构建了快速反射镜静动态性能测试系统, 对系统组成和测试方法进行了描述。对系统的重要组成部分扰动快反镜进行了较详细的设计, 并对其非线性误差修正方法加以说明。定量分析了系统误差的来源, 通过系统设计可消除系统误差的影响。

线阵CCD配合转台使用, 实现周向图像采集是一种常见方式, 具有扫描范围大、分辨率高的优点, 但也存在刷新率低的短板。采用两个线阵CCD同时扫描方式可有效提高刷新率, 但对图像一致性又带来较高要求。影响双线阵CCD图像一致性的因素主要包括CCD成像非均匀性、图像视场配准程度和图像灰度匹配性, 文中围绕双线阵CCD图像灰度匹配性, 提出了一种图像灰度匹配的在线校正方法, 重点解决转台承载的双线阵CCD光圈实时调整问题, 并通过实验验证了此方法的可行性, 可在工程中普及应用。

对于探测光谱特征, 需要设计多光谱波段的光学镜头。根据设计需求, 设计了一个基于声光可调滤波器选通晶体的多光谱镜头, 该镜头采用变焦设计, 以适应不同场景分辨率的使用要求, 同时在设计的过程中, 采用分段设计, 对系统的出瞳和入瞳进行了优化匹配, 并校正了色差, 以及绘制出变焦曲线, 为后期系统变焦制动方案提供了依据。

液晶空间光调制器是改善空间光束质量的有效方法,提出了一种空间光强度整形迭代算法。在复杂结构的激光系统中, 利用前级小口径液晶空间光调制器的主动控制光束振幅的方法, 补偿了后级激光系统的50 m传输距离的空间不均匀性, 实现了系统末级近场分布均匀激光输出。实验结果表明, 液晶空间光调制器能很好的改善近场光束质量, 整形输出光束通量调制度达到1.26:1, 通量对比度达到5.1%, 光束边缘软化因子为8.1%, 与目标光斑的近场相似度达到99.83%。

通过研究飞秒激光在空气中形成等离子体通道的导电特性, 提出一种获得长寿命、长距离的等离子体通道的实验方法。研究结果表明, 采用飞秒激光脉冲序列电离大气有望获得长寿命、长距离的导电通道, 从而为激光等离子体通道诱导放电技术的发展奠定理论和技术基础。

近年来, 随着LCD显示技术的发展, 多基色LCD显示技术是未来发展的方向。三基色LCD的缺点以及多基色解决方案被越来越多地提及, 四基色显示器已经有产品上市。现在五基色显示技术已经被提出来, 但关于五基色LCD显示技术研究和文献较少。五基色是在原来RGB三基色的基础上增加青基色(505 nm)和黄基色(580 nm), 增大了LCD的显示色域。多基色将会是未来显示行业的发展方向。用分光光度计测试不同电压驱动下正性TN-LCD五基色电光特性, 分析其五基色阈值特性, 为以后多基色LCD显示技术的驱动参数选取提供一定依据。

针对强反射金属表面物体的三维形貌测量问题, 在传统光照度BRDF模型的基础上, 详细研究了适合金属表面的Cook-Torrance反射模型, 并结合菲涅尔公式对金属表面相变特性进行了分析。以常见几种金属可见光范围内的复折射率为例, 对模型进行数值仿真, 得出常见金属在不同波长下的镜面反射率和相移特性曲线, 为金属表面物体的三维形貌测量等应用提供理论基础和方法指导。

红外和微光图像各具特点, 红外图像显示热目标, 受照明条件与恶劣天气的影响较小, 但红外图像对比度较低, 目标细节的反映能力较差, 成像效果不符合人眼视觉习惯。微光图像具有图像清晰、层次丰富、符合人眼的视觉习惯等特点, 但受照明条件和天气影响较大。将微光图像与红外图像融合, 二者优势互补, 有利于提高光电系统的探测侦察能力。红外和微光图像融合过程分为图像配准和图像融合两个步骤, 文中图像配准采用基于标定图像的配准方法, 图像配准精确, 图像融合采用主成分分析法, 融合后的图像细节显示更为丰富。

由于红外测量传感器具有感应范围宽, 有效信息范围窄的特点, 导致常规灰度变换方法损失目标有效信息, 转换后的图像对比度低, 图像质量较差。针对此问题, 采用反向直方图理论, 根据红外测量图像的灰度分布特性及处理要求, 提出了一种利用反向直方图理论, 进行红外序列测量图像灰度变换的方法。根据目标灰度变化趋势, 扩展了目标灰度范围, 压缩了背景及噪声的灰度级别, 取得了良好的视觉效果。实验结果表明, 该方法能够在增强目标图像细节的同时, 完整的保留了图像背景信息, 图像不失真。

