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基于多位姿标靶的激光跟踪姿态测量系统参数标定
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作者 熊芝 钟陈小鹏 +5 位作者 张昊 贾小东 郭政南 赵子越 翟中生 周维虎 《光学精密工程》 北大核心 2025年第1期13-24,共12页
基于激光跟踪的六自由度(6DoF)测量系统在大型设备生产、制造、装配等环节具有广泛的应用,其中姿态测量精度是实现高精度位姿测量的保障。为解决激光跟踪姿态测量系统在远距离大视场中的标定问题,提出一种建立在多位姿标靶上的系统标定... 基于激光跟踪的六自由度(6DoF)测量系统在大型设备生产、制造、装配等环节具有广泛的应用,其中姿态测量精度是实现高精度位姿测量的保障。为解决激光跟踪姿态测量系统在远距离大视场中的标定问题,提出一种建立在多位姿标靶上的系统标定方法。以基于相机的激光跟踪姿态测量系统为研究对象,介绍了该系统的组成及姿态测量原理;其次对系统姿态求解算法性能进行了分析,得出对系统标定精度的影响因素;并在此基础上提出一种基于空间多位姿标靶的系统参数标定方法,基于空间几何约束和最小二乘原理,实现了标定参数的最优求解;最后,搭建基于全站仪的激光跟踪实验平台,使用移动标定板构建立体标靶进行标定。实验结果表明:在3~15 m的测量范围内,采用本文标定方法的姿态测量精度相较于改进前可提升25.4%以上。该方法在远距离大视场测量中具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 激光跟踪 姿态测量 远距离 大视场 标定
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超构透镜的大视场消色差与变焦技术研究进展(封面文章) 被引量:1
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作者 干崇昊 冯文林 +4 位作者 刘相志 杨晓占 卢翔孟 崔大健 陈聪 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期77-93,共17页
超构透镜是一种基于超构表面的先进平面光学器件,可以灵活地操控入射光的振幅、相位和偏振度以满足应用需求。通过设计超构透镜中的单元结构可以实现聚焦、像差消除等多种功能。介绍了超构透镜的发展过程、基本原理和应用;根据其相位调... 超构透镜是一种基于超构表面的先进平面光学器件,可以灵活地操控入射光的振幅、相位和偏振度以满足应用需求。通过设计超构透镜中的单元结构可以实现聚焦、像差消除等多种功能。介绍了超构透镜的发展过程、基本原理和应用;根据其相位调控方式归纳为共振相位、传输相位、几何相位;根据其功能性归纳为大视场型、消色差型、变焦型;并总结了这些超构透镜的性能参数,最后讨论了超构透镜领域面临的挑战,展望了超构透镜的发展趋势。主要目的是让读者全面了解超构透镜的调控机理和具体功能,并为性能优异和功能多样化的超构透镜的设计与研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 超构透镜 大视场角 消色差 变焦
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大视场内窥光学相干层析成像探头的光学设计与应用
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作者 于昊炀 胡津源 +4 位作者 顾敬业 吴苏健 樊金宇 何益 史国华 《光电工程》 北大核心 2025年第6期2-11,共10页
针对现有内窥光学相干层析成像(OCT)探头在视场、分辨率及尺寸等方面的局限性,提出一种新型大视场前向扫描内窥探头的设计方案。该探头采用由6片外径为1.4 mm的球面透镜组成的光学系统,结合压电陶瓷驱动光纤扫描技术,在1000~1100 nm波... 针对现有内窥光学相干层析成像(OCT)探头在视场、分辨率及尺寸等方面的局限性,提出一种新型大视场前向扫描内窥探头的设计方案。该探头采用由6片外径为1.4 mm的球面透镜组成的光学系统,结合压电陶瓷驱动光纤扫描技术,在1000~1100 nm波段下实现6.0 mm扫描视场、24μm横向分辨率、20μm轴向分辨率,机械外径仅为1.6 mm。搭建配套扫频光学相干层析系统,离体猪眼成像实验结果表明,该探头可清晰分辨虹膜、巩膜及视网膜结构,并能观测视网膜脱落现象。与渐变折射率透镜探头相比,其视场更大且伪影更少。研究证明该探头兼顾微型化、高分辨率和大视场优势,为眼科微创手术导航提供新方案。未来可通过进一步缩小外径、集成二维扫描功能提升临床应用潜力。 展开更多
关键词 光学相干层析成像 前向扫描 大视场 内窥成像
