期刊基本信息
创刊：
1975年 • 双月刊
名称：
光学技术
英文：
Optical Technique
主管单位：
国防科工委
主办单位：
中国兵工学会
北京理工大学
中国北方光电工业总公司
北京理工大学
中国北方光电工业总公司
出版单位：
光学技术杂志社
主编：
揭德尔 名誉主编：周立伟
副主编：
夏阳
ISSN：
1002-1582
刊号：
CN 11-1879/O4
电话：
010）68948720 68913628
邮箱：
地址：
北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学求是楼137室光学技术杂志社
邮编：
100081
定价：
50元/期
光学技术 第41卷 第1期
在分析系统响应非均匀性和非一致性的基础上,根据系统响应的线性特性,采用`两点校正法和基于辐射定标的方法对分光型偏振成像探测系统进行了校正,利用偏振测量装置测量了系统校正前后的精度,并开展了成像探测试验.结果表明,该方法有效地提高了系统解析偏振信息的精度,丰富了偏振图像的细节信息.
非一致性校正 非均匀性校正 偏振成像 non-consistency calibration non-homogeneity calibration polarization imaging 在低概率检测(LPD) 算法中,当选取的特征向量数目等于背景地物种类时,算法的检测效果比较理想,然而背景地物的种类数通常不知道,因此难以确定特征向量的数量.针对这一问题,对LPD算法进行了改进:首先用迭代误差分析(IEA)方法提取端元,然后在提取的端元中选择出与背景地物光谱相近的端元,并用它们构成背景矩阵,进而用该矩阵构造出正交投影算子,最后将该投影算子代入到LPD算法中进行目标检测.实验结果表明,该方法可以更有效地抑制背景,降低虚警率,提高检测性能.
高光谱图像 异常检测 低概率检测 迭代误差分析 hyperspectral image anomaly detection low probability detection iterative error analysis 应用多光子非线性Compton散射模型和数值计算方法,研究了Compton散射对超强激光与等离子体作用中能量输运的影响,提出了将Compton散射光和入射超强光作为电子能量输运的新机制,给出了电子热传导新模型和能量输运数值计算结果.结果表明:散射使等离子体中Weibel不稳定性和自生磁场增强效应导致耦合光传输方向的电子密度显著减小,更多激光能量以热流形式分布在横向方向.散射使电子吸收能量的时间缩短和自生磁场线性阶段最大增长率增大效应导致等离子体表面处沿耦合激光横向方向的热流几乎被完全限制,电子在激光传输方向的能量显著增加.
超强激光 激光等离子体 自生磁场 耦合 Weibel不稳定性 多光子非线性Compton散射 extra-intensity laser laser-plasma self-genetic magnetic field coupling Weible instability multi-photon nonlinear Compton scattering 针对移动机器人在目标识别过程中对视觉图像特征点提取慢,匹配不准确等特点,提出了一种基于SIFT算法的改进目标识别算法.通过采用组合匹配策略,将特征关键点间的距离和内积同时进行考察,根据其自身值的大小,决定对匹配相似度的贡献.组合策略的引入有效地解决了机器人在目标识别中对相同特征图像不能匹配和不同特征图像能够匹配的问题.为克服目标匹配时实性差的弱点,以关键点为根据构建K维树结构,采用最近邻点搜索,快速找出正确匹配的特征点.为实现移动机器人目标识别过程中的自主性,在特征点匹配过程中引入自适应阈值进行判断.实验表明,该方法对移动机器人目标识别准确率有较大提升,能够满足移动机器人在目标识别和跟踪过程中对视频图像处理的实时性和准确性的要求.
特征提取 目标识别 特征组合 相似性度量 自适应阈值 feature extraction target recognition feature combination similarity measurement adaptive threshold 为了提高光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器的测温精度,提出了一种新型的光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器的封装方法,并采用二次多项式拟合的方式标定该温度传感器.新的封装方法可以消除FBG温度传感器存在的应力交叉敏感,新的标定方式可以极大地提高光纤温度传感器的测温精度.通过对比光纤温度传感器的线性拟合和二次多项式拟合测温结果,表明这种封装方法结合二次多项式标定使得光纤温度传感器具有很好的稳定性和重复性.在0℃～80℃的温度范围内,曲线拟合度在0.9999以上,测温误差不超过0.13℃,能够满足实际工程应用的需求.
光纤光栅 温度传感器 二次多项式拟合 FBG temperature sensor quadratic polynomial fitting 提出一种采用正三角形平面模板标定摄像机内参数并进行重建的方法.模板包含一个正三角形和其重心至3个顶点的连线.用摄像机拍摄3幅以上不同位姿的模板图像,并提取每幅图像上角点的亚像素级坐标,然后计算消失点并拟合消失线,再由两组正交直线的消失点求得圆环点的图像坐标,最后线性求解出摄像机内参数.给出了两种弱化条件的模板,并介绍了恢复欧氏尺寸和摄像机部分外参数的方法.该方法降低了对标定模板的要求,模拟实验和真实实验的结果证明了其具有较高的标定精度.
