牙齿组织光学穿透深度有限元仿真分析

1

作者 陈庆光 林斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期680-683,共4页

利用有限元方法对光在二维牙齿双层有限尺寸模型中传输的扩散方程进行求解,获取了光能在组织体内部的分布情况,并对牙釉质和牙本质在不同光学参量模型下的光学穿透深度进行仿真分析.结果发现,穿透深度随牙釉质散射系数的增大而减小,随... 利用有限元方法对光在二维牙齿双层有限尺寸模型中传输的扩散方程进行求解,获取了光能在组织体内部的分布情况,并对牙釉质和牙本质在不同光学参量模型下的光学穿透深度进行仿真分析.结果发现,穿透深度随牙釉质散射系数的增大而减小,随牙本质的散射系数增大而增大.但牙釉质的穿透深度随散射系数的变化率(βe=0.00797)要远远大于牙本质(βd=0.000828).采用MonteCarlo随机统计方法验证了本文有限元求解扩散方程的正确性. 展开更多

关键词 组织光学 牙齿 穿透深度 有限元 散射系数

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一种新的光学角度测量与补偿 被引量：2

2

作者 宋继东 张万祯 林斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期354-357,共4页

石英晶体在切片过程中由于加工误差会引起两表面的不平行,从而影响对其晶向的判断.为了弥补这种缺陷,需要对上下两表面的倾角进行测量.本文对全自动X射线分选仪的晶体倾角测量问题进行了研究,用位置灵敏探测器探测被晶体反射的激光光斑... 石英晶体在切片过程中由于加工误差会引起两表面的不平行,从而影响对其晶向的判断.为了弥补这种缺陷,需要对上下两表面的倾角进行测量.本文对全自动X射线分选仪的晶体倾角测量问题进行了研究,用位置灵敏探测器探测被晶体反射的激光光斑,推导出了位置灵敏探测器探测到的坐标点随上下晶面夹角的关系式,并进一步分析了不同入射角,不同晶体厚度情况下位置灵敏探测器上的光斑形状.最后得出位置灵敏探测器纵坐标轴上的高度差和上下晶面夹角的近似线性的关系,发现当入射角为20°时误差最小,为5.306 2×10-6mm,选用这一入射角时的系统分辨率和测量范围分别为1.033″和15′. 展开更多

关键词 X射线分选仪 角度补偿 位置灵敏探测器 分辨率 测量范围

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两维悬浮式生物芯片及其检测方法研究 被引量：3

3

作者 徐国雄 黄震 +1 位作者 倪旭翔 陆祖康 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第10期13-16,20,共5页

在目前悬浮生物芯片检测技术的基础上,提出了一种新颖的悬浮式生物芯片并行检测分析方法。液流推射装置产生平稳、均匀的悬浮式生物芯片溶液薄层二维微流场,使微球探针并行流入测试区域后暂时停止流动;用连续激光激发荧光,高灵敏度CCD... 在目前悬浮生物芯片检测技术的基础上,提出了一种新颖的悬浮式生物芯片并行检测分析方法。液流推射装置产生平稳、均匀的悬浮式生物芯片溶液薄层二维微流场,使微球探针并行流入测试区域后暂时停止流动;用连续激光激发荧光,高灵敏度CCD凝结成像,实现悬浮式生物芯片的并行检测分析。采用液流周期性停止时间(100ms)与CCD曝光时间(100ms)相匹配的方法并行检测悬浮式生物芯片,每秒可检测约2000个微球探针信号。入射激光斜入射到检测面使激光光路与收集的荧光光路分离,极大提高了信噪比。采用窄带(带宽22nm)、高截止率(10-8)的滤色片有效地抑制了信号的串扰,相对误差可达3?0-5。 展开更多

关键词 悬浮式生物芯片 二维微流场 CCD凝结成像 并行检测 信噪比

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自动导星星点检测及跟踪算法研究(英文) 被引量：10

4

作者 蔡文娟 王立强(指导) 袁波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2684-2689,共6页

详细介绍了自动导星的工作原理,对自动导星的星点检测及跟踪算法进行研究,结合星点能量在星图上分布近似高斯分布的特性,提出一种稳定可靠的目标星点提取算法。算法首先分析了星点目标的阈值判断原则,根据阈值条件确定一定数量的候选星... 详细介绍了自动导星的工作原理,对自动导星的星点检测及跟踪算法进行研究,结合星点能量在星图上分布近似高斯分布的特性,提出一种稳定可靠的目标星点提取算法。算法首先分析了星点目标的阈值判断原则,根据阈值条件确定一定数量的候选星点,然后在候选星点中筛选出最优的目标星点,最后通过高斯曲线拟合的办法求取最优目标星点的质心坐标。该方法提高了目标星点提取的准确性和计算速度,实验结果表明:改进后的算法能够达到良好的效果。 展开更多

关键词 星点追踪 星点检测 自动导星

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一维PSD瞬态响应特性的有限差分方法研究 被引量：3

5

作者 陈冬严 林斌 陈钰清 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1159-1162,共4页

基于有限差分方法 ,提出了一种新的PSDRC网络传输线模型模拟算法 利用该算法 ,得到了一维PSD在不同光信号激励下 ,从开始响应到进入稳态后的各个阶段的精确数值解 揭示了PSD电极对不同照射点的起始响应时间的差异正相关于光入射点与PS... 基于有限差分方法 ,提出了一种新的PSDRC网络传输线模型模拟算法 利用该算法 ,得到了一维PSD在不同光信号激励下 ,从开始响应到进入稳态后的各个阶段的精确数值解 揭示了PSD电极对不同照射点的起始响应时间的差异正相关于光入射点与PSD几何中心之间的距离 在高速瞬态探测时 ,PSD器件参数限制了激励光脉冲信号的频率 ,其最高调制速率为 1/ (3.75Tc) 展开更多

关键词 位置敏感探测器(PSD) 有限差分法 响应时间

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成像型绝对式轴角编码器的算法研究 被引量：2

6

作者 袁波 焦晓龙 林斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期97-101,共5页

在分析成像型绝对式轴角编码器工作原理的基础上,设计了用于成像型绝对式轴角编码器的角度读取算法。在论文中,从图像预处理和角度检测两个方面详细阐述了算法的具体实现。首先,对码盘图像实施灰度化、平滑和二值化等预处理以获得合适... 在分析成像型绝对式轴角编码器工作原理的基础上,设计了用于成像型绝对式轴角编码器的角度读取算法。在论文中,从图像预处理和角度检测两个方面详细阐述了算法的具体实现。首先,对码盘图像实施灰度化、平滑和二值化等预处理以获得合适的二值化信号;然后,分别沿码盘的径向和切向读取粗码和细分码,并由它们构成最终的角度值。最后,用实验验证了成像型绝对式轴角编码器算法的可行性和正确性。 展开更多

关键词 绝对式 轴角编码器 成像型 图像预处理 角度检测

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利用红外光谱和窗口因子分析研究加热导致的牛血清白蛋白的二级结构变化 被引量：3

7

作者 袁波 严惠民 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2255-2258,共4页

用红外光谱和窗口因子分析（WFA）对加热导致的D2O中牛血清白蛋白（BSA）的二级结构变化进行了研究.常规光谱分析和WFA的结果表明,BSA的结构变化开始于56℃,而二级结构的剧烈变化发生在68～82℃,与α-螺旋片断相连的短链变化发生的温度... 用红外光谱和窗口因子分析（WFA）对加热导致的D2O中牛血清白蛋白（BSA）的二级结构变化进行了研究.常规光谱分析和WFA的结果表明,BSA的结构变化开始于56℃,而二级结构的剧烈变化发生在68～82℃,与α-螺旋片断相连的短链变化发生的温度比其它二级结构变化的发生温度低10℃左右.研究结果表明,WFA在解析溶液里蛋白质的温度相关红外光谱中起重大作用. 展开更多

关键词 红外光谱 窗口因子分析 加热 牛血清白蛋白 二级结构

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悬浮式生物芯片检测中的图像处理研究 被引量：1

8

作者 张登科 倪旭翔 石岩 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期33-36,共4页

介绍了悬浮式生物芯片的特点和检测方法,首次提出了完整的悬浮式生物芯片图像处理解决方案。使用预处理去除图像中的噪声并对图像予以增强,然后通过模式匹配技术识别样点,确定位置坐标,定位误差小于1个像素。用数学形态学方法圈定样点范... 介绍了悬浮式生物芯片的特点和检测方法,首次提出了完整的悬浮式生物芯片图像处理解决方案。使用预处理去除图像中的噪声并对图像予以增强,然后通过模式匹配技术识别样点,确定位置坐标,定位误差小于1个像素。用数学形态学方法圈定样点范围,并用掩模技术提取信号强度值。使用整体或局部法处理背景。结合图形化开发环境LabVIEW和IMAQ工具包进行整个图像处理的集成和实现。结果表明,该方法能有效完成悬浮式生物芯片检测中的图像处理任务。 展开更多