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大视场长波红外光学系统混合无热化设计
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作者 刘鑫 王晶锦 +3 位作者 刘庆梅 姜子康 徐兆鹏 李晓英 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期110-118,共9页
为提高红外系统的环境适应能力,确保光学系统在-40~65℃范围内拥有较好的像质。通过将光学系统被动无热化与机械被动无热化技术各自优点结合,提出一种低成本、高质量的混合被动无热化方法,设计出一款工作波段为8~12μm、F/1焦距为45 mm... 为提高红外系统的环境适应能力,确保光学系统在-40~65℃范围内拥有较好的像质。通过将光学系统被动无热化与机械被动无热化技术各自优点结合,提出一种低成本、高质量的混合被动无热化方法,设计出一款工作波段为8~12μm、F/1焦距为45 mm,工作温度在-40~65℃的大视场长波红外光学系统。最终实现在空间频率42 lp/mm处,全视场MTF大于0.3。通过对该系统进行公差分析可知,其范围满足实际加工要求。相较于单一的无热化方式,光学系统被动无热化和机械被动无热化方法相互结合的方法可以保证像质相当情况下,降低系统的设计难度和加工难度,有助于系统小型化、轻量化。因此,混合被动无热化设计可以有效降低普通无热化镜头的设计难度、加工成本和体积。 展开更多
关键词 光学设计 大视场 长波红外 光学被动无热化 机械被动无热化 混合被动无热化
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基于双振镜的近一维运动物体三维姿态测量系统
5
作者 王力超 黄志成 +3 位作者 刘俊楠 缪陆 刘飞瑶 耿树巧 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期282-289,共8页
针对单相机的测量系统缺少深度信息问题,提出了一种基于双振镜的立体视觉测量系统,该系统由1台仰角相机和2个振镜组成。首先,通过双振镜可以在单相机的成像光路中形成2条不同的光路,从而使单相机形成立体视觉的测量效果。同时,可通过物... 针对单相机的测量系统缺少深度信息问题,提出了一种基于双振镜的立体视觉测量系统,该系统由1台仰角相机和2个振镜组成。首先,通过双振镜可以在单相机的成像光路中形成2条不同的光路,从而使单相机形成立体视觉的测量效果。同时,可通过物体的位置改变振镜夹角,极大地扩大了测量的范围。其次,为了解决物体三维姿态测量困难问题,通过找到一组斜率最接近中轴线的特征点,并通过其三维信息来测量物体三维姿态。实验显示:该测量算法的静态位置测量平均相对误差为1.96%,姿态测量的平均相对误差为3.29%,在动态目标模拟实验中,位置的平均误差为4.25%。该系统具有低成本、大视野、高精度、适用性高等优点,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 双振镜 单相机 三维姿态测量 运动目标 大视野
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长波红外双视场快速扫描光学系统
6
作者 周玲玲 李训牛 +4 位作者 陈洁 冯丽军 余佳桐 孙爱平 和多林 《红外技术》 北大核心 2025年第5期563-570,共8页
双视场扫描光学系统能搜索和跟踪大空域和远距离的目标,保持良好的图像质量并实现序列图像的配准拼接,在安全、国防等领域具有广阔的应用前景。为了满足红外系统高分辨率、低成本、小型化、轻量化的需求,基于长波非致冷型1024×768... 双视场扫描光学系统能搜索和跟踪大空域和远距离的目标,保持良好的图像质量并实现序列图像的配准拼接,在安全、国防等领域具有广阔的应用前景。为了满足红外系统高分辨率、低成本、小型化、轻量化的需求,基于长波非致冷型1024×768大面阵焦平面探测器,利用CODE-V软件设计了一种双视场快速扫描光学系统。该系统由开普勒望远镜组和聚焦镜组组成,采用轴向变倍的方式实现双视场变焦,通过望远光路中的扫描振镜快速、往返运动,对目标进行运动补偿,扩大成像视野。采用动态调制传递函数法分析空间振动对成像质量的影响,保证运动过程中图像无变虚、拖影等问题。光学系统畸变<0.5%,实现全视场范围内的高精度图像配准,保持系统在扫描时成像稳定、清晰。 展开更多
关键词 非制冷红外 大面阵 双视场变焦 连续扫描 动态MTF分析 图像配准
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大视场白光干涉测量系统及性能研究 被引量:4
