红外技术 /oa 航空相机成像技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811036 无论是军事领域战术和战略侦查,或者是民用领域测绘、精细农业、海岸资源勘察和地图导航等应用,随处可见航空相机的身影。本文先介绍了几款20世纪典型的航空胶片相机以及它们的工作方式,然后将航空数字相机按工作方式分成了扫描型航空相机、步进凝视型相机和多镜头数字相机3类,简要介绍了其工作方式的原理及特点,并分别列举了相应的航空数字相机。最后对航空相机发展趋势进行了总结与展望。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 101 114 1898986 赵建川<sup>1</sup>,张润琦<sup>2</sup>,王 杰<sup>2</sup>,邵 毓<sup>3</sup>,申 越<sup>4</sup>,刘传明<sup>2</sup> 红外预警卫星系统虚警抑制技术综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906029 红外预警卫星系统作为先进的红外探测装备,是反导预警体系中的重要组成部分,但是红外预警卫星系统的虚警问题会严重影响系统作战效能的发挥。在概述红外预警卫星虚警的定义和表现形式的基础上,分析了虚警的产生原因与分类,最后探讨了红外预警卫星系统虚警抑制的相关技术和研究方向,为相关领域的研究提供参考信息。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 115 120 289280 李文杰<sup>1</sup>,闫世强<sup>1</sup>,胡 磊<sup>2</sup>,吴亚宏<sup>1</sup>,王成良<sup>1</sup>,欧阳琰<sup>1</sup> 永磁同步电机伺服系统控制中的自抗扰控制策略 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201901008 本文以高精度伺服系统中的永磁同步电机变速扫描为研究对象,针对自抗扰控制器中跟踪微分器(trace differentiator,TD)及扩张状态观测器(expansion state observer,ESO)模块的延时响应和参数复杂等缺点,设计了一种改进的自抗扰控制器,有效简化了其TD和ESO模块并减少可调参数,以实现内外干扰较大的环境下电机的高精度快速响应。将该控制器应用到某型号项目的伺服摆扫镜机构中,并将其性能与同条件下传统比例-积分-微分(proportion-integration-differential,PID)控制器性能作对比。实验结果表明:改进的自抗扰控制器表现出优于PID的控制性能,0°/s~10°/s响应时间75 ms,超调小于6%,稳态精度达到±1%;变速跟踪过程转速波动小,无超调,扫描周期时间波动小于0.0014 s,起始位置角度定位精度高于0.0015°,满足型号项目指标要求。改进的自抗扰控制器对其他搭载永磁同步电机实现变速跟踪扫描的系统也有一定的参考价值。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 121 126 785825 岳尚武<sup>1,2</sup>,季诚胜<sup>1</sup>,孙德新<sup>1,2,3</sup> 三角形模型的动态PIR目标轨迹预推算方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904022 &nbsp;针对热释电被动红外传感器(passive infrared sensor, PIR)阵列构建的四边形模型在目标轨迹测量方面的局限性,提出了利用搭载动态PIR阵列的三感知平台构建三角形感知模型实现对运动目标轨迹测量的方法。单感知平台由4路PIR传感器组成,相邻传感器水平方向间隔90<span style="FONT-FAMILY: Symbol; COLOR: black; FONT-SIZE: 10.5pt; mso-ascii-font-family: ’Times New Roman’; mso-fareast-font-family: 仿宋; mso-hansi-font-family: ’Times New Roman’; mso-bidi-font-family: ’Times New Roman’; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA; mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol" lang="EN-US"><span style="mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol">°</span></span>均匀分布,PIR转速为10<span style="FONT-FAMILY: Symbol; COLOR: black; FONT-SIZE: 