光学测量 摄像机标定 正三角形 重心 圆环点 optical measurement camera calibration equilateral triangle center of gravity circular point 单线阵CCD立靶相对其它立靶方法而言具有结构简单、成本低等优势,而系统参数的准确标定是测量精度的保证.针对该立靶测量系统,通过建立标定模型确定了影响测量精度的各系统参数,包括镜头主点,激光器位置,相机的倾角、焦距和原向反射膜高度.将整个系统参数看做一个黑盒模型并进行整体标定,只需考虑黑盒的输入和输出端,根据CCD相机所接收到弹丸双投影点的位置计算弹丸的坐标.实验结果表明在靶面大小1m×1m时,理论计算值与实际放置模拟弹丸之间的偏差小于5mm.
光学测量 线阵CCD 立靶 系统参数 标定 optical measurement linear array CCD vertical target system parameters calibration 基于激光照明的主动成像技术是将激光技术、成像技术、微弱目标的图像处理技术结合在一起而发展的综合技术.阐述了激光主动成像技术的工作原理,以及在高散射性介质环境中散射介质的散射作用对于成像质量的影响,详细阐述了目前降低散射光影响的主要成像方法,分析了各成像方法的特点及应用领域,展望了高散射性介质环境中激光主动成像技术的发展趋势.
激光光学 主动成像 高散射性介质 散射抑制 laser optics active imaging highly scattering medium scattering restraint 研究了一种红外场景/点源目标模拟器.模拟器由一路红外场景、一路点源目标和四路点源干扰组成.模拟器包括点源目标/干扰通道、中继光学系统、成像通道、多目标复合系统、运动控制系统和机械支撑及连接结构,可以同时模拟一路点源目标,四路点源干扰和一路红外场景.对模拟器进行实验研究,模拟器所生成红外图像的空间分辨率达到10 lp/mm,模拟器点源光斑尺寸最小为42μm,最大为499μm.该模拟器已经成功应用到半实物仿真试验中.
红外点源目标模拟器 红外场景 半实物仿真 IR point target simulator IR scene projector HWIL 提出了一种改进的双重加密算法,利用新构造的位置置乱方法将二维矩阵中行和列映射到一维向量中,然后采用Logistic映射产生一组伪随机序列,将伪随机序列由小到大进行排序,对排序后的位置以集合序列的形式记录下来,形成密钥流;最后对一维向量按照密钥流形成的索引值进行重新排列,重排后的一维向量转换为与原始图像矩阵大小相同即得到加密图像.实验结果表明,该算法具有密钥空间大,加密后直方图分布具有白噪声的特性,提高了图像传输的安全性.
位置置乱 Logistic映射 双重加密 图像安全性 pixel position scrambling logistic mapping dual scrambling image security 提出了加门限的滑动窗口一阶矩质心计算方法.在单帧图像内首先计算全局质心,并在全局质心处加上一定大小的窗口,在窗口内再次进行质心计算,判断相邻两次质心是否满足给定质心收敛条件,若不满足将窗口滑动到新的质心位置处,直至完全收敛.在不同的系统条件下,将滑动窗口一阶矩质心计算方法与传统的一阶矩方法在计算精度上进行了仿真及实验的比较.结果表明,滑动窗口一阶矩质心计算方法具有较高的计算精度,适合于高精度自适应光学系统中.
自适应光学 质心计算 滑动窗口 收敛 adaptive optics centroid calculation sliding window convergent 掌握顶板离层的状态,对及时采取相应的措施阻止顶板失稳,避免突发性破坏具有重要意义.基于拉伸弹簧和悬臂梁组成的复合结构,煤矿发生顶板离层时,传动杆带动弹簧发生形变,弹簧拉动自由端的等强度悬臂梁发生挠度变化,粘贴于等强度悬臂梁上的光栅发生波长移位,实现对煤矿离层的测量.在试点处安装了四只光纤Bragg光栅位移传感器,分别位于煤矿巷道顶部,每个监测点间隔2m,监测结果表明:在监测的一段时间内四只传感器共出现三次数据突变.在2013年1月21日-2013年1月22日的监测时间内发生爆破施工,爆破对巷道围岩产生扰动作用,引起传感器在发生爆破时出现数据突变,监测的传感器表明,最大位移变化量分别为4.04mm,1.67mm,2.77mm.能实时反映爆破掘进对煤矿巷道顶板离层的变化趋势.
顶板离层 位移 光纤光栅 巷道顶板 差动式测量 roof abscission layer shift fiber Bragg grating roadway roof differential measurement 提出一种基于小波变换和区域分割的YCbCr变换域红外-可见光彩色图像融合算法,以小波变换融合为基础,将融合结果作为YCbCr域参量,以区域分割方法为基础,与参考图像进行色彩传递.实验结果表明,采用方法比传统的线性色彩传递方法具有更好的彩色图像融合效果,同时参考图像适应性较好,适合单一图像以及视频的融合.
