西安应用光学研究所 智能感知实验室，陕西 西安 710065
DETR（detection transformer）算法是一个基于Transformer的目标检测算法，具有检测速度快、检测效果好的优势。介绍了一种利用DETR算法及双目视觉原理对道路环境下的人、车、自行车、信号灯等目标进行构建的测量系统。分析了双目测距、相机标定、目标检测以及目标匹配的原理，并以此为基础构建了测量系统。采用目标检测算法检测视野中的目标，利用双目视觉原理对检测到的目标进行测距，同时分析了测量系统中测量误差的来源，并计算其对结果的影响。该算法在KITTI数据集及现实环境中进行测试，测量系统基线为45 cm，对15 m～80 m的指定目标检出率高于90.6%，测距误差小于5.8%，在RTX 2080Ti平台上能够实时运行。
双目视觉 目标检测 测量系统 测量误差 binocular vision target detection measurement system measurement error
1 中国科学院 空天信息创新研究院，北京00094
2 中国科学院大学 光电学院，北京100094
全视场外差动态干涉仪在面形测量方面具有测量精度高、抗干扰能力强等优点，适合用于长焦距面形的动态干涉测量以及大口径光学元件的测量。但是干涉仪系统内部光学元件性能不理想以及元件装配存在误差等，会在干涉光路中引入频率混叠，影响干涉仪的测量精度。为了分析混频对全视场外差动态干涉仪测量精度的影响，从混频产生的原因出发，建立了由混频引入的测量误差的理论模型，分析了混频程度对测量精度的影响，分析结果表明，测量误差与混频程度呈非线性正相关，混频会造成测量面形结果上叠加一个和干涉条纹相同频率的周期性误差。搭建了全视场外差动态干涉测量实验系统，验证了不同混频程度对面形测量精度的影响，当混频程度为0.029时，面形测量误差为0.053λ；当混频程度为0.120时，面形测量误差为0.110λ，与仿真分析结果吻合。本文的研究对研制高精度全视场外差动态干涉仪具有实际意义。
干涉测量 全视场外差 混频 测量误差 interferometry full-field heterodyne frequency mixing measurement error
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
在传统焦度计测量中, 由于被测镜片后表面曲率半径变化, 使得镜片后顶点与光阑表面无法完全重合, 造成焦度测量误差随镜片度数增大而增大的情况。针对此传统测量上无法克服的测量误差, 提出了一种利用不同焦度镜片图像提取不同特征的方法, 获得了不同焦度镜片的特征数据集, 并将特征数据集利用机器学习中k-近邻聚类算法(KNN algorithm)进行分类。选取折射率为1.551的-20 ~+20m-1每隔1m-1的单焦点镜片, 折射率为1.56与1.60的-15 ~+8m-1每隔0.5m-1的单焦点镜片进行镜片图像采集。实验结果表明, 所提方法下分类的精准度、召回率与F1评分均为100%, 三个模型均能正确识别其对应的所有测试镜片, 克服此测量误差。
焦度计 测量误差 KNN算法 focimeter measurement error KNN algorithm
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
针对在线式红外测温仪的测温精度易受环境温度影响, 导致测温误差增大的问题, 提出一种基于环境温度的红外测温补偿方法, 以减少测温误差。首先根据红外测温原理, 搭建了红外测温实验平台, 获取了不同环境温度下的测温数据; 然后利用最小二乘法原理对提取的测温误差均值进行误差-环境温度的曲线拟合, 得到了红外测温补偿模型; 最后对其进行了实验验证。实验结果表明, 使用该补偿模型对红外测温数据进行补偿, 得到的红外测温值与真实目标温度值的最大相对误差为0.29%, 说明提出的补偿方法降低了环境温度对红外测温的影响, 有效提高了红外测温精度。
红外测温 环境温度 测温精度 补偿方法 测量误差 infrared temperature measurement ambient temperature temperature measurement accuracy compensation method measurement error
