1 微米纳米加工技术全国重点实验室, 上海 200241
2 上海交通大学 微纳电子学系, 上海 200241
近年来仿生扑翼飞行器利用视觉系统自主飞行成为一个具有广泛前景的研究方向, 然而, 其有限的带载能力对视觉传感器的类型、尺寸和重量提出了严格要求。目前商用图像处理模块的尺寸和重量较大, 且需要回传图像信息至地面控制系统处理, 文章旨在设计一款轻量化机载单目视觉系统, 帮助微型仿生扑翼飞行器获取外界信息并实现智能自主的飞行。相比于其他图像处理模块, 此系统以国产高算力芯片K210为核心进行设计, 可脱离电脑端完成图像处理, 尺寸仅为2.2cm×2.3cm, 重量仅为3g, 内部兼容轻量化网络模型实现分类识别, 通过串口进行信息交互, 控制扑翼飞行器实现手势识别和目标追踪。
仿生飞行器 单目视觉系统 卷积神经网络 轻量化 目标识别 机载图像处理 串口通信 自主飞行 bionic aircraft monocular vision system convolution neural network lightweight target recognition onboard image processing serial communication autonomous flight
1 清华大学 精密仪器系 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
2 中国电子信息产业发展研究院, 北京 100846
为了提高计算全息图的生成速度和再现像的重建质量, 文中基于角谱传播的精确衍射计算过程, 提出了一种面向层结构的角谱传播计算全息算法。该算法将三维场景分层, 并将每层场景通过角谱衍射运算得到子全息图。通过子全息图在干涉面的叠加, 最终生成整个三维场景的全息图。由于角谱运算没有旁轴近似, 因此对于不同类型的三维数据, 利用该算法计算得到的全息图均可重建得到精确的再现像。此外, 该算法的计算复杂度不取决于三维场景的复杂度, 只取决于分层层数, 因此运算速度较传统点元法可提高两三个数量级。该算法为三维场景的动态显示提供了一种有效的解决方案。
计算全息算法 角谱传播理论 层结构 动态三维显示 CGH algorithm angular spectrum propagation theory layer structure dynamical 3D display 红外与激光工程
2018, 47(6): 0603001
1 西北工业大学 电子信息学院, 西安 710129
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 空间光学研究室, 西安 710119
通过CCD相机成像模型讨论了成像链路各个环节对系统传递函数的影响, 分析了滤波器品质因数的增强效果、品质因数对信噪比的影响, 品质因数对多个像元影响, 分析表明：当相机光学部件及传感器确定之后, 可以通过设置合理的后端滤波电路品质因数来增强系统传递函数; 当滤波器的最佳品质因数设置值为1时, 成像系统在Nyquist空间频率处的传递函数能够提高32%.利用黑白条纹靶进行相机传递函数测试及信噪比测试, 试验结果表明, 调制传递函数增强滤波器在品质因数为1时可提高CCD成像相机的成像性能, 提高传递函数30%; 电路噪声抑制能力与通带内最平坦滤波器相当.
调制传递函数 低通滤波器 品质因数 CCD相机 带宽 信噪比 Modulation Transfer Function (MTF) Low pass filters Quality factor CCD cameras Bandwidth Signal to Noise Ratio (SNR)
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
2 西安电子科技大学 计算机学院, 西安 710071
在位相差异技术原理的基础上, 利用现有平台, 通过室内实验以及室外推扫成像试验, 检验了位相差异技术波前反演的效果.试验表明: 以干涉仪实测波前与反演波前的残差均方根误差作为评价标准, 基于位相差异技术的波前反演精度可达1/40λ(λ=632.8 nm); 同时, 利用反演波前进行的图像复原滤波能够大幅改善推扫退化图像的品质, 复原后图像信噪比的提升量优于40%, 奈奎斯特频率处调制传递函数的提升量超过80%.间接地证明了位相差异波前反演技术的实际效能, 为位相差异波前反演技术的空间应用奠定了基础.
