1 陆军工程大学, 石家庄 050000
2 哈尔滨工业大学, 哈尔滨 150000
针对磁信标产生的超低频磁场定位中磁信标磁场中心难以标定的问题, 提出了一种基于磁偶极子磁感应强度分布特征的高精度磁信标标定方法。为描述磁信标在空间中任意位置产生的磁场分布情况, 建立磁信标的等效磁偶极子模型, 通过磁感应强度不同方向的分量与位置关系解算出磁信标线圈磁场的中心位置, 利用自适应指数平滑算法减弱自身波动对磁感应信号的影响, 实现对磁信标磁场中心的高精度标定。对标定方法进行有限元仿真, 仿真结果显示, 使用磁感应强度分布特征对磁场中心的标定精度在毫米级别, 通过对标定前后定位精度的对比发现, 标定后的磁信标定位精度得到有效提高。
磁信标 磁偶极子 磁场标定 自适应平滑 magnetic beacon magnetic dipole magnetic field calibration adaptive smoothing
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
Based on the pulse-shaping unit in the front end of high-power laser facilities, we propose a new hybrid scheme in a closed-loop control system including wavelet threshold denoising for pretreatment and a first derivative adaptive smoothing filter for smooth pulse recovery, so as to effectively restrain the influence of electrical noise and FM-to-AM modulation in the time–power curve, and enhance the calibration accuracy of the pulse shape in the feedback control system. The related simulation and experiment results show that the proposed scheme can obtain a better shaping effect on the high-contrast temporal shape in comparison with the cumulative average algorithm and orthogonal matching pursuit algorithm combined with a traditional smoothing filter. The implementation of the hybrid scheme mechanism increased the signal-to-noise ratio of the laser pulse from about 11 dB to 30 dB, and the filtered pulse is smooth without modulation, with smoothness of about 98.8%.
first derivative adaptive smoothing filter recovery of smooth pulse signal-to-noise ratio wavelet threshold denoising High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(2): 02000e15
为了抑制激光测距仪采集3维距离图像的噪声与畸变, 提出了一种各向异性自适应平滑去噪方法。该方法集成了随机信号处理和尺度空间表述技术, 根据邻域点构建特征估计模型, 对距离图像中局部区域内测量点间的流形拓扑关系进行预测, 并利用无嗅采样技术计算原始图像和估计模型间的马氏距离作为相似性测度构建卷积滤波核, 实现三维距离图像各向异性扩散平滑去噪。通过该方法能够有效抑制原始图像发生的变形或偏移, 在抑制噪声的同时突出主要特征。试验结果表明: 在噪声方差为4.0×10-4 m2时, 经自适应平滑处理后的图像的峰值信噪比增益达16.41 dB, 均方误差减小66.16%。本文方法能够有效提高三维距离图像的质量, 为基于激光测距仪的三维环境感知与测量建模提供技术支撑。
三维距离图像 自适应滤波 各向异性扩散 无嗅采样 激光测距仪 three-dimensional range image adaptive smoothing anisotropic diffusion unscented sampling laser rangefinder 光学 精密工程
2019, 27(12): 2693
中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
头盔显示器在现代空战技术中发挥越来越重要的作用, 新型双目数字式头盔显示器具备更广的视场范围和更高的分辨率, 更加适用于飞行和作战需求。但其光学系统的离轴角度更大, 画面畸变情况更为严重, 现有的单目数字图像畸变校正技术并不能完全适应和满足。设计应用于双目数字式头盔显示器的双目数字图像实时预畸变校正系统, 提出双目空间索引坐标逐像素交叉存储、DDR3优化存储的方案, 并采用适应性平滑滤波解决经过畸变校正系统显示图形边缘锯齿感较强的问题, 实现了小型化、低功耗的实时畸变校正系统。
双目数字式头盔显示器 畸变校正 实时校正 适应性平滤波 bincular digital HMD distortion corretion real-time correction adaptive smoothing filter
上海大学 CIMS及机器人研究所，上海 200072
为了提取含有噪声的激光扫描距离图像中的特征，提出了一种多尺度自适应滤波方法。该方法由特征估计和多尺度滤波两部分组成。利用无嗅卡尔曼滤波器构建自适应特征估计器，估计扫描点间的几何拓扑关系，并用估计过程中所获得的Mahalanobis距离构建扩散滤波核，对原始距离像进行多尺度滤波处理。为了能够仅依靠单一模型实现对环境中不同几何元素的有效估计，介绍了一种根据距离像局部特性进行自适应调整的曲线估计模型。试验结果表明，在噪声方差为2.25×10-4 m2时，经自适应滤波处理后的图像的最高峰值信噪比增益达10.55 dB，均方误差减小58.24%。与基于固定模型的滤波相比，本文所述自适应模型滤波法能够使特征提取的正确率提高10%，而时间消耗减少55%。
自适应滤波 特征估计 尺度空间 无嗅卡尔曼滤波器 激光测距仪 adaptive smoothing feature estimation scale space UKF laser rangefinder
