铜蒸汽激光器是一种典型的共振亚稳跃迁激光,通常认为其激光脉冲出现于电流脉冲的前沿.实验研究表明,钙离子激光脉冲在各种条件下始终在电流脉冲的前沿,而对于CuBr激光,其脉冲的延时时间与工作温度有关.由于工作物质铜原子是通过分解CuBr成为铜离子,再由铜离子复合成铜原子,故工作温度较低时,复合系数较大,造成激光脉冲的延时时间变长,而当工作温度较高时,复合系数变小,使激光脉冲提前.

对地观测激光扫描成像直接利用激光回波信息生成目标的灰度像,进行目标分类识别,因此,需要研究并建立激光回波特征与地面目标特征之间的关系模型.运用对地观测激光成像原理试验系统的实验结果分析了地面目标的脉冲激光回波的功率与波形等主要特征,探讨了目标后向散射率特性.通过机载信息获取与数据处理得到了由激光回波生成的局部区域灰度像,并且与被动红外成像结果的比较初步得到了地面目标与其激光回波特征之间的关系,从而为地面目标的激光三维成像与分类识别提供了部分技术支持.

介绍了脉冲激光测距的工作原理,分析了脉冲激光测距存在的问题,在此基础上提出了激光多周期测距方法,即用接收到的回波信号驱动发射激光主波脉冲,从而形成振荡,通过测量多个周期内的时间积累后取平均而计算距离的一种方法.阐述该方法的基本工作原理,并就提高测量精度的方法和影响因素进行了分析.给出了实现该方法的系统组成框图,分析了提高其精度的关键技术，实验证明该方汉是一种成本低、测量速度快、精度高的短距离测距新方法。

介绍了一种采用斜光学三角形测量结构和基于虚拟精密测量基准的太阳帆板平面度无接触测量系统及其误差补偿方法.提出的虚拟精密基准的建模与误差补偿技术,解决了在非精密基准上实现精密测量的问题,研制的系统利用现有平台可实现对太阳帆板平面度的高精度测量.测量结果表明,系统对面积为2581mm×1755mm太阳帆板的平面度测量精度达0.02mm(rms).

光电判读仪是试验靶场光电经纬仪的数据处理配套设备,主要是对经纬仪测角原码数值进行解译,其介质是经纬仪所拍摄的测量胶片,原始数据以点阵形式存在,光电判读仪点阵数据采集原有的方法是经光电转换将胶片的点阵变为脉冲信号,然后进行整形、放大、压缩,最后以查询的方式对点阵脉冲进行采集识别,当脉冲宽度不一致时,误码率极高.提出了通过改变点阵采集方式,在计算机允许的时间范围内,利用重心法对压缩后的点阵脉冲进行全程采集的方法,此方法在脉冲宽度不一致时,仍能正常识别,从而提高了点阵的识别能力,降低了误码率.

到达地球表面的天体红外辐射由地球表面的红外"窗口"形成一个特殊的波段.因为大气层的折射,天体红外辐射信号的传播路径为曲线,即天文观测中的蒙气差现象.利用天文观测进行舰船定位,历来倍受各国重视.由于可见光波段极易受到大气云雾的遮挡,无法实现"全天候"天文观测,红外天文观测定位便受到关注.对天体的红外观测能确定天体在天球上的位置,或通过观测红外天体进行天文定位时,须考虑大气对红外波段的折射影响,文中提出了观测天体红外信息的蒙气差ρ的理论计算和修正方法,具有一定的实用性.

介绍了几种为远距离红外蒸汽信号监测开发的分类器设计,频域数字滤波,时域数字滤波等数字信号处理技术.对线性分类器、分段线性分类器和神经网络分类器等在红外化学遥感系统中的应用做了初步的探讨.对背景扣除技术、频域数字滤波技术、数字滤波的切趾方法等做了简要的描述.阐述了时域滤波技术的基本原理及实际应用.展望了红外化学遥感数字信号处理算法的研究前景.

介绍了红外定量诊断对热设备内部运行状态进行监测的理论依据和方法.将红外测试技术与确定热设备内部温度分布的导热反问题结合起来,通过对空间离散化,用有限差分法,给出了获取计算设备内部温度分布空间步进迭代公式的通用步骤,计算了设备内部各点温度的具体数值,从而实现对热设备内部运行状态的监测,并以方形设备内的稳态热过程为例,阐述了该方法的实现.

不规则三角格网表示以其优越的性能在地形高度场数据的简化中得到了广泛应用.在不规则三角格网生成的过程中,插入点的选取是关系到最终简化后的地形逼近质量好坏的关键。由于通常将在每一个点上计算行到的重要性测度作为插入点选取的依据，因此重要性测度准则的选取成为研究的重点。文中在对传统重要性测度计算方法的性能比较和分析基础上，提出了一种基于局部熵的重要必测度计算准则。实验结果表明，基于局部熵准则的插入点选取方法在各项性能上均优于传统的方法，并且有效地克服了以往方法中的“短视性”问题。

讨论了小波变换及其基本性质,探讨基于小波变换模最大值沿尺度演变的信号突变检测的基本原理与方法,在不同尺度上分析和处理信号的各种频率分量,使信号的奇点、突变点放大,提高信号的分辨率、信噪比.研究小波分析在机械工程信号处理中的应用,提出通过二进小波变换检测信号奇异点的实用技术.利用介绍的模极大值多尺度小波变换的方法,较有效地检测出滚动轴承故障发生的起始点,对在线故障诊断进行了有益的探索.

