北京交通大学 发光与光信息教育部重点实验实，北京 100044
转轴径向运动误差是转轴的重要误差项之一，严重影响数控机床等转轴相关设备的精度和性能。利用激光干涉配合伺服转轴可以实现转轴径向运动误差的测量，但由于待测转轴和伺服转轴的自身转速不匀、伺服响应延迟、跟踪不稳等原因，干涉测量信号存在持续微幅相位抖动，进而造成非线性误差难以有效修正，相位解算精度不高，测量误差大。针对这一问题，提出一种零值截取-阈值判定的干涉信号处理方法，成功消除了相位抖动的影响。设计并搭建了一套转轴径向运动误差的激光干涉测量装置，针对实测信号的处理结果表明，相比于传统修正方法，文中提出的修正方法使得转轴径向运动误差干涉测量信号解算的重复性由4.8 μm减小到0.2 μm，与标准仪器的对比误差由3.5 μm降为2 μm。
转轴 径向运动误差 相位抖动 非线性修正 rotary axis radial motion error phase jitters on-linear correction 红外与激光工程
2022, 51(12): 20220205
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为精确控制两轴快速反射镜的视轴指向, 根据矢量形式斯涅尔定律建立了反射镜转角与视轴指向角间的运动学耦合方程。通过非线性校正实现视轴指向方程解耦, 对于行程为±20 mrad的两轴快速反射镜在入射角为45°时视轴指向误差小于8 ?滋rad, 相比线性近似, 视轴指向精度提高75倍。为保证视轴稳定, 根据矢量速率方程推导出补偿基座扰动角速率的反射镜转动角速率方程, 通过对三角函数进行泰勒展开, 舍去高阶项, 得到快反镜转动角速率近似计算公式, 分析了不同入射角下的残余视轴转动角速率, 得出视轴转动角速率?棕Ly残差远大于?棕Lz, 且入射角?茁i为45°时残差最小, 此时残余视轴转动角速率与基座扰动角速率之比小于0.164%, 可满足计算精度要求。为快速反射镜伺服控制系统位置、速度指令生成提供理论依据。
两轴快速反射镜 运动耦合 视轴指向 速率补偿 非线性校正 two-axis FSM kinematics couple LOS pointing rate compensation non-linear correction 红外与激光工程
2017, 46(9): 0918001
1 清华大学 深圳研究生院 生物医学工程研究所, 广东 深圳 518055
2 清华大学 深圳研究生院 深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室, 广东 深圳 518055
mueller矩阵偏振成像可用于获取生物组织的浅表层生理学信息, 在疾病早期诊断与预防中具有重要意义。而在偏振成像系统中直接使用商用面阵CMOS相机不能得到用于解算mueller矩阵的正确图像信息, 限制了其在小型化内窥领域上的应用。对商用面阵CMOS的研究表明其光信号输入输出呈非线性映射关系。综合考虑到传感器固有的成像噪声, 提出一种基于校正的方法对CMOS的输出数据进行映射以获取正确的组织偏振信息值。实验结果表明校正后的偏振信息可以解算得到正确的mueller矩阵值, 误差可以控制在3%以内, 对蚕丝样品的测试也证明了该方法的有效性。上述结果使得内窥探头上应用小型化的商用面阵CMOS图像传感器进行体内生物组织mueller矩阵测量成为可能。
非线性校正 面阵CMOS mueller矩阵 内窥 non-linear correction area CMOS sensor mueller matrix endoscopic 红外与激光工程
2016, 45(6): 0633001
1 中国科学院遥感应用研究所 遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
分析了辐射归一化在遥感、航测领域中的重要性，针对辐射归一化线性校正法进行了研究，并提出了一种非人工干预、自动化程度高的基于SIFT(尺度不变特征 Scale-Invariant Feature Transform)特征匹配的辐射归一化新方法。通过实验发现，基于SIFT特征匹配的辐射归一化方法能够减少由于大气、照度和传感器差异带来的辐射误差，与传统的方法相比具有结果稳定、自动化程度高的特点.
辐射归一化 尺度不变特征 线性校正法 均方根误差 relative radiometric normalization scale-invariant feature transform linear correction method RMS error
1 中国科学院 光电技术研究所，四川 成都610209
2 新疆 63610部队
3 中国科学院 研究生院，北京100049
4 西安电子科技大学，陕西 西安710126
5 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033
从红外相机自身特性和使用角度两方面对靶场红外图像序列中不均匀(花纹)背景产生的原因进行了剖析，分析了传统红外图像非均匀校正算法在处理靶场序列红外图像上的优缺点，提出在目标跟踪过程中随着场景变化，基于实时线性标定的非线性红外图像的校正的新方法，克服了传统方法的弊端，实时确定了校正增益系数和校正因子，消除了序列红外图像中不均匀背景。通过对含有弱小目标的靶场实际序列红外图像进行仿真验证表明，新方法去除了图像固定图案噪声，消除了探测器坏元的影响，输出了理想的序列红外图像。
红外图像 线性标定 非均匀性校正法 校正增益 IR images linear calibration non-linear correction gain correction
1 中航工业洛阳电光设备研究所， 河南 洛阳 471009
2 中国人民解放军驻洛阳电光设备研究所空军代表室， 河南 洛阳 471009
利用CCD成像的特点，通过分析CCD成像过程中亮度与数字图像灰度之间的关系，提出了CCD成像型亮度计的设计方法。使用积分球作为标准亮度光源，对CCD拍摄得到的数字图像中像素灰度值与实际亮度之间的关系进行标定，得到图像像素灰度与测量点亮度之间的对应关系，保证亮度测量的准确性。通过对不同曝光时间下亮度分布的测量，拓展CCD成像型亮度计的测量范围。同时为了保证不同曝光时间下亮度的测量精度，将不同曝光时间下的图像灰度结果与积分球产生的标准亮度进行对比，实现成像型亮度计的非线性校正。利用光度特征匹配方法，保证光度计的相对光谱灵敏度与标准光度观察者的光谱光效率接近，减小测量误差。根据CCD成像型亮度计的标定和测量原理，使用Visual C++编制相应的软件，并进行了标定和测量试验来验证CCD成像型亮度计的测量方法，取得了较好的效果。
光学检测 成像型亮度计 CCD成像 非线性校正 光度匹配 optical inspection imaging luminance meter CCD imaging non-linear correction photometric feature matching
1 华中科技大学,光电子工程系,湖北,武汉,430074
2 华中科技大学,图像识别与人工智能研究所,湖北,武汉,430074
以Planck辐射定律和红外探测元的线性响应模型为基础,在理论上完整地推导了红外焦平面阵列非均匀性的两点校正方法;据此,论证了两点校正方法的物理依据,即从理论上证明如果探测元是线性和稳定响应的,该方法则可以实现非均匀性的准确校正;初步分析了非均匀性校正中存在误差的问题.
红外焦平面阵列 非均匀性 线性校正 IRFPA Nonuniformity Linear correction
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京,210094
2 南通师范学院物理系,南通,226007
所有的红外焦平面阵列必须进行非均匀性校正.两点线性校正法是最先开发研究的方法之一,也是使用最广泛的校正方法.然而由于响应率的非线性和噪声等原因两点线性校正后仍然存在误差.本文分析并计算了两点线性校正误差,并指出了减少非均匀校正误差的方法.
红外焦平面 非均匀校正 两点线性校正法 误差 infrared focal plane nonuniformity correction tow-point linear correction error