彩色图像融合 小波变换 区域分割 色彩传递 YCbCr域 color image fusion wavelet transform area segmentation color transfer YCbCr space 阐述了三种不同芯径的紫外石英光纤的稳态γ射线辐照效应,对比研究了其发光特性、光谱衰减以及光谱展宽.设计了基于钴-60源的大芯径紫外石英光纤稳态γ射线辐照效应实验,对三种芯径(200μm,400μm和600μm)的光纤进行了研究.实验表明,大芯径紫外石英光纤在稳态γ射线辐照下存在稳定的发光现象,并对其光谱衰减有补偿作用,其光谱展宽效应不明显.
大芯径紫外石英光纤 辐照效应 稳态辐照 large-core quartz optical fiber radiation effects steady radiation 双目立体视觉标定模型具有非线性,难以建立完备的数学模型来描述不同的镜头畸变和噪声,而BP神经网络可以解决复杂非线性问题.采用BP网络对双目立体视觉进行标定,并在此基础上进一步研究网络层数对双目立体视觉标定的影响.构建了四种不同层数的BP网络模型,实验测试了四种网络的标定能力.结果表明,相对于四层、五层和六层网络模型,三层网络模型具有更快的标定速度、更强的泛化能力和更高的工作精度.
标定 立体视觉 BP网络 层数 calibration stereovision BP network layers 搭建了基于液晶空间光调制器的光束变换光路系统,介绍了一种通过编写程序来实现特定的光束强度分布的方法.利用MATLAB编写了闪耀光栅、菲涅尔透镜、环聚焦透镜、柱面菲涅尔透镜、小孔以及衍射调制板的灰度光栅图,并将其加载于液晶空间光调制器上,成功实现了光束变换.
衍射光学 液晶空间光调制器 光束变换 diffraction optics liquid crystal spatial light modulators light beam transformation 基于TDX-200 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM),利用ANSYS软件仿真物镜磁路存在空隙、凹陷、凸起缺陷时物镜轴上的磁场分布,在此基础上利用MEBS软件仿真物镜激励、球差系数等性能参数,分析了各磁路缺陷对物镜分辨率的影响.结果表明,在相同加速电压下,相对于空隙缺陷、凸起缺陷对物镜分辨率的影响,凹陷缺陷对物镜分辨率的影响最大.在200kV加速电压下,当物镜存在直径为0.5mm的半圆形凹陷环缺陷时,实际分辨率相对于理想分辨率的变化量可达到9.68%.
物理光学 透射电子显微镜 物镜 磁路缺陷 磁场分布 physical optics transmission electron microscope objective lens magnetic circuit defect magnetic field distribution 建立了一套基于刀口灰度图红外探测的实验装置,对红外场景生成器的空间分辨率进行了测试.首先通过被测红外场景生成器产生带有刀口标志的红外图像,然后利用红外热像仪采集红外场景生成器所成的红外图像,通过对采集到的红外热图的数据处理,实现了对红外场景生成器空间分辨率的测量.测得的红外场景生成器的空间分辨率为5lp/mm,标准误差为0.04.
光学测量 空间分辨率 红外场景生成 测试 半实物仿真 optical measurement the spatial resolution infrared scene generation test hardware-in-the-loop simulation 实验设计了两个光纤环,减小光纤环1的半径使光纤发生宏弯损耗,获得两光斑.此时再压缩光纤环2,发现两光斑整体随光纤环2的受压位移在一定受压范围内表现出了很好的旋转性.通过两光斑旋转角度随光纤环2受压位移的一一对应关系,经实验数据处理获得了光斑角度与线圈受压位移存在一定范围的线性关系.同时实验分析了光纤环2的直径和光纤环2的紧绕圈数对压缩位移灵敏度的影响.
光纤传感 宏弯损耗 光斑旋转 光斑角度 受压位移 fiber sensor macro bending loss spot rotation spot angle compression displacement 介绍了一种使用平面干涉仪检测锥体棱镜直角误差的方法.使用这一检测方法时需要制做一个角度为24.4°的夹具,将被测棱镜放置在夹具之上.这个夹具的作用是,可以使来自干涉仪的标准平行光束(测试光束)由反射面折射入棱镜内,并且垂直于被测直角棱线,经被测直角两个面的反射光仍按原光路返回.当出射光束与干涉仪的标准平行光束(参考光束)重合时产生干涉,实现在平面干涉仪上对锥体棱镜直角误差的测量.与传统的测量方法相比较,该方法具有测量准确、计算精度高的特点.适合于对高精度锥体棱镜(α≤3″)直角误差的测量.
锥体棱镜 直角误差 测量方法 cone prism prism angle error optical measurement