提出一种用于声波方向检测的弱反射光纤布拉格光栅(WFBG)分布式传感器,并进行了实验验证。将两个相邻WFBG间的分布式传感光纤用于检测声波振动信号。两段传感光纤解调的信号相位差对应于声波到达的时间差,再由时间差计算得到声波方向。一段长50 m的传感光纤环放置于振动液柱内,测得其平均声压灵敏度为-155.10 dB(re rad/μPa);两段50 m的传感光纤分布放置在木地板上用于接收正弦声波,探测方向的均方根误差为1.35°。理论推导和实验结果表明,这种分布式传感器能够实现对声波方向的检测,与传统基底缠绕光纤结构相比尺寸超细,有望搭载在水下无人航行器上,实现对水下发声目标的探测。

随着我国交通服务行业的发展, 火车票票面信息的自动化识别已经成为提升铁路服务效率的重要手段, 针对票面信息识别系统中获取火车票方向不一致的问题, 本文提出了一种基于特征区域聚类下Radon变换的方向检测算法。首先, 算法通过k均值聚类对火车票图像进行聚类分块, 消除复杂背景的干扰, 提取到火车票信息区域; 然后, 通过数字形态学闭运算结合图像块操作保留能够反映火车票位置信息的图像方向特征区域; 最后, 利用改进的Radon变换检测出火车票的倾斜角度。实验结果表明: 该算法的矫正正确率为97.8%, 矫正的时间为16.79 s; 该算法能够消除图像复杂背景、方向特征区域领域像素点对方向检测的干扰, 能够对全角度任意方向的火车票图像进行方向检测, 具有较高的实用价值。

为了有效减弱高动态环境对图像采集的干扰，利用模糊图像的频谱特性，提出了一种适合不同模糊尺度的运动模糊方向估计方法。该方法对比不同模糊尺度图像频谱中心亮条纹边缘特征的差别，通过计算其曲率半径实现不同模糊尺度图像的量化鉴别，在确定图像模糊尺度的大小之后，分别利用倒频谱、二次傅氏变换对模糊图像频谱中心亮线特征进行提取，考虑图像高宽比、中心十字亮线的不利影响，在二值化处理的基础上剔除十字亮线，通过亮线特征点直线拟合完成模糊方向估计。实验结果表明，该算法能够有效鉴别不同模糊尺度的运动模糊方向，估计精度较其他同类算法更高，相对误差率均小于0.02。

An interferometer based optical sensor for displacement measurement is reported. This method requires quite simple signal processing as well as least electronic components. Referring to this technique, two photodiodes spatially shifted by 90 degrees were used. The output of photodiodes was converted into rectangular signals which were extracted in LabVIEW using the data acquisition card without using an analog to digital converters (ADC). We have also processed the signals in C++ after acquiring via parallel port. A Michelson interferometer configuration was used to produce linear fringes for the detection of displacements. The displacement less than 100 nm could be measured using this technique.

A Michelson interferometer based sensor, to monitor the displacement and vibration of a surface, is presented. The interference signals detected in quadrature are processed using analog electronics to find the direction of the motion of a vibrating surface in real-time. The complete instrumentation and signal processing are implemented for the interpretation of the amplitude as well as positive and negative excursion of the vibration cycles. This new technique is simpler as compared to the techniques commonly used in the interferometer based vibration sensors. Using this technique, we have measured mechanical vibrations having a magnitude of the order of nanometers and frequency in the range of 50 Hz to 500 Hz. By making small changes in the electronic circuit, the technique can be implemented for the extended range of the vibration frequencies and amplitude.

扇形滤波器在图像的方向检测中是非常重要的.本文基于极傅里叶变换和一个楔形滤波器,设计出具有任意方向的二维扇形滤波器.首先，楔形滤波器被变换到极傅里叶域，再利用极傅里叶变换的旋转特性，楔形滤波器可以通过将其极傅里叶变换沿着水平方向进行移动来实现旋转,得到一系列具有任意方向导向的扇形滤波器，它们能够检测图像中所包含的任意方向信息.由于整个设计过程不涉及二维优化，因此所提出的设计方法具有设计简单的优点.为了验证扇形滤波器的方向敏感性，将所设计的扇形滤波器应用于图像的纹理方向检测,结果表明，具有任意方向的扇形滤波器在图像纹理方向检测中具有很大的潜能.

为了探测敌方激光的来袭方向，开发了一种激光脉冲方向告警系统。该系统由光学模块、信号处理模块和显示模块组成，其探测范围为水平方向0°~360°，垂直方向0°~90°，角度分辨率30°，识别出波长为0.85，1.06和1.54 μm，脉宽不小于10 ns的激光脉冲，探测功率密度下限为1 mW/cm2，其探测概率达到98%以上，并可实时报警。与同类装置比较，该系统角度分辨率进一步提高，探测功率下限满足了实际探测距离为5~10 km的探测需求。

为了实现在大视场范围内任意激光方向的探测,同时保证结构稳定、响应快和成本低等优点,设计了基于二维交叠掩膜编码方法的激光方向探测方法。整个激光方向探测系统采用6个平窗型探测器,设计了使水平面上二维分开的掩膜方式,利用掩膜与探测的角度、距离关系可以计算二维交叠的探测区域,从而实现激光方向的探测。实验表明,由6个探测器组成的二维交叠探测区域可以将整个上半平面分为最小识别角度为30°的36个区域。经探测器倾斜照射实验可知,在入射激光最倾斜的条件下探测器响应电压为40 mV,大于噪声产生电压1倍以上,可以有效探测并识别激光方向,探测视场为18°-162°之间旋转的空域。