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作者 刘涛 王智彬 +9 位作者 胡佳琪 何耀楠 景炜昌 陈恩静 周文龙 于国明 杨宁 赵迪 张国锋 杨树明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期129-141,共13页
基于国产化的2倍迈克尔逊型干涉物镜组,优选配置0.5倍适配镜,对白光LED照明光源进行带通滤波参数的仿真估算和实验性能比较,构建了整套大视场白光干涉精密测量装置系统并进行了实验测试,通过白光干涉轴向响应实验曲线确定了中心波长。... 基于国产化的2倍迈克尔逊型干涉物镜组,优选配置0.5倍适配镜,对白光LED照明光源进行带通滤波参数的仿真估算和实验性能比较,构建了整套大视场白光干涉精密测量装置系统并进行了实验测试,通过白光干涉轴向响应实验曲线确定了中心波长。实验结果表明:通过光谱滤波获得了较为理想的白光干涉轴向响应曲线;系统的水平最大视场达到了14 mm;高度为2.04μm和20.43μm的标准台阶样品的测量结果分别为2.05μm和20.47μm,10次测量重复精度(标准差)分别为12 nm和16 nm。对粗糙度样板、微机电系统传感结构和半导体晶圆膜层进行了实测,表明所研制的系统装置在三维光学无损精密检测领域的应用具有可行性。 展开更多
关键词 白光干涉 三维测量 大视场 滤波 半导体检测
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Improving the target position detection in the crossed array trackers seeker using the pulses number distribution in the FOV
8
作者 A.R.Yrfanean M.R.Mosavi +1 位作者 A.Mohammadi S.Y.Alchekh Yasin 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期451-459,共9页
Seeking in a field of view(FOV) is influenced by the existence of jammers,noise,shine background or flying perturbations.All these factors may push the target out of the FOV and cause missing the target.In all the see... Seeking in a field of view(FOV) is influenced by the existence of jammers,noise,shine background or flying perturbations.All these factors may push the target out of the FOV and cause missing the target.In all the seekers the FOV is not fully exploited which means the target can be missed before becoming out of the FOV,this results of the nonlinearity of the reticle structure.In this paper,a novel method of the target position detection a crossed four slits or crossed array trackers(CAT) seeker will be designed,simulated and evaluated.The idea of this method depends on dividing the FOV into main regions up to a certain parameter,which is the pulses number;then,each main region will be divided into sub-regions up to a second parameter which will be the pulses distribution a spin period.The errors sources will be discussed and evaluated.Other new idea will be applied which is exploiting some area of the FOV where a part of the position data is missed in the information signal by pushing the target to the region where the information signal carries the total position data. 展开更多