针对传统的线结构光扫描法无法获得水下目标彩色信息的问题, 提出了一种RGB激光扫描方法, 设计了水下目标三维扫描系统。采用RGB三基色激光合并成一束白光线光源, 经过标定板标定后, 对水下目标进行扫描。CCD相机采集目标彩色信息, 通过计算机算法, 实现了水下目标的三维重建并复原了目标的彩色信息。重建结果表明, 水下目标颜色再现真实准确, 此方法计算量小、扫描速度快、效率高, 可以实时获取并重建水下目标的彩色三维信息。

直接数字合成(DDS, direct digital synthesizer)是一种把一系列数字信号通过D/A转换器转换成模拟信号的数字合成技术。DDS函数信号设计由相位累加器、波形存储器、D/A转换器和低通滤波器构成。FPGA完成相位累加和波形存储器设计, 输出数字序列, 经过D/A转换器和低通滤波后, 产生模拟信号。使用示波器显示验证, 将波形频率上限为5 KHz的单片机电路提升为20 KHz, 并提高信号精度。本方案进行了大量实验验证, 可以广泛应用于可编程片上系统。

被动式静电探测设备通过探测空中运动目标周围的静电场, 获取目标的有关信息, 具有结构简单、隐蔽性强、抗干扰性好及反隐身的优点。基于静电探测理论的电场探测系统通过探测空中目标周围的静电场, 得到目标的信息, 通过阵列式摆放静电探测设备, 还可对空中目标的方位进行近似推算。文中开展了对空中运动物体静电信号的特性分析, 确定了静电探测的方法, 并进行了信号检测电路的原理设计, 最终通过计算仿真对静电探测器探测效果进行了验证。

变频器的参数设定在调试过程中十分重要, 尤其是变频器的功率等级参数更为重要, 如果功率参数设置不当, 就有可能造成设备损坏。传统的功率参数设置都是由人工手动设置的, 出错的概率较高。介绍了一种全新的变频器功率自动辨识电路, 利用555定时器, 通过外围不同的电阻、电容值的配置, 产生不同频率的方波。不同的变频器功率, 对应不同的方波频率, MCU通过检测方波的频率来自动辨识驱动板的功率。

开展了不同CCD参数、不同激光参数条件下强光辐照CCD实验, 观察到了CCD串扰现象。从实验结果中获得以下结论, CCD串扰与入射光波长相关, 任一列的串扰线灰度值分布与对应列上光强成正比, 任一行上的串扰线灰度值总和N与光强成正比, 任一行上的串扰线灰度值与行间转移时间成正比, 串扰线灰度值总和N与焦面处光斑形状、CCD积分时间无关, 并给出了描述CCD串扰特性的数学表达式。

在传统的面结构光(正弦条纹光栅)的三维轮廓重建与检测中, 由于投影仪与相机互成一定角度, 在待测物体的背光面会产生大面积的阴影区域, 从而不能够精确地进行物体的三维重建和检测。针对此情况, 提出一种解决方案: 使用两个对称的投影仪分别向待测物体投影一次白光, 并通过CCD相机取像, 然后通过拍摄的图像计算出物体的阴影位置, 最后实现阴影位置的三维数据补偿。实验结果表明, 文中提出的算法可以有效地进行阴影区域的数据补偿。

阐述了冗余控制的概念和类型。针对冗余控制原理提出了一种机载电子设备冗余设计方法, 包括硬冗余设计方法和软冗余设计方法, 并分别对硬冗余和软冗余的工作原理进行了详细叙述。最后, 对采用冗余设计的电子设备的可靠性进行了分析。结果表明, 冗余设计方法能明显提升电子设备的任务可靠性, 应用于机载电子设备, 能适应机载电子设备高可靠性的作战要求。

在轴承的安装方式、预紧量、预紧载荷、润滑与密封等方面分析计算的基础上, 提出了一种轴承的装配方式。探讨了精密光电转台轴系结构精度, 在样机的装配中运用了这种独特的轴系装配方式, 将装配中难以控制的轴承预紧量转换为调节端盖的厚度, 不但解决了轴系装配中的预紧问题, 而且较好保证了轴系的精度。经多次装调测试证明, 该装配方式能够保证轴承达到最佳的预紧效果, 为转台平稳运行, 实现较高的跟踪精度奠定了基础, 具有较好的实际指导意义。

对战场态势的变化进行威胁评估是作战决策时的一项重要内容。结合实际防空作战特点, 分析威胁评估的有关因素, 给出了一种新的基于模糊评判准则的目标威胁评估算法。根据威胁目标特征指标, 构造不同的模糊相对隶属度函数, 对相关的指标进行了量化, 利用模糊评判准则, 建立目标威胁评估模型。文中还给出一组四个目标威胁评估的实例, 计算给出唯一的威胁排序, 作为威胁评估依据, 结果表明, 该算法有效可行。