10.5pt; mso-ascii-font-family: ’Times New Roman’; mso-fareast-font-family: 仿宋; mso-hansi-font-family: ’Times New Roman’; mso-bidi-font-family: ’Times New Roman’; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA; mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol" lang="EN-US"><span style="mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol">°</span></span>/s。首先将三感知平台布撒为三角形感知模型,然后对三感知平台上PIR传感器在转动过程中感知到的角度信息进行筛选,最后将筛选后的有效信息结合感知平台自身坐标信息和时间信息,根据相应轨迹预推算法推导出准确的目标运动轨迹和运动速度。实验结果表明,该方法突破了四感知平台的几何形状限制,降低了成本,将预推轨迹的精度从1.5 m提高到了1 m,具有理论意义与实际应用价值。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 127 133 553682 刘 珊,杨 卫,邵星灵,刘希宾 水面舰船红外隐身总体设计分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905031 &nbsp;隐身性能是当代舰船重要的战技指标,直接影响舰船的生命力,红外隐身作为舰船隐身的主要组成部分,是各国先进战舰隐身设计的重点之一。为研究如何提高水面舰船红外隐身性能,对其3~5 <span style="FONT-FAMILY: Symbol; FONT-SIZE: 10.5pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-fareast-font-family: SimSun; mso-font-kerning: 10.5pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA; mso-ascii-font-family: ’Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ’Times New Roman’; mso-bidi-font-family: ’Times New Roman’; mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol" lang="EN-US"><span style="mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol"><span style="COLOR: #000000">m</span></span></span>m波段的红外点源特征和8~14 <span style="FONT-FAMILY: Symbol; FONT-SIZE: 10.5pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-fareast-font-family: SimSun; mso-font-kerning: 10.5pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA; mso-ascii-font-family: ’Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ’Times New Roman’; mso-bidi-font-family: ’Times New Roman’; mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol" lang="EN-US"><span style="mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol"><span style="COLOR: #000000">m</span></span></span>m波段的红外面源特征进行了分析,并分别针对两种红外辐射源,对舰船常用的红外辐射抑制原理和设计方法进行了分析,明确各种红外隐身技术如何在舰船设计中进行应用,可为舰船红外隐身总体设计提供参考。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 134 138 375803 李 艇,付云鹏,杨卫英 红外成像制导半实物仿真安装误差分析与修正 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905018 在红外成像制导半实物仿真仿真实验中架设导引头和目标模拟器过程中的安装误差是不可避免的,为提高试验中制导精度和仿真可信度,分析了误差产生的原因并建立了安装误差静态的数学模型和修正方法。