关键词 红外技术 毫米波学 光学技术 仪器
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基于LabVIEW的大视场激光视频图像采集系统
9
作者 郏露锋 张凯亮 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第4期259-264,共6页
针对激光视频图像采集过程中视角不足、图像呈现效果不佳问题,设计基于LabVIEW的大视场激光视频图像采集系统。该系统利用帧触发器和串行接口与摄像机相连,控制摄像机拍摄大视场激光视频图像;摄像机依据IEEE-1394总线协议将拍摄的大视... 针对激光视频图像采集过程中视角不足、图像呈现效果不佳问题,设计基于LabVIEW的大视场激光视频图像采集系统。该系统利用帧触发器和串行接口与摄像机相连,控制摄像机拍摄大视场激光视频图像;摄像机依据IEEE-1394总线协议将拍摄的大视场激光视频图像,传输到视频图像编码器内,利用该编码器对其实施压缩编码处理后,将大视场激光视频图像传输到视频图像处理器内;该处理器采用LabVIEW软件编程形式,将视频图像处理算法程序写入其中,通过运行该程序对激光视频图像进行亮度差异调整、图像配准等处理,将处理后的图像存储到存储器内,并利用USB控制器连接显示屏,为用户程序大视场激光视频图像采集结果。实验表明:该系统的中断时间为2.0 min左右,采集的激光视频图像水平视场角由48°增加到83°,且压缩激光视频图像帧频率波动区间为33 f/s-34 f/s,系统具备较强的应用效果。 展开更多
关键词 LABview 大视场 激光视频图像 采集系统 图像配准 图像编码器
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多镜面大视场主动光学望远镜调控方法
10
作者 安其昌 吴小霞 +1 位作者 唐境 李洪文 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期785-791,共7页
为了更好地实现多镜面大视场主动光学望远镜波前像差抑制、提升望远镜探测能力极限,本文基于望远镜视场边缘内置的错位型曲率传感器进行波前感知,并利用功率谱对波前感知结果进行分析,进而基于波前像差的空间频率特征进行调控。首先,基... 为了更好地实现多镜面大视场主动光学望远镜波前像差抑制、提升望远镜探测能力极限,本文基于望远镜视场边缘内置的错位型曲率传感器进行波前感知,并利用功率谱对波前感知结果进行分析,进而基于波前像差的空间频率特征进行调控。首先,基于复光场理论分析了非瞳面对系统波前调控的影响机理。其次,分析了本方法在多镜面大视场主动光学望远镜调控过程中的精度特性。再次,利用桌面实验对多镜面大视场主动光学望远镜调控的可行性进行了验证。最终,波前重建结果与理论波前相关性高于0.85。利用功率谱对各个视场的空间频率特性进行了分析,与单纯使用均方根对多镜面影响敏感度进行分析的方法相比,灵敏度提升了20%。 展开更多
关键词 曲率传感 波前像差 大视场主动光学 大口径望远镜
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大口径爆炸激波管出口冲击波流场图像测量
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作者 郑星 黄海莹 +2 位作者 毛勇建 张军 周东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期2355-2362,共8页
为了获取大视场下爆炸冲击波的纹影图像以及冲击波与被测模型相互作用后的流场演化特征,开展了基于聚焦纹影的反射式高速纹影测试。利用激光光源和高反射膜建立了系统所需的光源输入,并通过简化刀口栅设计,实现了远距离大口径爆炸激波... 为了获取大视场下爆炸冲击波的纹影图像以及冲击波与被测模型相互作用后的流场演化特征,开展了基于聚焦纹影的反射式高速纹影测试。利用激光光源和高反射膜建立了系统所需的光源输入,并通过简化刀口栅设计,实现了远距离大口径爆炸激波管出口冲击波流场图像演化特征以及与固体模型相互作用的高时空分辨特征。研究结果表明,设计的聚焦式反射纹影系统在80 m以上距离处获取了大口径大当量爆炸激波管出口处6 m×3 m视场的冲击波特征,以及与固体相互作用的高时空分辨图像和状态数据;相比传统聚焦纹影系统,该系统具有结构简单、可实现性强、测试距离远,覆盖视场大等特点;通过设计不同光源输入,探讨了激光光源在远距离拍摄中的优势;通过冲击波阵面与固体模型的相互作用特征,揭示了冲击波作用于被测固体模型后的形成、演化和绕流状态。该测量结果能够为武器装备在受到冲击波作用后的状态评估和响应特性分析提供直观的图像数据支撑。 展开更多
