华中光电技术研究所- 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
基于延迟积分(Time Delay Integration, TDI)机制的长波红外热像仪在**、航空、航天领域应用广泛, 通过光学扫描, 能够同时实现大的成像视场和较高的空间分辨率。基于TDI机制的长波红外热像仪的探测器采用TDI工作模式。由于TDI与光学扫描之间匹配精度的问题, 在对景物成像时, 景物的边缘常常存在参差不齐的锯齿状现象, 影响目标提取和识别, 降低了图像的观感。分析了因扫描视场和光学视场不匹配导致景物图像产生锯齿的现象, 提出了一种将探测器上像元分布的空间物理间隔转换为时间延迟的锯齿消除方法。时间换空间的方法能有效消除景物图像锯齿, 真实还原小目标边缘的细节, 大大提升了图像的观感, 该方法已广泛应用于红外搜索跟踪(IRST)系统、红外光电系统等装备。
延迟积分 扫描 匹配 锯齿 中心距 焦距 TDI scanning matching sawtooth center distance focal length
光子学报
2021, 50(10): 1030003
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种高效快速的光谱采集手段, 可应用于各类物质的元素分析工作中。 线性判别分析(LDA)与支持向量机(SVM)是化学计量学中两种常用的有监督算法, 均通过对已知不同种类的样本数据进行学习建模, 进而实现对未知类别数据的归类。 为了实现LIBS技术对有机物的高准确率识别, 将这两种算法应用到LIBS光谱数据的分类中。 实验利用波长为1 064 nm的纳秒激光烧蚀女贞、 珊瑚树、 竹子三种植物的叶片, 并采集每种树叶220~432 nm波段的100组光谱数据。 通过对300组样本的原始光谱数据进行主成分提取, 由第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的得分图得出三种植物光谱的相似度非常高。 然后, 利用每种叶片70组样本的光谱数据作为训练集建模, 其余30组光谱数据作为测试集来进行树叶种类的预测识别。 将PCA对原始光谱数据提取得到的前20个主成分作为LDA与SVM建模的属性值。 对于LDA算法, 将属性值分析后得到前两个判别函数值, 通过聚类分析发现不同种类的植物叶片光谱数据在空间上的分离效果较好, 同一种类基本聚集在一起。 再借助马氏距离可得到测试集的平均分类正确率为96.67%。 与此类似, 使用SVM方法对训练集样本的数据进行学习得到分类超平面, 对测试集的平均分类正确率达到98.9%。 研究结果表明, 经过PCA对数据的预处理, 再结合LDA, SVM这两种方法可实现LIBS技术应用于复杂有机物的快速准确分类, 并且PCA与SVM结合的分类正确率更高。 该方法可在食品快速溯源、 生物组织原位鉴别、 有机爆炸物远程分析等领域应用。
激光诱导击穿光谱 植物叶片 主成分分析 线性判别分析 支持向量机 Laser induced breakdown spectroscopy Plant leaves Principal component analysis Linear discriminant analysis Support vector machine
华中光电技术研究所-武汉光电国家实验室，湖北 武汉 430223
为实现扫描振镜驱动电路的自主化，使其具有维修性和互换性，对高速扫描振镜的伺服控制理论进行了研究，并对反射镜进行了ANSYS有限元谐响应分析。在理论研究和仿真的基础上，完成伺服控制电路设计，其设计仿真结果可满足热像仪的应用需求。与国外同类扫描伺服控制电路性能进行了对比测试，响应时间小于2 ms，跟随稳定。测试结果表明，自主设计的扫描振镜伺服控制电路性能能够达到热像仪的使用要求。
振镜 扫描 伺服电路 控制系统 热像仪 galvanometer: scan: servo circuit: control system:
