在现代的航天领域, 根据星敏感器所获得的星图分布情况, 可得到飞行器的姿态。因其具有可靠性、保密性、精度高、适用范围大而得到广泛的应用。首先对传统的识别算法进行概述, 然后对近年来提出的一些改进算法进行总结, 并分别详细地介绍了改进三角形算法、向量索引的算法、字符串索引算法、无需标定参数识别算法、基于神经网络和支持向量机的算法。这些方法在识别速度、成功率、实时性上都有一定程度的提高, 在降低虚警的情况下可以提高算法的鲁棒性, 还总结了现在星敏感器识别方法的不足, 并展望了今后的发展方向。

研究了多系统驱动NH3激光器的反同步控制问题。基于Lyapunov稳定性定理, 通过构造Lyapunov函数, 实现了受激喇曼散射激光器系统和Rossler系统为驱动系统, NH3激光器系统为响应系统的信号反同步, 并通过数值仿真验证了反同步原理的正确性。仿真结果表明, 在反同步控制器的作用下, 系统可以达到完全反同步。这种反同步控制器可以应用到任意的混沌系统, 因此, 具有一定的普适性。

在对特定人员位置识别并实时跟踪进行视频采集的应用中, 基于ARM9 S3C2410处理器并搭载CCD成像单元、红外波段滤光片和两自由度云台实现了一个全自动红外目标识别系统, 在采集并分析红外图像样本基础上, 设计了一种快速的图像二值化算法, 通过自动分割、快速搜索比对等步骤, 实现了对既定红外目标的实时检测和运动跟踪, 该系统简单可靠, 便于嵌入各类自动化应用设备。

红外光学系统的镜片组件在环境温度较高时会发生热形变, 特别是在局部温度过高时, 镜片的面形、厚度的变化会对成像质量有着不可忽视的影响。为了研究红外光学镜片的热形变, 利用波长为1.06 μm准连续激光辐照锗单晶平片, 实时监测锗材料在不同辐照时间下的形变及对成像质量的影响。所得实验数据可为镜片热形变的理论分析提供参考。

在激光阵列相干合成中, 由于相位噪声的影响和相位控制系统带宽的限制, 相位控制残差无法避免。文中从理论上推导了存在相位残差时激光阵列相干合成中远场光强分布, 并结合光束传输因子BPF(beam propagation factor)作为合成效果的评价标准, 分析了相位残差对相干合成的影响。

白天恒星探测最大的困难在于过强的背景辐射, 全天时近红外多视场探测系统将三个参数相同的探测器刚性固连在探测平台上, 同时进行恒星探测。结合中国地理位置, 分析了白天近红外波段三个探测视场内的恒星——背景对比度随太阳天顶角、平台方位角、平台x方向俯仰角, 平台y方向俯仰角及平台高度的变化情况。结果表明, 随太阳天顶角的变化, 对比度近似指数增长; 随平台方位角的变化, 对比度呈正态分布变化; 当平台有一定的倾角时, 对比度变化都很低且变化范围不大, 但三个视场间相差较大(相差1.5~20倍不等); 随着平台高度的变化, 对比度呈指数变化明显增大; 为星等修正研究奠定较好的基础。

偏振成像技术是近年来国内外成像技术研究的重点, 具有重要的应用价值。概述了红外偏振成像系统原理、组成及其特点, 介绍了该技术国内外的研究概况, 重点分析了中波/长波红外偏振成像装置以及红外偏振成像技术在人工目标识别上潜在的优势。最后对红外偏振成像技术的未来发展趋势进行了展望。

针对“毒刺”导引头双色探测系统, 介绍了玫瑰扫描原理, 分析目标探测与识别方法, 建立了目标探测与识别模型。讨论非重叠图像扫描信息转化为二维图像的过程, 提出了重叠图像映射方法及目标识别方法的应用策略。最后基于VC建立仿真平台, 并结合红外弹的数学模型分别验证在红外弹投放瞬间, 目标与红外弹分离时玫瑰扫描结果及目标识别应用策略。

受多种因素的影响, 通常获得的红外图像信噪比低、对比度差, 为目标的提取带来一定的困难。在分析弱小目标方向梯度的基础上, 结合形态学算法, 提出一种新的红外弱小目标检测算法。首先在待检测点四邻域方向上选取4个参考点, 根据该方向待检测点与参考点之间的多级梯度特征, 确定出潜在目标; 然后利用结构元可调节的特性, 选择合适的结构元素, 通过形态学处理, 剔除噪声点并最终确定出目标。实验表明, 该算法计算简单, 无需预测背景, 可在低信噪比图像中有效检测弱小目标。

对ROF(radio over fiber, 光载射频)系统在应用过程中的调制方式进行了分析, 同时通过一系列实验证明单边带调制更适合应用于ROF系统的通信过程。因此, 基于闪耀光纤光栅(TFBG, tilted fiber bragg grating)的复耦合模理论对光栅的谱的性能进行了分析和实验, 不难发现, 经过对TFBG进行特定的设计后, 可以将TFBG应用于ROF系统中对双边带信号进行反射或者透射实现单边带调制, 这样既减少了输出振幅随着距离的周期性变化, 也提高了信号的传输效率和接收灵敏度。