关键词 聚焦纹影 大视场 冲击波图像 爆炸激波管
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大视场相机最优投影模型识别及星光标定方法 被引量:1
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作者 刘其林 董明利 +2 位作者 孙鹏 燕必希 祝连庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期158-169,共12页
针对在轨摄影测量中近距离大尺寸测量需求,提出利用星光约束的大视场角摄影测量相机最优投影模型识别及标定方法。首先,构建了具备调节系数的星光几何投影分段函数模型。随后,针对分段星光投影模型开发多站位自标定光束平差算法。通过... 针对在轨摄影测量中近距离大尺寸测量需求,提出利用星光约束的大视场角摄影测量相机最优投影模型识别及标定方法。首先,构建了具备调节系数的星光几何投影分段函数模型。随后,针对分段星光投影模型开发多站位自标定光束平差算法。通过将光束平差算法与北方苍鹰寻优策略相结合,对投影模型调节系数、相机内方位参数、相机外方位参数及镜头畸变系数同步优化,直到星点像面重投影均方根误差达到全局最小,得到最优投影模型及其参数。实测实验表明,大视场角相机星光标定后,星点像面坐标的重投影均方根误差为1/9 pixel。在连续帧星光标定实验中,通过卡尔曼滤波算法对相机参数随机误差进行了有效消除。该方法可在相机星光标定过程中识别最优投影模型并标定全部成像参数,具备连续帧标定及参数校准能力。 展开更多
关键词 在轨摄影测量 大视场角相机 最优投影模型识别 星光标定方法
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室外大场景神经辐射场综述 被引量:3
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作者 董相涛 马鑫 +1 位作者 潘成伟 鲁鹏 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期631-649,共19页
对室外大场景进行三维建模,不仅可以完成实时的城市建图和漫游,还能为自动驾驶等提供技术支持。近年来,神经隐式建模的发展十分迅速,神经辐射场(NeRF)的出现更是将神经隐式建模推上了新的高度。NeRF凭借高质量渲染和任意角度渲染的特点... 对室外大场景进行三维建模,不仅可以完成实时的城市建图和漫游,还能为自动驾驶等提供技术支持。近年来,神经隐式建模的发展十分迅速,神经辐射场(NeRF)的出现更是将神经隐式建模推上了新的高度。NeRF凭借高质量渲染和任意角度渲染的特点,已经在可控编辑、数字化人体、城市场景重建等领域得到了广泛的应用。NeRF通过深度学习的方法从二维图片及其位姿中学习隐式三维场景,生成新视角图像。然而原始NeRF只能在有界场景下得到逼真的结果,在对室外大场景进行建模时,往往会面临无界背景、模型容量、场景外观等问题。基于室外大场景中NeRF部署的多个角度改进和多样的NeRF变种,首先介绍NeRF的背景,然后从室外大场景的难点切入,对各个难点的解决方法进行分析和讨论,最后对室外大场景NeRF目前的进展进行总结并对未来进行展望。 展开更多
关键词 神经隐式表达 神经辐射场 新视角合成 室外场景 大场景
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用于校正大视场共轴光学系统畸变的自由曲面设计方法 被引量:1
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作者 丁岩 张乃文 +1 位作者 杨超 薛常喜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期106-114,共9页
大视场光学系统的畸变往往较为严重,畸变会导致图像的扭曲和变形,为了解决这个问题,提出了一种利用自由曲面校正大视场共轴光学系统畸变的设计方法,应用该方法可以在优化后期提升光学系统的指标。基于逐点法、矢量折射定律通过光线追迹... 大视场光学系统的畸变往往较为严重,畸变会导致图像的扭曲和变形,为了解决这个问题,提出了一种利用自由曲面校正大视场共轴光学系统畸变的设计方法,应用该方法可以在优化后期提升光学系统的指标。基于逐点法、矢量折射定律通过光线追迹的方式,根据原有光学系统的出瞳位置和畸变情况,利用自由曲面对各视场主光线进行偏折,进而对畸变进行校正。给出了设计实例,分别拟合出了自由曲面和非球面。对比结果显示,相比于原系统,自由曲面的加入导致TV畸变从–6.3355%下降到0.0002%,相对照度从65.5%下降为50%,调制传递函数从0.54提高到0.64,蒙特卡洛分析90%概率调制传递函数从0.574提高到0.589。相比于相同位置的非球面,自由曲面对系统的畸变校正能力更强,降低了0.2109%,调制传递函数提升了0.06,并且更具有减小系统切向和矢向之间发散的优势,相对照度降低了0.2%,蒙特卡洛分析结果提升了0.002。证明了自由曲面设计方法对大视场共轴光学系统的畸变有着明显的校正作用,体现了自由曲面在大视场共轴光学系统中有着潜在的重要研究和应用价值。 展开更多