在传统的基于模板匹配的跟踪方法中,均是给定一个模板,然后从图像中各个位置取出一个个与模板大小一致的区域进行相似性度量,找出与模板距离最小的一个区域作为当前模板,以便进行下一步的匹配跟踪工作.在景象匹配和相关跟踪过程中,由于所面临的大多数是变化的场景,实时获取的图像与预存模板之间存在比较大的差异,传统相关匹配方法的应用就会受到限制;而且在跟踪过程中,随时更新模板会造成跟踪性能对扰动过分敏感,从而产生漂移.首先拍摄目标不同角度的图像(尽可能包含目标可能出现的所有情况),构成目标图像训练集合,抽取出特征矩阵,对它进行奇异值分解,构成一个关于目标的多维空间.然后再用匹配方法在全局范围搜索,找出目标的大致位置,并利用收敛方法在确定的大致位置内进行搜索,确定目标的仿射变换参数,从而得到一个目标位置的确切描述.

在红外图像中微弱小目标的检测一直是研究的重点和难点.文中介绍一种利用形态学的Top-hat算子检测方法,主要步骤是先对图像进行滤波,然后依据目标运动的连续性进行目标检测,并对检测所得的目标特性进行分析.实验表明,该检测方法十分有效,并且还发现图像序列中小目标的灰度和质心位置变化是有规律的,它可提高检测的准确性.

由于基于能量积累的各种算法对预检测的目标漏检和噪声密度都比较敏感,所以要求预检测在注重目标检出率的同时应尽量减小虚警.例如当噪声密度大于3%时高阶相关法检测性能大幅下降,Hough变换法在噪声密度较大时不但性能下降,而且运算量也增加很多.基于此,对能量积累算法提出了多帧移位累加自适应门限的检测法.

由于遥感图像一般带有较大的噪声,通过实验表明,用传统的边缘检测方法效果不理想.采用小波方向性检测技术并结合数学形态学的方法,提出了一种基于小波变换和小尺度的数学形态学的遥感图像边缘检测方法.实验表明本算法计算有效,边缘定位准确,对噪声有一定的抑制作用,边缘检测效果明显.

红外与可见光传感器是目标跟踪识别系统中常用的两种传感器,对这两种传感器图像进行有效的融合能大大提高探测识别的准确性和可靠性.快速准确地实现图像配准是图像融合的前提,为此提出了一种基于小波变换的快速算法,有利于实时准确地实现图像配准.

分析了双向反射分布函数、试验数据经验拟合公式、OpenGL中的Phong公式等几种目标表面材料面元的光学反射特征模型之间的差异.应用面元的双向反射分布函数推导出在阳光、天地背景光照下材料表面的反射光强分布函数的简化公式,讨论了OpenGL简化模型对光学特征仿真的影响.基于OpenGL系统,提出了3D模型建立途径和材料光学参数的选取方法,对复杂形体光学特征仿真中阴影和天地背景光目标照明的实现提出了相应的OpenGL算法,并给出仿真结果.

基于系统的功能需求,介绍了一种激光制导炸弹导引头半实物仿真系统的构建方案.整个系统由光学模拟系统、弹体姿态模拟系统、仿真计算机系统、集成控制和接口通讯、显示监控系统以及总控制台组成.其中,光学模拟系统包括漫反射屏、目标模拟器、干扰模拟器和背景模拟器,而三轴转台是弹体姿态模拟系统的主要部件.对各子系统的需求进行了分析,并介绍了其具体的构造方案.

增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实世界中的一种技术.实现虚拟信息与真实景象的正确匹配或有机结合是每个增强现实实用系统都必须完成的一项重要任务,它的具体实现依赖于计算机硬件和软件系统的相互配合及协调.在对基于位置跟踪和相机定标技术的传统虚实注册技术分析的基础上,讨论了仿射变换在增强现实中的应用,并提出了在全局仿射坐标系下获取像素相对深度参数的一种新方法.

分布式光纤温度传感器系统实质上是分布光纤喇曼光子传感系统(DOFTSS),它是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的光纤传感系统,具有自标定、自校准和自检测功能.对光纤测温系统的基本结构和基本原理进行了说明,介绍了分布光纤喇曼光子传感系统基准值、定标和直线拟合算法的实现,通过RS232和光纤测温系统串行通讯实现了系统状态的设置和显示,并组成了火灾预测和报警系统,对硬件结构的实现和软件流程进行了说明.

概述了红外/毫米波多模寻的系统的主要技术特点,对多谱段头罩的选材、外形与厚度的设计进行了计算与理论分析;探讨了适宜于多模导引头的多种类型稳定位标器和复合天线系统方案;重点对红外/毫米波融合处理器系统进行了研究,针对红外、毫米波探测系统的输出信息,确定了多模寻的系统的融合层次与融合准则.

可编程逻辑器件一般用于完成数字电路的功能.对用可编程逻辑器件技术实现模拟集成电路的功能进行了探讨,研究了实现单稳态触发器脉冲宽度控制的两种方法:用外接RC的单稳态触发器;用外部信号控制脉宽.实验结果表明在全数字电路的基础上,用可编程逻辑器件实现的单稳态触发器脉宽控制能有效地实现激光引信电路系统小型化,提高电路的可靠性.

自1995年Epstein实现了光与热的制冷效应的历史性突破以来,由于该制冷方法具有全光性的独特优点,同时制备的制冷器具有无振动和噪声、无电磁辐射、体积小、质量轻、可靠性高等特点,因此反斯托克斯荧光制冷器在**、航天卫星、微电子、低温物理与工程等领域具有非常诱人的应用前景.首先介绍了该制冷方式的发展历史、研究现状和激光制冷的研制水平;其次运用热力学基本定律对反斯托克斯荧光制冷过程中的能量转换关系及转换深度着重进行了分析,得出了这一过程的最大热力学效率的计算公式,为设计激光制冷器提供了热力学限制上??最后对激光制冷的应用前景和问题进行了分析.