改进形式的Lu Gre摩擦之间的匹配关系预测鸭舵的运动。通过瞬态数值计算和动态风洞试验获取气动力和摩擦的时域数据,利用最小二乘方法对模型的参数进行估计。研究结果表明:鸭舵的侧向力和滚转力矩分别受到相位角和滚转速率的影响,准静态气动力的估计精度在4×10-3以内;前后级之间的摩擦是轴向力和相对转速的函数,改进的Lu Gre模型对摩擦的估计能够满足工程需求。飞行试验中双旋参数的测试结果验证了双旋模型在全弹道过程中对鸭舵运动预测的可行性,为双旋修正弹的工况预测和控制系统设计提供了分析方法。

关键词：兵器科学与技术弹道修正双旋弹外弹道参数辨识

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封锁雷智能防排系统

哈尔滨工程大学学报 2014年第5期35卷 580-584页

作者：孙宇嘉王晓鸣贾方秀于纪言南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

针对封锁雷在无人值守状态下如何有效防止敌方排雷动作,延长自身对目标区域的封锁控制时间的问题,采用三轴MEMS加速度传感器构建一种新型的封锁雷智能防排系统。设计试验采集封锁雷静止姿态和运动状态特征信号,采用SMA和DSVM算法对特征... 详细信息

针对封锁雷在无人值守状态下如何有效防止敌方排雷动作,延长自身对目标区域的封锁控制时间的问题,采用三轴MEMS加速度传感器构建一种新型的封锁雷智能防排系统。设计试验采集封锁雷静止姿态和运动状态特征信号,采用SMA和DSVM算法对特征信号进行分析,提取特征参数,设计二叉决策树特征分类器,利用特征信号对分类器进行参数训练。试验结果表明,建立的封锁雷智能防排系统针对5种静止姿态和3种运动状态具有较好的识别率,所建系统有效可行。

关键词：人工智能检测技术特征提取分类器设计封锁雷信号处理加速度传感器姿态识别运动监测防排系统

变结构PID在微机械陀螺仪闭环驱动电路中的应用

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纳米技术与精密工程 2013年第2期11卷 169-173页

作者：杨亮贾方秀裘安萍苏岩南京理工大学MEMS惯性技术研究中心南京210094

为满足微机械陀螺仪(MMG)闭环驱动电路起振快速、无超调且稳态精度高等要求,提出了一种基于FPGA的数字化变结构PID控制器,并以其为核心构建了微机械陀螺仪的数字化闭环驱动电路.通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益和微分... 详细信息

为满足微机械陀螺仪(MMG)闭环驱动电路起振快速、无超调且稳态精度高等要求,提出了一种基于FPGA的数字化变结构PID控制器,并以其为核心构建了微机械陀螺仪的数字化闭环驱动电路.通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益和微分增益函数,使变结构PID的结构和参数能够根据瞬时误差的变化而变化,以提高闭环驱动电路的性能.针对某型微机械陀螺仪敏感结构参数,进行了SIMULINK仿真,仿真结果表明以变结构PID为核心的闭环驱动电路是可行的.起振实验结果表明,经典PID构成的闭环驱动电路,其检测电压的幅值超调量达到了75%,稳定时间为2 s;采用变结构PID控制器后闭环驱动检测电压的幅值无超调且稳定时间为0.7 s;1 h的稳定性实验表明,采用经典PID时检测电压幅值的长期稳定性为2.73×10-5V,采用变结构PID时其稳定性为2.68×10-5V,证明变结构PID可以兼顾系统在快速性、超调量和稳态精度等方面的要求.

关键词：微机械陀螺仪变结构PID 数字化闭环驱动电路