关键词 光学设计 自由曲面设计 光线追迹 畸变 大视场 共轴光学系统
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曲面仿生复眼测速技术研究 被引量:1
15
作者 刘韬 郭文阁 +5 位作者 朱帅民 张远杰 许黄蓉 武登山 周晓军 鱼卫星 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期134-141,共8页
曲面仿生复眼相机具有大视场,对运动目标敏感等特点,在广域探测、内窥导管、精确制导等国防、医学及民用工业领域中有着广阔的应用前景,该文报道了基于曲面仿生复眼相机的高速运动目标测速技术研究。首先建立了基于曲面仿生复眼成像原... 曲面仿生复眼相机具有大视场,对运动目标敏感等特点,在广域探测、内窥导管、精确制导等国防、医学及民用工业领域中有着广阔的应用前景,该文报道了基于曲面仿生复眼相机的高速运动目标测速技术研究。首先建立了基于曲面仿生复眼成像原理的测速模型;然后利用霍夫圆检测算法在原始复眼图像上找出每个子眼所在位置,并通过图像分割对相邻子眼之间重叠视场进行分析;最后再结合SIFT算法对相邻2个子眼的子图像进行特征点提取与图像配准,由提取出的特征点像素坐标计算出重叠区域像素数目,从而得到汽车的运动速度。设计了相关测速实验进行验证,实验中拍摄距离控制在6 m~10 m之间,对以8.33 m/s速度做匀速直线运动的汽车进行测试,测试结果表明,可将速度测试的相对误差控制在4%以内。与单孔径成像系统测速结果相比,曲面仿生复眼测速技术具有更高的准确性和重复性。 展开更多
关键词 仿生复眼 单孔径 测速系统 图像处理 大视场
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基于光斑轮廓特征的目标快速识别算法研究 被引量:1
16
作者 谢忠旭 王志乾 +4 位作者 沈铖武 刘旭 孙浩洋 郑博文 成顺 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期289-294,共6页
大视场的视觉着陆引导系统在引导无人机自主着陆过程中,需要快速检测出安装在无人机上的合作目标。该合作目标在图像上是以光斑形式存在,因此为了满足系统的实时性要求,本文提出了基于轮廓特征的快速检测光斑算法。该算法是根据光斑在... 大视场的视觉着陆引导系统在引导无人机自主着陆过程中,需要快速检测出安装在无人机上的合作目标。该合作目标在图像上是以光斑形式存在,因此为了满足系统的实时性要求,本文提出了基于轮廓特征的快速检测光斑算法。该算法是根据光斑在图像中的特征,采用了目标裁剪方法,将原始图像中的光斑部分裁剪出来,从而降低算法运算量;再通过图像预处理,消除背景的无关信息与噪声干扰,增强光斑的清晰度;最后利用最小二乘算法进行椭圆拟合定位出光斑的中心位置。将本实验算法与其他光斑检测算法进行实验对比,从而验证系统的实时性。结果表明:利用本文算法可以在保证精度的同时将运行时间缩减到36 ms。 展开更多
关键词 视觉引导系统 大视场 目标快速识别 轮廓特征 中心定位
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基于受控遗传算法的离轴三反光学系统设计 被引量:1
17
作者 王江涛 王虎 +3 位作者 马占鹏 薛要克 王星艳 连进 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期68-80,共13页
针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴... 针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴化并逐步扩大视场,引入自由曲面校正离轴系统产生的非对称像差,实现高质量大视场成像。以一款视场为30°×20°,焦距为110 mm,F数为2.2,工作波段在3~5μm的光学系统为例,设计结果表明光学传递函数MTF接近衍射极限,在奈奎斯特频率25 lp/mm处优于0.6,全视场最大均方根RMS光斑半径值约为6.3μm,最大畸变小于10%,验证了该方法在大视场离轴三反光学系统设计过程中的有效性,对于大视场离轴系统的设计具有一定参考意义。 展开更多
关键词 光学设计 离轴三反系统 受控遗传算法 自由曲面 大视场
