1 北方信息控制研究院集团有限公司，江苏南京 210000
2 驻南京地区第三军事代表室，江苏南京 210000
针对跨海桥梁或沿海机场等场所需要实时测算获取移动船只目标绝对位置和高程的现实需要，文中介绍一种高精度光电船只目标定位系统设计与实现方案。通过将高清高精度光学探测组件集成于高精度云台设备内部，可实时解算出目标点的绝对位置信息和高程信息并上报监控系统。结合雷达系统引导可实现无人值守情况下自动测算过往船只经纬度坐标及高程功能。经实际运行测试，该系统展现出良好的可靠性，具有较好的测量精度和应用前景。
光学探测组件 云台 无人值守 自动测算 经纬度坐标 高程 optical detection assembly, PTZ, unattended, autom
1 重庆大学 机械与运载工程学院，重庆400044
2 中国科学院 光学系统先进制造技术重点实验室，吉林长春130033
3 哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001
反应烧结碳化硅（Reaction Bonded SiC， RB-SiC）因具有密度小、导热系数大、热稳定性好等优异性能，被公认为是理想的空间大型反射镜制造材料。然其成形后在表面精密加工过程中易引入加工损伤，故本文开展柔性刻划实验，探究砂带柔性磨削工艺对该材料加工性能的影响。通过刚性/柔性两种接触状态下单颗金刚石磨粒刻划RB-SiC材料的对比实验研究，获得柔性刻划下平均亚表面损伤率为0.677，而刚性刻划下为0.823。基于此，开展不同法向压力、磨粒角度、刻划速度等条件下的正交刻划实验研究，结果表明，法向压力与磨粒角度对材料损伤的影响更为重要；同时，随着法向压力的增大、磨粒角度的减小以及刻划速度的增大，材料损伤程度增加。最后，通过多颗金刚石磨粒刻划实验研究，得出结论：与单颗金刚石磨粒刻划相比，材料表面无严重破碎及损伤，且亚表面损伤层深度小于10 μm。该研究将为砂带柔性磨削加工反应烧结碳化硅材料提供基础指导。
反应烧结碳化硅 金刚石磨粒 损伤 刻划力 RB-SiC diamond grain damage scribing force 光学 精密工程
2022, 30(14): 1704
1 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所，四川绵阳62900
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
行星研磨技术由于提升磨削接触点相对速度，能够有效提高材料去除效率。但由于传统研磨盘不均匀磨损，导致研磨盘形状持续改变，从而影响了研磨过程中去除函数的稳定性和准确性，限制了该技术的应用。本文针对基于小磨头行星运动方式，通过建立构建磨损函数，预置研磨盘曲率半径，使研磨盘满足在加工单周期后各点去除量相等，从而提升去除函数稳定性。通过实验验证，研磨去除函数与模型仿真计算结果一致，验证了模型的准确性，利用优化后的研磨盘可获得高效稳定的去除函数。采用直径40 mm SiC研磨盘研磨SiC工件，实验结果表明：对比加工前后研磨盘磨损情况，面形变化小于1%，符合均匀去除要求；对比多组不同研磨阶段去除函数，体积去除率误差小于2.3%，满足光学研磨去除函数稳定性要求；在公转100 r·min-1，自转-100 r·min-1条件下，体积去除率达到6.879 mm3·min-1，比同样参数下的平转动研磨提高了40.9%的去除量。证明了行星研磨技术能够通过参数设计获得高稳定性的高效去除函数，为行星运动研磨技术应用于SiC镜片高效加工提了供可靠的理论指导。
光学加工 行星运动研磨 研磨盘磨损模型 去除函数稳定性 Optical processing Planetary motion grinding Wear model of grinding plate Stability of removal function
为了解决酒精气体测量过程中其他外界因素对测量浓度影响的问题，本文结合酒精气体在红外谱段吸收的特性以及 BP神经网络算法的非线性处理方法提出了一种基于神经网络校正算法的酒精气体非接触测量方法。该算法考虑气体吸收过程中温度、湿度对光强的影响，把其作为神经网络的输入和测量参数一起进行训练，同时与常规的数据拟合模型算法进行对比实验，实验证明该算法取得了较好的效果。
红外吸收 指数拟合 BP神经网络 酒精气体 非接触式 infrared absorption, exponential fitting, BP neura
北方信息控制研究院集团有限公司, 江苏南京 211153
针对当前军用车辆观瞄系统存在全域感知能力差、危险目标识别率低的问题, 本文提出并实现了一种基于深度学习的智能红外全景识别系统。首先根据可靠性和低功耗原则设计了该系统的硬件部分; 其次, 为解决红外图像中行人和车辆识别率低、实时性差的问题, 设计了一种 BIRD(Brisk InfraRed Detection, BIRD)深度神经网络, 实现对行人或车辆进行检测与识别; 此外, 基于旋转平台多源传感器参数, 实现红外相机快速帧间连续拼接; 实验结果表明, 本系统在实时输出 360.红外全景影像的同时, 能对当前视场中的目标进行同步检测识别, 在保证相同准确率的前提下, 所采用的 BIRD网络与 RCNN网络相比, 处理 PAL视频的平均耗时减少 175 ms, 表现出了实时、稳定的工作性能。
智能红外全景识别系统 BIRD网络 先验信息 全景拼接 intelligent infrared panoramic recognition system BIRD network the prior information the panorama stitching
中国石油大学(华东)理学院, 山东 青岛 266580
