国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
本文提出了一种新的改进的姿态匹配方法用于激光陀螺组合体测量船体角变形, 该方法的Kalman滤波观测量直接包括待测的船体角形变和“相对姿态误差”项, “相对姿态误差”项对单个激光陀螺组合体的陀螺零偏不敏感, 主要源自于两套激光陀螺组合体的陀螺漂移差值和初始船体角形变。此外, 考虑到船体静态角形变的缓变特征, 船体静态变形角速度可建模为随机游走过程。仿真结果表明, 本文提出的简化的姿态匹配方法能跟踪日照引起的准静态缓变角变形和船体机动等因素引起的短周期大幅角变形。该方法也经过了多条舰船的实船试验验证, 船体角变形的测量精度优于20″。
角变形 环形激光陀螺 卡尔曼滤波 随机游走 准静态变形模型 angular flexure ring laser gyro Kalman filter random walk quasi-static flexure model
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
针对现有自准直模型包含系统信息量有限的不足, 提出了一种基于厚透镜对光线变换的建模方法。以应用光学中厚透镜对光线变换的理论为基础, 结合矢量运算和坐标系旋转方法建立了光电自准直系统数学模型。通过数值仿真, 对模型中包含的平面镜的转角、透镜的厚度、焦距及表面曲率半径、光源和探测器位置等系统主要参数对光电自准直系统的成像影响进行了分析, 并通过对像点几何中心的提取, 分析了透镜成像畸变对光电自准直系统测量精度的影响。文章建立的模型, 为系统参数的提取和优化、分析像点轨迹变化的影响因素以及自准直测量误差的分析和补偿提供了理论支持。
应用光学 数学模型 光线变换 数值仿真 自准直 applied optics mathematical model beam transformation theory numerical simulation auto-collimation
国防科技大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
提出一种光电混合匹配滤波相关识别方法,只用一个空间光调制器实现了匹配滤波相关识别。利用计算机完成匹配滤波器的设计以及匹配滤波器与输入目标频谱的卷积运算,根据最小欧氏投影编码原理将卷积结果转化为空间光调制器可以显示的灰度信号,再通过2f光学傅里叶变换系统,得到相关识别结果。实验结果表明,该方法可以得到明显的相关点,同时可以避免传统VLC中匹配滤波器的精确复位问题,而且该系统还可以应用于联合变换相关识别。
光学相关识别 匹配滤波 2f相关识别系统 optical correlation recognition matched filtering 2f correlation recognition system
国防科技大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
从联合变换相关的基本理论出发，推导了输入目标图像的位置坐标与相关输出平面上对应相关峰位置坐标关系的普适表达式，进行了单目标、多目标联合变换相关仿真实验和相关峰特性分析；分析了运动目标联合变换相关峰位置的变化规律并进行了仿真。结果表明，位置非对称联合变换相关峰始终对称地出现在相关输出平面的坐标原点的两边，且相关峰和坐标原点的连线与目标图像中心和参考图像中心的连线平行，相关峰位置到坐标原点的距离等于输入平面中目标与参考物间的距离；目标运动时，对应相关峰的位置会随目标运动而相应地改变，且二者的坐标变化量相同。
联合变换相关 位置非对称 多目标识别 相关峰特性 仿真分析 激光与光电子学进展
2010, 47(11): 110702
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
提出一种利用最大平均相关高度(MACH)算法识别复杂云层背景目标的改进滤波器设计方法。在MACH滤波器设计中,通过对云层背景功率谱的统计特性分析,数据拟合得到云层背景功率谱的分布函数,用以代替传统的白噪声模型;提取飞行目标的姿态变化图像,并作阈值化处理,得到训练样本。对不同云层背景和姿态变化目标的相关识别结果表明:改进滤波器的平均峰值相关能量比为0.71%,峰值鉴别率为092,可以有效抑制云层背景的干扰,对姿态变化目标识别的鲁棒性较好。
光学相关识别 匹配滤波器 云层背景 最大平均相关高度 optical pattern recognition matched filters cloud backgrounds maximum average correlation height
国防科技大学光电科学与工程学院,湖南长沙 410073
针对尺度缩放和角度旋转变化目标相关识别率低的问题，采用优化折中综合鉴别函数方法设计了具有较大畸变容限的匹配滤波器。在匹配滤波器设计时，通过调整相关输出噪声、训练样本平均功率谱密度和训练样本相似度对训练样本平均值的贡献，得到具有带通性质的匹配滤波器。利用单个匹配滤波器对角度旋转0°～30°、尺度变化0～20%的目标进行了相关识别仿真实验。结果表明：这种匹配滤波器相关输出峰尖锐、鉴别力强、畸变容限大，可用于畸变目标的光学相关识别。
光学相关识别 匹配滤波器 畸变目标识别 optical correlation recognition matched filters distortion target recognition
薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD是信息光学研究中一种非常重要的电寻址空间光调制器SLM.TFT-LCD像素之间导电沟道上不透明的金属掩膜的周期性分布形成矩形光栅,引起衍射,在光学信息处理中相邻衍射级间傅立叶谱的部分重叠,引起了相互干扰,这形成了TFT-LCD较好地用于信息光学研究的空间频率上限;理论分析表明,在谱平面,各衍射级的谱的相对分布是相同的.并通过联合变换实验加以证实.
光学信息处理 衍射 空间频率 联合变换 LCD LCD optical information processing diffraction spatial frequency joint transform correlator
1 南开大学物理系, 天津 300071
2 南开大学现代光学研究所, 天津 300071
提出了一种时序循环级联式的子波变换相关识别系统。该系统是基于循环使用一个普通光学相关器，而相关器采用光折变全息图作为空间匹配滤波器，一个受计算机控制的空间光调制器作为输入器件，方位不同的参考光用于编码存储不同的输入信号、不同的子波和子波变换的傅里叶谱的多重信息。通过计算机控制系统互连网络和级联循环次数可完成用于不同目的的相关运算。给出简要的原理分析，并用纯光学方法实验研究了Ｈａａｒ子波变换、Ｈａａｒ子波变换相关识别，并与普通相关识别作了对比。讨论了该系统所具有的诸多方面的特点。
子波变换相关识别 Haar模板 光折变匹配滤波器 时序级联相关系统
提出了一种高鉴别能力的实时光学相关器，它采用液晶光阀(LCLV)作为实时输入器件，并利用其非线性变换特性对图像微分预处理；全息记录材料采用光折变晶体，且使用会聚球面波作参考光。所给出的实验结果表明，该光学相关器具有鉴别能力高、实时性和灵活性强，以及结构紧凑的特点。
液晶光阀 非线性变换 光折变晶体 实时光学相关