关键词 悬浮式生物芯片 图像处理 模式匹配 LABVIEW

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脉冲Nd:YAG激光对犬牙硬组织作用的拉力实验

9

作者 朱建中 黄炜 +3 位作者 许肖杰 林斌 陈钰清 顾锡荣 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期97-97,共1页

目的:研究脉冲Nd:YAG激光在不同能量和不同频率下照射犬牙硬组织后,与光敏树脂间的拉力大小,为临床研究提供依据。方法:选择一致性较好的活体狗牙,用高速钻头制备各类洞型。分别用磷酸腐蚀和不同能量和频率的脉冲Nd:YAG激光进行照射,以... 目的:研究脉冲Nd:YAG激光在不同能量和不同频率下照射犬牙硬组织后,与光敏树脂间的拉力大小,为临床研究提供依据。方法:选择一致性较好的活体狗牙,用高速钻头制备各类洞型。分别用磷酸腐蚀和不同能量和频率的脉冲Nd:YAG激光进行照射,以光敏树脂进行光固化后做拉力实验并进行比较。结果:实验证明用脉冲Nd:YAG激光照射犬牙硬组织,在特定参数下,拉力显著增加。结论:用脉冲Nd:YAG激光照射代替磷酸进行牙齿表面处理可增加牙齿与光敏树脂间的粘结力。 展开更多

关键词 ND:YAG激光 犬牙 粘结力

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一种深度相机与双目视觉结合的视差估计技术 被引量：1

10

作者 魏少鹏 严惠民 张秀达 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期72-77,共6页

对于双目视觉立体匹配算法,先验的视差范围估计是影响算法匹配效果和运行时间的重要因素。在双目视觉系统的实际应用中,匹配视图之间的视差范围通常随场景的变化而不断改变,因此需要对视图间的视差范围进行有效的自动估计。针对此问题,... 对于双目视觉立体匹配算法,先验的视差范围估计是影响算法匹配效果和运行时间的重要因素。在双目视觉系统的实际应用中,匹配视图之间的视差范围通常随场景的变化而不断改变,因此需要对视图间的视差范围进行有效的自动估计。针对此问题,开发了一种双模相机,可分时采集场景的灰度图像和深度图像,该深度图像与灰度图像有相同的空间分辨力。在双目视图匹配过程中,通过引入深度图的信息,可约束每一个待匹配像素的视差范围。对于实验室内采集的普通视图对,本文方法相较以视图间视差最大、最小值为约束的方法,匹配速度提高3倍以上,匹配误差减少2%,有效提高了匹配的可靠性和普适性。 展开更多

关键词 成像系统 视差范围估计 深度相机 立体匹配

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基于正弦相位编码的相机离焦标定 被引量：7

11

作者 杨浩 蔡宁 +1 位作者 林斌 曹向群 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期62-70,共9页

分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光相位的影响.基于正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码显示面板对离焦相机进行标定的方法.使用Floyd-Steinberg Dithering算法消除了显示面板gamm... 分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光相位的影响.基于正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码显示面板对离焦相机进行标定的方法.使用Floyd-Steinberg Dithering算法消除了显示面板gamma变换带来的结构光相位计算误差.实现了相机在离焦状态下对标定物特征点的准确提取.标定结果重投影误差为0.17pixels.相机焦距的标定误差在0.39%以内.与传统方法相比提高了标定精度,为具有特殊成像范围的相机的标定提供了一种解决方案. 展开更多

关键词 相机标定 离焦 相位匹配 相移法 摄影设备

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基于几何约束的自适应相位解包裹算法 被引量：5

12

作者 李雯 蔡宁 +1 位作者 林斌 曹向群 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期92-99,共8页

提出一种通过相机和投影仪的空间几何约束来展开相位包裹的方法,只需要对结构光投影测量系统进行标定,不需要进行传统的时间或空间相位展开.通过投影单周期条纹得到物体的大致高度信息以确定虚拟深度平面,在虚拟平面z0min处,根据结构光... 提出一种通过相机和投影仪的空间几何约束来展开相位包裹的方法,只需要对结构光投影测量系统进行标定,不需要进行传统的时间或空间相位展开.通过投影单周期条纹得到物体的大致高度信息以确定虚拟深度平面,在虚拟平面z0min处,根据结构光系统的标定参数创建最小绝对相位图,物体的包裹相位逐像素与进行比较,即确定条纹级数,实现相位解包裹.该方法具有良好的鲁棒性,对硬件要求低,采集图像少并且不需要额外的物体来获得z0min,能够实现自适应动态测量.实验结果表明,在同等条件下,与传统时间相位展开方法相比,该方法的相对误差降低了14.33%,同时简化了测量方法,能够有效实现物体的三维形貌测量. 展开更多

关键词 相位解包裹 自适应测量 相移法 三维图像重构 结构光 标定 几何约束

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一种基于LabVIEW的光谱仪设计 被引量：10

13

作者 张登科 倪旭翔 石岩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期854-858,共5页

利用虚拟仪器开发软件LabVIEW设计了一台光谱仪,使用CCD一次接收整个光谱,同时利用LabVIEW高度集成化的模块进行显示、分析等处理,效率高,开发周期短,仪器使用方便,功能多且易于扩展·

关键词 光学技术与仪器 光谱仪 虚拟仪器 LABVIEW

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基于空间光调制器的HDR图像获取方法 被引量：4

14

作者 陈浙泊 徐进 +2 位作者 倪旭翔 林斌 陆祖康 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期844-847,共4页

提出一种利用空间光调制器对物方光线进行调制并多次曝光的方法来获取HDR图像.讨论了该方法的原理,并根据原理搭建实验装置进行了实验.实验装置中以LCOS作为空间光调制器,以CMOS作为成像传感器,通过多次曝光获得系列图像,利用图像合成... 提出一种利用空间光调制器对物方光线进行调制并多次曝光的方法来获取HDR图像.讨论了该方法的原理,并根据原理搭建实验装置进行了实验.实验装置中以LCOS作为空间光调制器,以CMOS作为成像传感器,通过多次曝光获得系列图像,利用图像合成算法生成HDR图像.该方法具有实时性好、扩展性强、成本较低等优点. 展开更多

关键词 高动态范围(HDR) 空间光调制器(SLM) LCOS

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利用强度调制消除零频的傅里叶变换轮廓测量 被引量：16

15

作者 刘大海 林斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1697-1701,共5页

采用双色正弦条纹投影的傅里叶变换轮廓术中零频分量的扩展对有用基频分量有影响,为此提出一种新型的基于强度调制的零频消除方法提高测量准确度和范围.通过采集一帧变形彩色条纹图并分离颜色通道获得两幅相位差为π的条纹图,对变形条... 采用双色正弦条纹投影的傅里叶变换轮廓术中零频分量的扩展对有用基频分量有影响,为此提出一种新型的基于强度调制的零频消除方法提高测量准确度和范围.通过采集一帧变形彩色条纹图并分离颜色通道获得两幅相位差为π的条纹图,对变形条纹做强度调制校正,进而消除零频分量,实现高度解析.理论模拟和实验测试均验证了此方法的有效性.相比传统的相移消除零频分量的方法,此方法具有显著的速度优势,适合于三维物体的实时测量. 展开更多

关键词 调制函数 零频消除 傅里叶变换 三维面形测量

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DNA分析仪的研制及性能考查 被引量：3

16

作者 汪洁 王立强 +2 位作者 石岩 郑华 陆祖康 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1861-1865,共5页

自行研制DNA分析仪,采用毛细管电泳分离DNA片段,激光诱导荧光技术进行检测。检测部分设计为共焦光路,488 nm的Ar+激光器激发DNA片段上标记的荧光染料,发射的荧光信号由光电倍增管收集检测,激发光路和收集光路可三维调节。优化毛细管电泳... 自行研制DNA分析仪,采用毛细管电泳分离DNA片段,激光诱导荧光技术进行检测。检测部分设计为共焦光路,488 nm的Ar+激光器激发DNA片段上标记的荧光染料,发射的荧光信号由光电倍增管收集检测,激发光路和收集光路可三维调节。优化毛细管电泳-激光诱导荧光检测装置的设计和分析参数,实现了高分辨率、高灵敏度的DNA样品分析。实验结果表明,对于分析标准DNA样品pGEM-3Zf(+)/HaeⅢMarkers和pBR322 DNA/HaeⅢMarker,标记的2种荧光染料分别为Thi- azole Orange(TO)和SYBR GreenⅠ,本分析仪均获得了高信噪比的毛细管电泳图谱,较好地实现了单碱基分辨,检测灵敏度为2.4×10^(-11)mol/L。 展开更多

关键词 DNA分析仪 毛细管电泳(CE) 激光诱导荧光(LIF) 共焦

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适用于离焦状态相机的相位编码标定方法 被引量：4

17

作者 杨浩 蔡宁 +1 位作者 林斌 曹向群 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期82-90,共9页

