北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对遥感图像中的目标检测问题,采用基于卷积神经网络的目标检测框架对目标进行提取,针对该网络制作了包含三类遥感图像中常见目标的目标检测数据集。为了解决遥感图像目标旋转角度较大的问题,将空间变换网络融入超快区域卷积神经网络,提出了一种具有旋转不变性自学习能力的目标检测模型。通过与传统的目标检测方法进行对比分析,探究了不同方法对遥感图像目标检测的实际效果。相对于传统的目标检测方法,融合了空间变换网络的卷积神经网络所提取的特征具有更好的旋转不变特性,从而能够达到更高的检测精度。
图像处理 卷积神经网络 空间变换网络 目标检测 深度学习 激光与光电子学进展
2019, 56(5): 051002
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对双Kinect扫描大型物体过程中双Kinect外参标定问题,利用改进的随机采样一致性方法提取了点云球体及平面模型的关键参数,分析了不同Kinect坐标系下的球心坐标及平面法向量间的关系,提出了一种基于球体及平面模型的双Kinect空间位置的标定方法,实现了视角位移变化较大的平移旋转矩阵的标定。相对于利用传统迭代最近点(ICP)算法及改进的ICP算法标定两个Kinect外参的方法,所提方法的速度、精度均有较大幅度提高。最后,利用实际模型的配准结果验证了所提方法的可行性,所提方法为视角位移变化较大的双Kinect外参的标定提供了一种快捷、准确的标定方案。
测量 标定 随机采样一致性算法 深度传感器 点云 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 042802
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics & Optical Communications (Beijing University of Posts and Telecommunications), Beijing 100876, China
2 School of Instrument Science and Optoelectronic Engineering (Beihang University), Beijing 100191, China
3 School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
We propose a high-Q photonic-electronic hybrid cavity for single-longitudinal-mode narrow-linewidth oscillation, where part of the cavity is in the radio frequency (RF) domain by a pair of frequency conversions. In the RF part, we can easily achieve MHz filtering and a large delay by inserting an electronic filter. In mathematics, we prove that the frequency conversion pair and electronic filter in between can be equivalent to a high-Q optical filter cascaded low-noise optical amplifier as a whole. Finally, the 20-dB bandwidth of oscillation is 1/20 of that of an optical local oscillator, and the maximum phase noise suppression can reach 65 dB.
140.3410 Laser resonators 230.0250 Optoelectronics 140.3570 Lasers, single-mode Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 010010
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
基于深度传感器骨骼追踪提出了一种新的快速人体测量方法。通过深度传感器获取骨骼关节信息和人体深度数据, 完成了人体特征尺寸中部分长度和围度的测量。实验结果表明, 该方法能在短时间内获得较准确的结果, 能用低成本设备在狭小场地完成部分人体特征尺寸的获取。
测量 人体测量 深度传感器 骨骼追踪 特征尺寸 围度估计 激光与光电子学进展
2017, 54(12): 121206
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京100191
为了研究基于线结构光的桌面3D扫描系统,将3D扫描所需进行的各项扫描仪标定工作进行了实验,使之得以在人较少参与的情况下自动完成。对图像进行了扫描算法研究,搭建了一套由摄像头、控制板、激光器以及上位机组成的装置。对摄像机进行了标定并通过实验验证了其获得结果的准确性。同时利用光平面方程对光平面进行了标定,利用阈值法和灰度重心法相结合,对光条中心进行提取。通过对物体三维扫描将所得扫描结果与扫描实物进行了对比,分析了系统的误差。该系统具有价格低廉,使用方便等特点。
3D扫描 线结构光 图像处理 three-dimensional scanning line structured light image processing
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
提出了一种基于结构光的牙齿三维轮廓测量系统。该系统由电荷耦合器件(CCD)相机和数字光处理(DLP)4500 投影模块组成。采用格雷码与相移法结合的投影方法。基于张正友标定法提出一种快速、精确的相机与投影仪联合标定的方法。在系统标定的基础上进行牙模扫描实验，得到了牙模三维点云轮廓。实验结果表明，该系统能够对牙模进行精确的三维测量，为其以后在牙科领域的应用奠定基础。
成像系统 三维测量 投影仪-相机联合标定 格雷码-相移编码 牙齿 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 011102
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
为了提高梳状结构光学测速系统的测速精度, 采用数学原理研究了梳状结构的间距大小对输出光强信号周期性的影响, 通过优化输出光强信号的周期性来提高测速精度, 并采用一种结合图像处理选择最佳间距的实验方法, 进行了相关的理论分析, 对两种不同路面进行了实验仿真验证, 得到不同间距下不同的输出光强信号的周期性情况。结果表明, 当栅状结构的间距大小与地面特征点大小一致时, 得到的输出光强周期性最优, 对于普通的柏油和水泥路面, 对应到地面的最佳栅状结构间距大小为1.0mm ~1.5mm。
测量与计量 周期优化 图像处理 梳状结构 差分输出 measurement and metrology cycle optimizing image processing grid structure differential output
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
多普勒激光雷达因测速精度高、无测速误差积累等特点而成为现代组合导航中的重要设备。为了提高车载三波束多普勒激光雷达的系统探测性能，采用 Oren-Nayar模型仿真分析了波束照射角度与回波功率之间的变化关系，并研究了系统信噪比和测速灵敏度随波束照射角度的变化关系，综合考虑了波束照射角度对三者的影响，给出水平偏转角和天顶角余角的选择范围。通过实验对比天顶角余角为53°和24°时的测试结果，验证了分析得到的角度选取范围的合理性。
激光光学 车载激光雷达 导航 三波束 波束照射角度
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司, 昆明 650031
旋转倾斜光学平板是一种光学微扫描方法, 为了解决其对光学平板尺寸要求苛刻的问题, 采用一种大步长扫描法, 理论分析了该方法对频谱混叠和探测器调制传递函数的影响, 并结合实验仿真对超分辨重建图像的质量评价参量进行了实验验证。结果表明, 该方法不但降低了平行平板加工难度, 而且依然能抑制图像频谱混叠并保持探测器调制传递函数。
成像系统 微扫描 大步长微扫描 调制传递函数 超分辨率图像 imaging system microscanning large step microscanning modulation transfer function super-resolution image
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院， 北京 100191
2 第二炮兵装备研究院， 北京 100085
散斑噪声会影响调频连续波(FMCW)相干激光雷达的拍频信号质量，进而影响雷达的探测性能。为衡量该影响并优化系统设计，采用几何光学近似的方法对散射场进行了简化处理。通过蒙特卡罗模拟仿真建立了散斑噪声对系统拍频信号强度的影响模型，并优化了系统光学天线孔径的设计。系统测试实验结果表明，拍频信号的强度与粗糙面高度和波长的比值成负指数关系，且弱散射表面的信号强度衰减更快。实验结果与理论和仿真分析相吻合，优化设计后的系统可对存在散斑噪声的拍频信号进行有效探测，且其测距和测速误差分别小于1 cm和0.05 cm/s。
相干光学 调频连续波激光雷达 散斑噪声 拍频信号 中国激光
2011, 38(10): 1005001
