题目：空间滤波测速技术研究

空间滤波测速方法是基于空间滤波原理的光学非接触式测速方法，是一种具有巨大潜力和发展前途的光学测速技术。相比于传统的光学测速方法，空间滤波测速方法能实现实时高精度速度测量，抗干扰能力强，具有简单稳定的光学结构，体积小，重量轻，适应高速测量，且测速范围广，包括从微观领域的液体流速到飞机速高比测量。本文主要从原理、算法、参数、系统和实验这几个角度对空间滤波测速技术进行研究。

首先，本文介绍了空间滤波测速技术的原理和空间滤波器的滤波特性，重点分析了速度与输出光强信号频率之间的关系，从数学模型的角度阐述了通过测量输出光强信号实时功率谱尖峰信号的频率来解算物体运动速度的原理。基于上述原理，本文从光强信号的空间滤波实现、输出信号曲线的速度解算这两个角度来介绍本空间滤波测速方法的主要算法，介绍了基于面阵CCD和线阵CCD的两种空间滤波算法的实现，并采用了二阶高斯低通滤波对获取的实时图像进行预处理以达到更好的滤波效果；最后分析了空间滤波测速系统输出信号特点，并针对基于计数法的速度解算模型进行了改进。

然后，本文主要分析了空间滤波器的参数选择，包括透射函数、滤波窗口的形状、最佳条纹数、最佳条纹间距以及条纹与速度夹角等参数。并分析了光源选择、CCD相机选型以及CCD相机距离地面的高度，分析结果表明，基于Oren-Nayar模型，为了使回波功率最大，光源照射方向与相机探测方向的夹角应越小越好，当用于车载速度测量情况时，CCD相机与地面的最佳距离大约为 ，并且讨论了帧频与所能测量的最大速度范围的关系。

最后，本文搭建了一个基于CCD相机的差分式空间滤波测速系统，并分别进行了基于匀角速度转台、慢速平动台(0.25m/s)和快速平动台(0.6m/s)的几组测速实验，通过空间滤波算法和速度解算算法，得到系统的测量误差分别是4.9%、2.4%和2.5%，并对结果进行了误差分析，说明了这种测速方法的可行性。