Zero signal measurement method based on laser active imaging combined with laser range-gated technology
本研究论文的主题是基于激光主动成像与激光测距门技术相结合的零信号测量方法。零信号测量在火箭发射过程中对于准确测量火箭的起始信号极为重要。该方法通过计算光学流的变化并据此计算位移量来获得零信号。
文章分析了现有的几种零信号测量方法。为了确定一种适合于此应用场景的范围门ICCD成像方法,作者结合了目标垂直上升的特性,提出了一个结合目标轮廓和HS光学流的抗光干扰算法。
实验结果显示,在模拟目标以恒定速度上升的情况下,当光线变化不大时,边缘检测或HS光学流检测算法都能独立地检测出目标的上升趋势;但当光线变化剧烈时,两种算法均显示出严重的误差。而结合边缘检测与HS光学流算法可以消除目标内部的干扰,所获得的目标像素位移量与实际上升量基本一致。
论文中提到的“ICCD”是像增强型电荷耦合器件(Intensified Charge-Coupled Device)的缩写,它是利用微光或近红外光进行成像的设备。ICCD的帧率达到了25fps,时间精度为80ms,完全符合零信号提取的要求。HS光学流(Horn-Schunck Optical Flow)是一种基于光流法的算法,用于计算视频帧之间像素的运动,以估算物体表面的运动场。
研究中的激光发射器和接收器放置方法(图1),以及物理地图系统(图2)的布局,都是为了提高测量精度而特别设计的。图1展示了一种激光发射器与接收器分布的方案,而图2则描述了一个物理地图系统的布局,其中的X代表发射器位置,C代表接收器位置,18/18W代表激光功率规格,HS-G代表使用的是HS光学流算法。
此外,论文还涉及了关于信号处理和图像采集技术的一些关键参数,例如图像帧频率、时间精度、探测距离、帧率等。这些参数对于测量系统的性能有着直接的影响。例如,25fps的图像帧频率与80ms的时间精度,保证了信号提取的准确性和实时性。
关键词包括:零信号测量、激光主动成像、激光测距门技术、光学流。这些关键词概括了文章研究的焦点与创新点。
从技术层面看,激光主动成像技术通过激光照射目标并获取反射回来的光信号,进而成像。而激光测距门技术则是在特定的时间窗口内,仅允许特定距离的反射光到达成像器件,从而抑制背景杂散光的干扰。这两种技术的结合,可以有效提高目标检测的准确度,特别是在有较强背景干扰的环境下。
这项研究提出的零信号测量方法对于提升火箭发射过程中的信号测量精度有着重要的意义,尤其在军事和航天领域的应用前景广阔。通过结合激光主动成像和测距门技术,以及优化的抗干扰算法,能够为火箭发射提供更为准确的零信号测量。