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一种大视场高分辨率的复眼光学系统设计 被引量:1
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作者 习啸天 韩军 张岩 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期314-320,共7页
针对传统无人机载成像系统无法实现大视场与高分辨率共存的问题,设计了一款大视场高分辨率无人机载复眼相机系统,该相机由曲面子眼阵列、光学中继系统和图像探测器三部分组成。中继系统使用了非球面设计,减小了系统体积。单个子眼焦距为... 针对传统无人机载成像系统无法实现大视场与高分辨率共存的问题,设计了一款大视场高分辨率无人机载复眼相机系统,该相机由曲面子眼阵列、光学中继系统和图像探测器三部分组成。中继系统使用了非球面设计,减小了系统体积。单个子眼焦距为20 mm,视场角为10°,中继系统为一鱼眼透镜,焦距为7 mm,可将子眼阵列所成焦曲面像转为平面像。总系统视场达到122°×106°,F数为3,焦距为3 mm,在飞行高度1 000 m时对地分辨率为0.8 m。仿真结果显示,各个光学子通道调制传递函数(modulation transfer function, MTF)在208 lp/mm处均大于0.3,系统在给定的公差范围内像质能够满足要求。与现有无人机载复眼系统相比,该文设计的系统视场更大,分辨率更高,且体积更小。 展开更多
关键词 大视场 复眼相机 光学设计 公差分析
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一种大视场汇聚型双目立体视觉标定方法
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作者 崔帅华 余磊 +2 位作者 何茜 熊邦书 欧巧凤 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期269-279,共11页
双目摄像机汇聚型摆放易导致标记点出现散焦模糊和透视形变,使标记点定位出现偏差,在大视场环境下会引发不可忽视的标定误差,进而影响测量精度。为解决上述问题,提出了一种基于标记点定位偏差度加权的大视场汇聚型双目立体视觉标定方法... 双目摄像机汇聚型摆放易导致标记点出现散焦模糊和透视形变,使标记点定位出现偏差,在大视场环境下会引发不可忽视的标定误差,进而影响测量精度。为解决上述问题,提出了一种基于标记点定位偏差度加权的大视场汇聚型双目立体视觉标定方法。首先,利用靶标在摄像机坐标系下的位姿,计算标记点散焦模糊量和透视形变度;其次,根据标记点定位偏差度设置相应权重;最后,将标记点权重系数加入目标函数,引导标定参数优化。实验结果表明:在观测值为505 mm的情况下,该方法测距均方根误差和标准差可达0.809和0.290,不但有效提高了大视场汇聚型双目立体视觉标定精度,而且具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 立体视觉 汇聚型双目标定 大视场 定位偏差 加权优化
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南极大视场望远镜光学系统研究进展 被引量:1
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作者 吴之旭 陈超 +3 位作者 姜鹏 丛迦南 杨浩 李正阳 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-98,共15页
南极特殊环境可为天文台址提供绝佳的天文观测条件且具有极高的空间碎片过境频率等特性,因此,南极大视场望远镜在天文观测、空间碎片管理和深空探测等领域具有重要研究意义。本文基于南极天文观测科学目标的需求,综合考虑南极天文台址... 南极特殊环境可为天文台址提供绝佳的天文观测条件且具有极高的空间碎片过境频率等特性,因此,南极大视场望远镜在天文观测、空间碎片管理和深空探测等领域具有重要研究意义。本文基于南极天文观测科学目标的需求,综合考虑南极天文台址视宁度数据要求,针对满足南极使用的大视场望远镜光学系统关键科学问题,首先总结与分析了南极天文台址的特征。其次,我国先后在南极地区部署的几批大视场光学望远镜,囊括了几类典型的大视场光学系统,本文详细探讨了南极大视场望远镜目前采用的多类典型大视场光学系统的设计理论,并对南极地区现有和规划中的大视场望远镜项目进行了全面的阐述,介绍了这些系统的关键技术特点。最后,深入探讨了南极大视场望远镜在天文探测科学研究领域所取得的重要进展,重点介绍该领域的前沿动态与一些关键性的突破。 展开更多
关键词 南极天文 大视场望远镜 光学设计 空间碎片监测
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