通过分析目标模拟器像元中心的运动轨迹对安装误差进行分类判断,进而推导了安装误差的数学模型,并应用OpenCV对导引头制导图像进行处理,获得求解误差模型所需的坐标信息,最后对弹道制导模型进行了修正,通过仿真验证定量地分析了误差修正对脱靶量的影响,对制导攻击效果有一定的优化作用。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 139 143 706485 孙志朋,赵世明,孙致月 CNG气瓶缠绕层缺陷的红外定位和定量识别及实验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909009 &nbsp;CNG复合材料气瓶长期处于交变载荷作用,易于发生疲劳损伤,形成内部缺陷,造成强度下降,影响使用安全。含内部缺陷的复合材料气瓶在宏观上无明显形变,表观上难以直接进行缺陷检测。在目前的气瓶检测项目中,缺乏快速有效的缠绕层内部缺陷检测手段,可能造成含有内部缺陷气瓶的漏检。本文针对CNG复合材料气瓶检测存在的关键问题,结合现有气瓶检测标准和工艺,提出了一种基于气瓶内部蒸汽冲洗过程表面热像的缺陷检测方案。该方案以气瓶冲洗过程的蒸汽为气瓶的内部热激励,基于红外热像仪采集的气瓶表面瞬态温度分布,利用人工神经网络实现气瓶缠绕层缺陷的定位和定量识别。实验研究表明,人工神经网络能够精确地进行气瓶缠绕层缺陷的定位和定量识别且识别效率较高,适于气瓶的在线检测。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 144 151 1585846 孔松涛<sup>1</sup>,张 润<sup>1</sup>,兰 鹰<sup>1</sup>,丁克勤<sup>2</sup>,王 堃<sup>1</sup> 基于激光红外检测信号的表面裂纹定量重构 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201907019 激光红外检测方法作为一种新型的远距离无损检测技术,对于表面裂纹的检测具有很高的效率。本文基于频域叠加法和数据库策略实现了激光激励下表面温度的快速数值模拟,研究了裂纹尺寸与温度分布间的关系,在时域与空域验证了快速数值方法的有效性。为基于红外检测信号实现裂纹尺寸的定量重构,选取合适的特征量并且建立了基于确定论方法的裂纹重构算法。最后,搭建了红外检测实验系统,进行了平板试件裂纹红外检测实验,基于实验信号实现了裂纹的定量重构,验证了重构算法的有效性。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 152 157 888288 杨 阳,邱金星,刘皓晨,裴翠祥,陈振茂 基于超声热波成像技术的机车钩舌的裂纹检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903029 铁路机车钩舌部件长期受到挤压、弯曲、冲击,造成材料疲劳,产生细微裂纹,裂纹在铁路机车长期运行过程中会逐渐扩张,容易造成重大事故,因而对铁路机车钩舌裂纹检测十分重要。但铁路机车钩舌部件表面布满铁锈、灰尘、油污等,常规无损检测技术手段无法直接应用,本文采用超声热波成像技术对机车钩舌部件进行裂纹检测,该技术对表面的形状、锈迹、粉尘及污染等不敏感,在裂纹等缺陷检测中有特殊的应用优势。通过该系统对机车钩舌的裂纹检测,成功检测出钩舌裂纹缺陷,验证了该技术对机车钩舌裂纹的检测能力。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 158 162 420720 敬甫盛<sup>1</sup>,李 朋<sup>1</sup>,江海军<sup>2</sup>,陈 力<sup>2</sup>,魏益兵<sup>2</sup> 钢轨轨脚裂纹红外热波无损检测实验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811011 目前,超声检测在钢轨裂纹检测中得到了广泛的应用,但在钢轨裂纹检测过程中,超声波检测方法存在一定的盲区,未能检测到轨脚两侧的裂纹。针对超声波检测方法的不足,搭建了一种红外热波钢轨踏面裂纹无损检测平台。钢轨裂纹红外热波无损检测平台是红外无损检测领域的一个新的研究方向,实验平台的建立主要包括3部分:热激励源的选择、实验平台的搭建、红外图像的提取。该技术用于通过热激励源加热轨底表面。根据热波理论,钢轨表面到轨底内侧的传热过程受钢轨的物理特性和内部结构的影响,如果钢轨内部存在缺陷,则缺陷类型会影响钢轨表面的温度分布。根据钢轨表面温度信息的分布,确定钢轨内部缺陷的位置,达到检测钢轨裂纹的目的。实验结果表明,裂纹对应的轨底表面温度高于无裂纹对应的轨底表面温度,证明红外热波无损检测对钢轨裂纹检测是可行的。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 163 167 556424 贾文晶 基于SIFT/ORB几何约束的红外与可见光图像特征点匹配 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903031 红外图像与可见光图像记录着地物的不同属性信息,两者融合能够优势互补,弥补单一数据源信息的不足。