现阶段通用的相机标定方法需要使用者提供准确的标定板特征点像素坐标。但对某些成像位置特殊的相机而言,一般标定物(如长宽在厘米级别的标定板)的使用范围在其清晰成像范围之外。使用这些相机拍摄一般标定物,只能得到离焦的模糊图像,... 现阶段通用的相机标定方法需要使用者提供准确的标定板特征点像素坐标。但对某些成像位置特殊的相机而言,一般标定物(如长宽在厘米级别的标定板)的使用范围在其清晰成像范围之外。使用这些相机拍摄一般标定物,只能得到离焦的模糊图像,无法准确提取特征点像素坐标。本文分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光(简称正弦结构光)相位的影响。利用正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码的方法,对标定物上特征点进行相位编码,实现了相机在离焦状态下的标定。经过实验验证,标定结果焦距长度与真实值之间最大偏差为0.47%,最大像素重投影误差为0.17 pixels。该方法为具有特殊成像范围的相机的标定提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 相机标定 对焦 相位匹配 相移法 摄影设备

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基于遗传算法相位抖动优化的高质量二值条纹产生方法 被引量：3

18

作者 蔡宁 陈浙泊 +1 位作者 林斌 曹向群 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期44-53,共10页

采用遗传算法在相位域对抖动算法产生的二值条纹图案进行优化,同时,为了解决遗传算法的耗时问题,用对二值块的优化来代替整个条纹图案的优化.实验结果表明:本文方法对不同离焦量具有鲁棒性,能极大改善抖动算法的测量质量;在轻度离焦、... 采用遗传算法在相位域对抖动算法产生的二值条纹图案进行优化,同时,为了解决遗传算法的耗时问题,用对二值块的优化来代替整个条纹图案的优化.实验结果表明:本文方法对不同离焦量具有鲁棒性,能极大改善抖动算法的测量质量;在轻度离焦、中度离焦和重度离焦的情况下,相位均方根误差分别由1.493,1.209,0.989rad,减小到0.972,0.749,0.603rad. 展开更多

关键词 三维 二值图像 测量 遗传算法 优化

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温度对光纤准直器的角度偏移影响分析 被引量：1

19

作者 孙鸣捷 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1509-1513,共5页

通过对光纤准直器准直失配,即离轴耦合、偏角耦合、间距耦合三种情况的耦合损耗进行分析,发现角度偏移对耦合效率影响最大.实验中随着温度周期性的变化,光斑位置也出现了有一定规律性的变化.实验通过确定光斑位置的变化量从而求出鞍型... 通过对光纤准直器准直失配,即离轴耦合、偏角耦合、间距耦合三种情况的耦合损耗进行分析,发现角度偏移对耦合效率影响最大.实验中随着温度周期性的变化,光斑位置也出现了有一定规律性的变化.实验通过确定光斑位置的变化量从而求出鞍型和拱型支承架在温度循环时的角度偏移为519μrad和395μrad,并导致了0.944dB和0.718dB的耦合损耗;在温度冲击时的角度偏移为986μrad和138μrad,并导致了1.793dB和0.251dB的耦合损耗.实验结果表明拱型支承架在两种不同的温度变化情况下均优于鞍型支承架. 展开更多

关键词 光纤准直器 光纤支承架 激光焊接 角度偏移

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基于面阵探测器的凝视成像激光雷达

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作者 严惠民 胡剑 +3 位作者 张秀达 方毅 王鹏鹏 冯华君 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期8-16,共9页

本文介绍了一种基于面阵探测器的凝视成像激光雷达系统。整个系统分为三部分,第一部分是脉冲激光发射系统,采用中心波长为808nm的半导体堆叠激光器作为光源;第二部分是接收系统,由成像物镜,像增强器和面阵探测器组成。第三部分是计算机... 本文介绍了一种基于面阵探测器的凝视成像激光雷达系统。整个系统分为三部分,第一部分是脉冲激光发射系统,采用中心波长为808nm的半导体堆叠激光器作为光源;第二部分是接收系统,由成像物镜,像增强器和面阵探测器组成。第三部分是计算机图像数据采集处理系统。系统使用分时的两次测量法,先后用恒定增益和线性增益两种方式对接收到的光强进行调制,由这两次测量得到的光强信息解调出距离信息。文章分析了系统的噪声特性,对给定的系统参数用仿真软件估计了距离误差。实验表明,系统的实际距离分辨力和仿真分析得到的距离分辨力相符。 展开更多

关键词 增益调制 线性 凝视成像激光雷达 复合目标

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