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距离选通成像系统分辨力模拟测试装置的设计

光学技术 2005年第4期31卷 545-547,550页

作者：李丽高稚允王霞金伟其高岳北京理工大学信息科学技术学院光电工程系

距离选通成像系统采用的是脉冲激光主动照明与ICCD选通技术相结合的方法。为了在室内模拟测试在一定大气条件下距离选通成像系统的分辨力,设计了一套模拟测试装置。以辐射传输理论为基础,建立了大气距离选通成像系统后向散射光和信号光... 详细信息

距离选通成像系统采用的是脉冲激光主动照明与ICCD选通技术相结合的方法。为了在室内模拟测试在一定大气条件下距离选通成像系统的分辨力,设计了一套模拟测试装置。以辐射传输理论为基础,建立了大气距离选通成像系统后向散射光和信号光的模型。该模型给出了后向散射光和信号光在光电阴极面上照度随时间的变化规律。采用两个模拟光源,分别模拟了信号光和后向散射光。采用阴极面等效辐射照度法,给出了模拟光源功率的方法。以S 20光电阴极的像增强器与CCD的耦合为例,计算了模拟光源的功率。

关键词：距离选通等效辐射照度分辨力后向散射

距离选通水下成像中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法

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红外与激光工程 2013年第10期42卷 2677-2681页

作者：葛卫龙华良洪张晓晖海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 海军装备部北京100841

研究了距离选通水下成像系统中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法,建立了ICCD接收水体后向散射光能量计算模型,给出了单次成像时ICCD接收水体后向散射光能量的计算公式。通过控制系统成像时的开门时刻和选通门宽,使得系统每次成... 详细信息

研究了距离选通水下成像系统中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法,建立了ICCD接收水体后向散射光能量计算模型,给出了单次成像时ICCD接收水体后向散射光能量的计算公式。通过控制系统成像时的开门时刻和选通门宽,使得系统每次成像时接收到的水体后向散射光能量相等,确定了基于等水体后向散射光目标搜索方法的搜索策略,并给出了搜索策略的仿真计算结果。利用在某次成像中,目标存在会导致系统接收信号光能量增大的特点,给出了目标存在的判别准则,仿真计算结果验证了所提出的判别准则的正确性。

关键词：成像系统距离选通目标搜索等水体后向散射光能量

距离选通激光水下成像系统的门控信号对图像质量的影响

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光学学报 2009年第8期29卷 2185-2190页

作者：孙健张晓晖葛卫龙周亚民海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033

研究了水体的前后向散射光和目标反射光的传输特性,运用脉冲激光器和增益型CCD(ICCD)搭建了距离选通激光水下成像实验系统,建立了计算距离选通激光水下成像系统光信号的数学模型,分析了图像对比度传递系数与门控信号的关系。编制计算机... 详细信息

研究了水体的前后向散射光和目标反射光的传输特性,运用脉冲激光器和增益型CCD(ICCD)搭建了距离选通激光水下成像实验系统,建立了计算距离选通激光水下成像系统光信号的数学模型,分析了图像对比度传递系数与门控信号的关系。编制计算机程序,根据所搭建实验系统参数计算并绘制了距离选通激光水下成像系统门控信号与图像对比度传递系数的关系曲线,提出了距离选通激光水下成像系统最佳门控策略。数值计算和实验结果表明:在ICCD未饱和的情况下,精确开门得到的图像质量最高,不论是滞后开门或是提前开门都会使图像分辨率有所下降,但滞后开门比提前开门较为有利,并且选通门开启的持续时间则应取激光脉宽的1～3倍。

关键词：距离选通水下激光成像数学模型实验研究图像对比度

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距离选通技术对后向散射抑制作用的理论分析

强激光与粒子束 2007年第12期19卷 1997-2000页

作者：王祥科张辉郑志强国防科学技术大学机电工程与自动化学院自动控制系长沙410073

从辐射度学的基本理论出发,建立了单CCD像元的距离选通激光主动成像模型。而后考虑成像质量,借助单CCD像元信噪比和图像均方差误差两个指标,阐明了距离选通技术是抑制后向散射、增大成像距离、提高图像质量的有效手段。最后从模型出发,... 详细信息

从辐射度学的基本理论出发,建立了单CCD像元的距离选通激光主动成像模型。而后考虑成像质量,借助单CCD像元信噪比和图像均方差误差两个指标,阐明了距离选通技术是抑制后向散射、增大成像距离、提高图像质量的有效手段。最后从模型出发,导出了距离选通技术在激光主动成像中应用时一些关键参数的选取原则:(1)尽可能减小激光脉冲宽度,以克服后向散射的影响;(2)要能够达到尽可能远的观测距离,在激光功率一定的条件下,激光占空比越大越好;(3)在激光满足一定条件的情况下,脉冲频率越高越好。

关键词：激光主动成像后向散射距离选通抑制单CCD像元信噪比图像均方差误差

距离选通激光成像空间定位模糊C均值聚类分割法

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红外与激光工程 2013年第10期42卷 2682-2686,2696页

作者：曹忆南王新伟周燕中国科学院大学北京100049 中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083

针对距离选通激光成像对比度低、照度不均、图像模糊的特点,提出了一种基于空间定位的模糊C均值聚类方法(SPFCM)对目标进行分割。传统的模糊C均值聚类法存在以下缺点:一是需要预先获得目标分类数量,自适应性较差;二是对空间信息不敏感,... 详细信息