研究了1.16 mm GaN基蓝光芯片的垂直封装结构LED和倒装封装结构LED在驱动电流达到和超过工作电流350 mA的发光特性和变化趋势。随着驱动电流的逐渐增大, 与垂直结构LED相比, 倒装结构LED光通量的饱和电流值增加350 mA, 在1 200 mA电流时的光通量高出25.9%, 色温的异常电流值增加了400 mA, 发光效率平均提高8l m/W。实验结果表明, 倒装结构LED具有更高的抗大电流冲击稳定性和光输出性能, 可有效提高LED在实际应用中使用寿命。

论述了一种表面散射特性实时光学检测的光纤传感器。采用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源, 对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明, 采用多波长的复合光源激光光纤传感器能有效地减小测量的非系统误差, 从而极大地提高了其测量精度; 此外, 波长越短, 粗糙度越大, 散射越复杂。

提出了一种智能车设计, 该智能车设计采用飞思卡尔K60 MCU为核心处理器件, 通过CMOS 摄像头获取跑道路径并配置主动蓝光照明系统辅助照明, 实现精确导航。智能车行走时, 该智能车配备的激光检测模块实现对跑道两旁红色中华铅笔的数量测量以及智能车行驶过程中进出隧道的检测。而光电编码器的反馈信号既可经PID算法控制智能车的行驶速度, 同时在隧道里也可凭此计算出隧道长度。实验结果表明, 该智能车设计合理、电路稳定, 可快速平稳行驶和准确测量, 在智能车测量应用方面具有重要意义。

三角形光脉冲在时域范围内具有前后沿恒定变化特性, 使得其在全光信息处理领域获得了广泛应用。主要针对目前国内外提出的两类三角形光脉冲产生方法: (1)电光法; (2)全光法, 简单介绍了几种具体的获得稳定三角形光脉冲串的方法, 从所产生三角形脉冲的重复频率、脉冲宽度以及系统稳定性、实验优缺点等方面进行分类比较, 并重点介绍了一种利用连续波光调制结合色散所致功率衰落的脉冲生成方法。

设计了一种基于太阳能自动跟踪的可逆变无线充电系统。系统实时自动追踪太阳光线保持接收能量始终最大, 并且将能量经逆变器和无线充电模块给电器进行充电。系统的双轴跟踪策略实现了对太阳能的高效利用, 无线充电模块是对新型充电方式的一种新的探索。实验表明, 四象限光电探测器可以实时准确地检测出当前太阳光线角度, 双轴机械结构可以迅速地驱动太阳能电池板运动至指定位置, 逆变器最大输出功率达到1 000 W, 无线充电模块可以快速高效地对小功率电器进行无线充电。

固态光电倍增管(SSPM)作为一种新型的光电探测器件, 具有广泛的应用。研究并设计了固态光电倍增管的外围电路、前置放大电路和电源电路。应用软件仿真验证了放大电路的可行性, 优化了反馈电容参数, 使电路性能达到最佳。为实现设计的小型化和简洁化, 设计并制作了电源电路, 实验结果表明, 输出电压均值为30.4 V, 满足设计要求。

综述了手机实现红外遥控方法的最新研究进展。从红外传感器的配套使用、信号调制与解调、编码与解码、红外传输协议四个环节展开, 简要介绍了红外遥控系统的原理; 在对实现手机红外遥控的方法进行分类的基础上, 重点阐述了各方法的最新研究进展及分析各实现方案的优缺点, 最后对其应用及发展前景进行了展望。

实现了某特殊垫圈低温磨损试验平台的机械结构设计, 完成了以PLC为核心的控制系统硬件以及基于Visual C++ 6.0的上位机控制软件设计。通过实验, 获取了关于该零件实验数据, 并用最小二乘法拟合得到了垫圈磨损曲线: y=-8×10-6x+2.735 1(其中, x为摆动次数; y为垫圈的厚度), 曲线斜率k=-8×10-6, 磨损速率为: μ=0.08 mm/万次。

针对以往散热管道散热效率不高的情况, 利用Solidworks建立散热管道的三维模型, 并在模型外施加实际试验条件下设定的边界条件, 再通过ANSYS的热流耦合模块对管道模型进行有限元分析, 得出在特定散热管道尺寸条件下的散热器出口温度。调整管道尺寸, 得到新的出口温度。通过多次调整管道尺寸, 得到出口温度的数据组。最后根据分析所得的数据组, 采用对分法调整管道尺寸, 实现了散热管道尺寸优化的预期目标, 为今后类似尺寸的优化设计提供了参考。

过高的工作温度会直接降低LED使用寿命, 并且会影响其发光强度以及发光效率, 导致大尺寸LED背光源光学性能大幅下降。从侧边式LED背光源模组的角度出发, 设计并采用IcePak软件仿真散热铝挤的宽度和厚度对背光模组温度的影响, 最终给出了适用于大尺寸LED背光模组的散热结构。结果表明, 随着铝挤的长度或厚度的增加, LED Bar的温度都会减少, 取铝挤长度为200 mm, 厚度为2 mm, 此时LED Bar的温度为69.4 ℃, 小于70 ℃, 符合设计要求且成本最低。进一步测量对应样机的LED Bar温度, 其最高温度为69.7 ℃, 与仿真实验结果非常接近。该结构制造工艺较为简单、成本低廉, 并且符合背光模组轻薄化的要求, 具有一定的市场价值。