基于简化的Weiss-Tabor-Carnevale(WTC)算法和符号计算,研究了含时空变系数非线性薛定谔方程的Painlevé性质及解析解。方程的4个变系数中前2 个是纵向距离的二阶色散和非线性 系数,后2个为光纤损耗因子的实部和虚部。利用WTC方法推导了方程具有Painlevé可积性时4个变系数之间的关系。用Painlevé截断法求出了其具有3种特殊形式的有理函数解,用变量分离法求 得了该方程的部分解,所得结果是对现有结论的推广。
非线性方程 变系数非线性薛定谔方程 孤子解 有理函数解 WTC算法 nonlinear equation variable coefficient nonlinear Schrdinger equati soliton solution rational function solution WTC method
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
为了解决分光轴式多源图像融合系统近距离图像配准问题, 建立了一种双目成像配准模型, 分析了分光轴系统的镜头中心距对配准精度的影响。该模型以物点对不同镜头的入射角差为切入点, 以入射角差作为配准精度的判别依据, 分析了配准精度随镜头中心距和物距的变化关系。结合探测器角分辨率和光轴调校精度, 给出了分光轴系统像素级配准的距离范围计算公式, 并且引入光轴初始夹角和图像像素平移量, 实现近距离变视距图像配准。计算结果表明: 分光轴系统光轴平行时可对某一最近距离至无穷远范围内配准, 当调节系统对更近距离配准时, 可在一段有限范围内配准, 缩小镜头中心距和提高光轴调校精度可以扩大系统的配准范围。利用提出的配准距离范围计算方法, 结合目标测距, 实现了分光轴式红外与可见光图像融合系统近距离变视距图像配准。
图像配准 双目成像 分光轴 image registration binocular imaging system separate optical axis 红外与激光工程
2016, 45(11): 1104003
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
研制了一种短波红外、中波红外和激光测距仪联合工作的图像融合系统。系统实现了全天时可透雾的远距离场景监控、远距离目标测距, 并能够检测1.06 μm和1.57 μm的激光光束。为了保证系统的融合图像质量, 提高配准精度, 提出了一种光轴平行度校正方法, 实现短波红外和中波红外图像的粗配准;提出了一种新的迭代优化方法, 通过寻找最优配准参数来获得最佳的融合性能, 采用基于人眼感兴趣区域的清晰度指标作为评价函数来完善配准过程, 采用粒子群优化算法解决联合优化问题, 实现短波红外和中波红外图像的精配准。实验结果表明该系统在远距离场景监控和战场态势感知等方面具有较大的应用潜力。
图像配准 融合系统 光轴平行度 激光测距 image registration image fusion system optical axis parallelism laser ranging 红外与激光工程
2016, 45(5): 0526002
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室, 吉林 长春 130033
为了提高光学加工效率, 缩短大口径光学元件制造周期, 本文提出了一种具有公自转运动模式的新型高效抛光方式, 对其结构、工作原理以及去除特性进行了研究。首先, 介绍了公自转抛光装置机械结构及工作原理。接着, 根据Hertz接触理论和Preston方程进行了去除函数建模, 讨论了不同转速比情况下的去除函数形状。然后, 根据理论模型进行了去除函数实验、工艺参数实验以及稳定性实验, 研究了压入深度、转速等工艺参数对去除结果的影响。最后, 进行了200 mm口径SiC工件的仿真加工。实验结果表明: 在2 mm压入深度、200 rpm转速情况下, 去除区域直径为1923 mm, 体去除率达到0197 mm3/min, 去除效率高于同等去除区域大小的传统小磨头加工方式; 仿真加工结果表明: SiC仿真镜经过37 h加工, 面形从3008λPV, 0553λRMS提高到0065λPV, 0005λRMS, 收敛效率为达到9818%。
光学抛光 计算机辅助表面成型 公自转轮式抛光 去除函数 高效加工 optical polishing computer controlled optical surfacing co-rotation and self-rotation polishing removal function high-efficiency fabrication
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能，设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法，采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构，首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标，然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理，最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明：该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率，融合结果的各项评价指标提高了90%以上，有的评价指标甚至提高了7倍以上，可以很大程度地降低系统的虚警率。
图像融合 运动目标分割 融合系统 红外视频 可见光图像 image fusion moving object segmentation fusion system infrared video visible light image