针对距离选通激光成像对比度低、照度不均、图像模糊的特点,提出了一种基于空间定位的模糊C均值聚类方法(SPFCM)对目标进行分割。传统的模糊C均值聚类法存在以下缺点:一是需要预先获得目标分类数量,自适应性较差;二是对空间信息不敏感,导致目标轮廓不完整以及错误分类。针对上述缺陷,文中对传统算法进行了改进,引入了初定位的概念,首先利用最大类间方差法(Otsu法)和数学形态学工具对子目标进行初步定位,再将其形心方位信息和灰度信息融合到聚类过程中,以较短的迭代过程实现不同目标的归类。实验结果证明基于空间定位的模糊C均值聚类法可以完整、有效地对距离选通激光图像进行提取分割,处理时间优于传统FCM。

关键词：距离选通图像分割模糊C均值聚类 Otsu法初定位

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距离选通水下激光成像系统信噪比分析与计算

红外与激光工程 2013年第8期42卷 2022-2026页

作者：葛卫龙华良洪张晓晖海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 海军装备部北京100841

距离选通水下激光成像系统是一种基于时间标记原理的水下光电成像系统,它能够有效抑制水体后向散射光的干扰,提高目标探测距离,具有较高的军事和民用价值。在距离选通水下激光成像系统中,ICCD可能接收到的光信号包括水体后向散射光、目... 详细信息

距离选通水下激光成像系统是一种基于时间标记原理的水下光电成像系统,它能够有效抑制水体后向散射光的干扰,提高目标探测距离,具有较高的军事和民用价值。在距离选通水下激光成像系统中,ICCD可能接收到的光信号包括水体后向散射光、目标反射直射光、以及目标反射光的前向散射光。建立了ICCD接收信号光能量的几何模型,在给定开门时刻和选通门宽参数条件下,给出了通过点扩散函数计算ICCD像元上所能接收到的目标反射光的直射光及其所引起的水体前向散射光能量的方法,以及通过水体分层计算水体后向散射光的方法,定义了距离选通水下激光成像系统信噪比,分析了目标距离对信噪比的影响并给出了仿真结果。

关键词：成像系统距离选通点扩展函数信噪比

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距离选通成像系统关键性能的实验

红外与激光工程 2013年第12期42卷 3423-3427页

作者：陈超杨鸿儒吴磊俞兵袁良杨斌黎高平西安应用光学研究所陕西西安710065

对距离选通成像系统的关键性能参数—选通长度进行了理论分析和实验研究。运用激光波长为532 nm、脉冲宽度为20 ns的Nd:YAG激光器和ICCD系统搭建了一套距离选通成像系统。在改变选通信号宽度和选通延迟时间条件下,通过对视场内不同距离... 详细信息

对距离选通成像系统的关键性能参数—选通长度进行了理论分析和实验研究。运用激光波长为532 nm、脉冲宽度为20 ns的Nd:YAG激光器和ICCD系统搭建了一套距离选通成像系统。在改变选通信号宽度和选通延迟时间条件下,通过对视场内不同距离处的白板成像,获得了一系列实验图像。基于白板图像强度分析了选通信号宽度和延迟时间对距离选通成像系统选通长度的影响,并测量了当选通信号宽度为10ns时,该选通成像系统的有效选通时间长度为35ns。

关键词：选通长度成像系统距离选通选通延迟

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距离选通成像实现过程中若干问题的探讨

红外与激光工程 2009年第1期38卷 57-61页

作者：柏连发张毅陈钱顾国华南京理工大学近程高速目标探测技术国防重点学科实验室江苏南京210094

距离选通成像是解决水下激光微光成像后向散射噪声行之有效的方法之一。距离选通成像系统中蓝绿激光光源的脉冲特性、单脉冲能量及选通成像器件的选通性能将决定距离选通成像的距离分辨、探测距离等性能;距离选通成像过程中选通控制器... 详细信息

距离选通成像是解决水下激光微光成像后向散射噪声行之有效的方法之一。距离选通成像系统中蓝绿激光光源的脉冲特性、单脉冲能量及选通成像器件的选通性能将决定距离选通成像的距离分辨、探测距离等性能;距离选通成像过程中选通控制器与选通像增强器的直接电连接,将产生严重的干扰脉冲,影响距离选通成像的实现。在分析距离选通成像机理及距离选通水下成像系统方案的基础上,研究确定了蓝绿激光光源和选通成像器件的性能要求及技术指标;提出了激光脉冲同步距离选通成像方法,有效解决了距离选通成像中的干扰现象。在由国产蓝绿激光光源及选通像增强器构成的水下激光微光成像实验平台上实现了稳定的距离选通成像。

关键词：后向散射距离选通距离分辨光脉冲同步

距离选通技术在三维成像激光雷达中的应用研究

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红外与激光工程 2012年第1期41卷 85-88页

作者：李东杨华军郑秋贞邓志辉电子科技大学物理电子学院四川成都610054

距离选通技术在三维成像激光雷达中有着重要应用,是一种解决水下微光成像和抑制后向散射问题的简单有效方法之一。文中概述了距离选通技术的原理和应用范围,根据实时成像的需求,提出了一种实时距离选通成像系统的设计方案,该方案只需要... 详细信息

距离选通技术在三维成像激光雷达中有着重要应用,是一种解决水下微光成像和抑制后向散射问题的简单有效方法之一。文中概述了距离选通技术的原理和应用范围,根据实时成像的需求,提出了一种实时距离选通成像系统的设计方案,该方案只需要一次成像就可以完成距离选通成像并求解出目标距离。根据质心法求解距离的原理,详细推导了成像系统的距离像和距离精度,并用仿真软件仿真分析了该系统距离像的距离精度和目标距离、时间切片数量、信噪比之间的关系。仿真结果表明:距离精度受系统信噪比的影响很大,当信噪比大于2 000时,测距精度优于0.2 m。

关键词：距离选通实时成像三维激光雷达测距精度