然而由于两者成像原理不同,热红外传感器与可见光传感器对同一场景获取的图像灰度差异较大,二者图像误匹配多,融合难度大。本文在分析红外与可见光图像共有特征的基础上,提出了一种基于SIFT与ORB特征检测的匹配方法,利用SIFT算子与ORB算子同时进行特征点检测,先基于RANSAC对SIFT匹配得到的同名点进行筛选,同时结合最近邻比次近邻算法获取ORB匹配点,再利用SIFT匹配点对ORB匹配点进行距离和角度的几何约束进一步剔除误匹配,最终得到特征点分布均匀、可靠度更高的匹配结果,解决因灰度差异较大产生的匹配效果不佳的问题。利用4组红外与可见光图像进行实验,结果表明,本文算法特征点正确匹配数量相较于SIFT分别提高了约3.7倍、3.2倍、3.6倍、3倍,大幅地提高了红外与可见光图像的匹配数量,为两者间的匹配提供了一种有效的方法。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 168 175 1605035 奚绍礼<sup>1,2</sup>,李 巍<sup>1</sup>,谢俊峰<sup>2</sup>,莫 凡<sup>2</sup> 基于YOLOv3的红外行人小目标检测技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201812010 针对红外图像中行人小目标检测识别率低、虚警率高的问题,研究了当下效果最好的YOLOv3目标检测算法,在其基础上进行优化,提出了一种满足实时性要求的行人小目标检测算法。基于YOLOv3中分类准确率仍有不足的情况,借鉴SENet中对特征进行权重重标定的思路,将SE block引入YOLOv3中,提升了网络的特征描述能力。通过对自行收集实际复杂场景下的红外图像进行目标检测,试验验证了算法的可行性,实验结果表明本文提出的改进网络拥有更高的准确率和更低的虚警率,同时保持了原有算法的实时性。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 176 181 591739 李慕锴<sup>1,2</sup>,张 涛<sup>1</sup>,崔文楠<sup>1</sup> 基于小波-Contourlet变换的偏振图像融合算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903026 针对传统图像的信息保留不充分,以及偏振图像妨碍视觉观察、纹理细节不理想等问题,提出了一种基于小波-Contourlet变换(WBCT)的偏振图像融合算法。首先,将预处理过的4幅偏振角度图像,通过Stokes方法得到偏振强度图像和偏振度图像;后采用WBCT变换分解,低频系数采用PCA变换方法进行融合,高频系数通过区域特性能量的融合规则进行融合,最终的偏振融合图像由WBCT逆变换高低系数获得。实验结果表明,在主观视觉上,图像观察舒适性较好;并且,通过选取方法的对比,融合后的图像在客观评价指标上,皆优于选取的方法。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 182 189 1044685 沈薛晨,刘 钧,高 明 一种基于多尺度卷积神经网络和分类统计的图像去雾霾方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201902004 传统的去雾霾方法会导致天空、白云和明亮区域内的颜色失真。为了解决以上问题,提出了一种基于多尺度卷积神经网络和分类统计的去除图像雾霾的方法。首先用多尺度卷积神经网络估计图像的透射率,其次对所估计的透射率进行分类统计以确定在暗通道内天空、白云和明亮区域的像素值,最后通过低通高斯滤波器平滑图像场景的辐射度,得到恢复的无雾霾图像。实验结果表明,采用提出的方法对图像去雾霾后明亮区域内的颜色不会失真,且保留了图像的自然外观,对合成图像和真实图像均有较好的去雾霾效果。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 190 197 1356317 齐永锋,李占华 线性压缩机用柔性弹簧组件支撑性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201910002 在直线压缩机的应用中,柔性弹簧在活塞轴向周期运动中维持其径向无偏移,它能控制压缩活塞与汽缸之间的微小间隙,从而实现了活塞与汽缸之间无油润滑的气体间隙密封技术。本文基于对柔性弹簧及其叠装组件的有限元分析,分析不同柔性弹簧厚度、叠装片数、叠装间距等布置方式对柔性弹簧轴向和径向刚度的影响,特别对叠装组件的抗弯性能进行了建模分析。分析得出的结论可以用于指导柔性弹簧叠装组件的设计,可以有效提高叠装组件在直线压缩机上的径向支撑性能。 2020年02月23 00:00 2020年第2期 198 203 830421 张 凯,陈 军,李海英,毕 翔,邹丁立,杨 晔,史和春