1 中国电力科学研究院 高电压研究所，北京0092
2 大连理工大学 光电工程与仪器科学学院，辽宁大连11604
设计了一套基于红外热辐射光源的光声光谱多组分气体分析仪。通过分析多组分气体间交叉干扰的主要因素以及特征气体的红外吸收谱线，确定了中红外带通滤光片的参数。利用标准气体对设计的光声光谱仪进行标定，研究了待测气体之间交叉干扰的定量关系，并利用湿度发生器对装置受到水气干扰情况进行分析。实验结果表明，C2H2对CH4、CH4对C2H6的干扰水平分别达到10.49 μV/（μL/L）、18.66 μV/（μL/L），其他烃类气体间的干扰可以忽略。CO2对CO、CH4、C2H2和C2H4干扰响应度分别为1.615 μV/（μL/L）、0.055 μV/（μL/L）、0.130 μV/（μL/L）以及0.016 μV/（μL/L）。此外，水气对C2H2、CH4、C2H6、C2H4、CO和CO2都会产生一定的干扰，干扰的响应度分别为0.591 μV/（μL/L）、0.421 μV/（μL/L）、0.071 μV/（μL/L）、0.007 μV/（μL/L）、0.051 μV/（μL/L）和0.055 μV/（μL/L）。实验结果表明C2H2对CH4、CH4对C2H6、CO2对CO以及高浓度水气对其他气体的检测会产生较高水平的干扰，在测量过程中应当考虑扣除。
光声光谱 多组分气体检测 红外光谱 交叉干扰 测量误差 Photoacoustic spectroscopy Multi-gas detection Infrared spectroscopy Cross interference Measurement error
1 长春工业大学机电工程学院, 吉林长春 130012
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林长春 130033
基于飞行时间法（Time-of-Flight, TOF）的 3D相机是一种体积小、误差小、抗干扰能力强、可直接输出深度信息的新型立体成像设备。目前, 该类相机已成为测量成像领域的研究热点。本文首先介绍了 TOF相机的发展历程及测量原理；随后对 TOF相机测量误差来源及类型进行分析；接着将 TOF技术与其他主流的三维成像技术进行对比分析；最后对 TOF相机的应用与发展趋势进行了阐述。
飞行时间法 3D-TOF相机 深度信息 测量误差 time-of-flight method, 3D -TOF camera, depth infor
1 洛阳师范学院, 河南 洛阳 471934
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
套孔法是机载激光探测系统在装调和检验过程中应用最为广泛的发散角测量方法之一。在实际测量过程中,光束质量、功率计灵敏度以及光阑定位精度等因素会造成发散角的测量值与真实值之间产生误差。为了分析误差产生的原因, 采用激光的传输变换理论, 分别针对测量过程中上述因素对测量准确度的影响进行仿真分析。研究结果可为发散角测量过程中光阑直径、透镜焦距、功率计灵敏度、光阑定位精度等关键参数的确定提供依据, 从而降低测量误差,提高测量精度。
激光发散角 套孔法 测量误差 高斯光束 laser divergence angle hole-set method measurement error Gaussian beam
1 中国科学院半导体研究所光电系统实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
针对光栅结构光系统测量误差对拟合结果的影响,提出了一种基于测量环境的误差确定方法。统计不同光源环境及测量距离下的高度测量误差,利用参数或非参数拟合获取其概率密度函数,将上述误差连同平面测量误差一起添加至理想平面模型,通过最小二乘法仿真计算出模型的法向量及定点坐标。实验结果表明:该方法得到的模型参数与根据真实测量数据计算得到的数值基本一致,法向及定点误差分别低于0.001 rad和0.233 mm;所提方法能有效解决光栅结构光系统在不同环境下测量结果精确度不高的问题,此外还能应对实际点云因数据缺失等因素而难以实现高精度拟合的情况,为后续误差校正提供依据。
测量 光栅结构光 测量误差 概率分布 模型拟合 最小二乘法