空间光学相机 波前反演 位相差异 图像复原滤波 Space-borne camera Wave-front sensing Phase diversity Image restoration
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Department of Precision Instruments, Tsinghua University, Beijing 100084, China
A time-division multiplexing method for computer-generated holograms (CGHs) is proposed to solve the problem of the limited space-bandwidth product. A three-dimensional (3-D) scene is divided into multiple layers at different depths. The CGH corresponding to each layer is calculated by an angular-spectrum algorithm that is effective at a wide range of propagation distances. All of the CGHs are combined into several group-CGHs. These group-CGHs are sequentially uploaded onto one spatial light modulator at a high frame rate. The space-bandwidth product can be benefited by the time-division processing of the CGHs. The proposed method provides a new approach to achieve high quality 3-D display with a fast and accurate CGH computation.
090.0090 Holography 090.1760 Computer holography 090.2870 Holographic display Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 010005
1 石家庄军械工程学院电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
2 清华大学精密仪器系, 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
提出了一种基于计算全息和随机相位编码的三维信息的加密与显示方案，在计算全息三维显示系统中，将随机相位掩模放置到计算全息的频谱信息中，重现时放置相应随机相位的共轭，并将此作为解密的密钥，实现对计算全息图中三维物体的解密和显示。该方案光路结构简单，在实现对三维物体显示的同时保证了信息的安全性，提高了加密的效率和信息的容量，数值模拟验证了方案的可行性。
全息 计算全息 光学信息安全 三维显示 随机相位编码 激光与光电子学进展
2015, 52(10): 100902
1 燕京理工学院 (原北京化工大学北方学院), 河北廊坊 065201
2 北京世维通科技发展有限公司, 河北廊坊 065201
针对高精度测量的要求, 探索性地提出了一种多峰值反射率拟合的解调新方法。讨论了 Levenberg-Marquardt算法在边波带峰值反射率拟合中的应用。根据光纤布拉格光栅对多波长光源的反射作用, 研究光栅反射中心波长与各阶光边波带峰值反射率之间的关系模型, 利用 Lebenberg-Marquardt算法对光栅反射光谱进行特征提取得到特征参量表征传感信息。初步实验证明了该高精度解调方案的有效性和可行性, 并分别获得了 0.1℃的温度分辨率和0.5 με的应变分辨率, 对高精度光栅传感系统的研制具有一定的供参考价值。
光栅传感 高精度解调 非线性回归分析 Levenberg-Marquardt算法 grating sensing high precision demodulation nonlinear regression analysis Levenberg-Marquardt algorithm
长春理工大学光电工程系, 吉林 长春 130022
研制一种在光子嫩肤仪中用于产生标准谱段的滤光片。采用石英作为基底, 选择TiO2和SiO2作为高低折射率材料, 采用needle优化方法压缩通带波纹, 通过真空镀膜和离子辅助的技术, 研制出了200 nm~550 nm平均透过率低于0.3%、570 nm~1 200 nm平均透过率高于95%的光子嫩肤用滤光片。在制备过程中, 解决了TiO2的吸收问题和薄膜厚度控制的问题; 通过多次实验, 分析了波长漂移产生的原因并提出可行方法。
光子嫩肤 滤光片 离子辅助沉积 photorejuvenation filter ion-assisted deposition
长春理工大学 光电工程学院 光学工程和光学薄膜实验室,长春 130022
在刑侦现场勘查不同物证痕迹时，采用多波段光源对痕迹进行获取，而多波段光源是利用不同性能的干涉截止滤光片以获得不同波段的输出光.为了寻找衣物上体液和其它痕迹，利用干涉滤光片的组合方法，采取电子束蒸发并加以离子辅助沉积系统，根据薄膜干涉滤光片理论并借助膜系设计软件，制备了低成本高质量的450~520 nm波段高透射矩形波.通带透过率大于99%，其它波段透过率小于0.2%，陡度S<3%，并通过了酸碱度环境的检测.重点讨论了膜系设计中波纹产生的原因及波纹的的压缩.
光学薄膜 真空镀膜 带通滤光片 离子辅助沉积 矩形波 Optical thin film Vacuum coating Band-pass filter Ion-beam assisted deposition Rectangular wave
