红外与激光工程
2023, 52(10): 20230266
1 浙江师范大学物理与电子信息工程学院信息光学研究所, 浙江 金华 321004
2 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华321004
3 珑璟光电-微纳光学研究中心, 广东 深圳 518000
全息体视图(HS)是一种可加速计算的全息图,能够实现单色全息三维(3D)显示,将其与彩色彩虹全息相结合并实现允许多人围观的半周视彩色彩虹全息3D显示具有实际应用价值。在HS计算原理的基础上,设计单元全息图侧视角及视场角等参数,通过频域复用获得包含红色、绿色和蓝色信息的单元全息图的频谱,对频谱进行傅里叶逆变换后取实部得到该单元全息图,所有单元全息图的组合形成完整的半周视彩色彩虹HS。通过并行加速计算的方法实现分辨率为200800 pixel×200800 pixel、尺寸为64 mm×64 mm的高分辨率半周视彩色彩虹HS仅需15.15 min。采用反射照明的方式进行光学再现,实现了允许多人同时观看的清晰的彩色全息3D显示,其有望应用于3D**地图、3D沙盘等领域。
全息 彩色全息三维显示 周视彩色彩虹全息三维显示 全息体视图
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
为实现基于转台的像移补偿型周视扫描成像系统的高分辨率稳定成像，提出了一种复合控制算法对永磁同步电机驱动的扫描转台进行转速跟踪控制。根据转台的载荷特点及电机的数学模型， 建立了包含机械参数不确定性和快变转矩扰动的单采样率控制系统模型；采用快速非奇异终端滑模和扩张高增益观测器复合控制实现了转速跟踪控制；采用快速非奇异终端滑模实现了最大转矩电流 比控制；最后，分析并验证了基于上述复合算法的转速跟踪控制性能。实验表明：在转台转速设定为120 r/min或240 r/min时，采用该复合算法的转速跟踪误差均小于0.1%。与PI控制、快速非奇异 终端滑模控制及线性滑模+观测器控制相比，采用该复合算法的转台转速响应具有无超调、抗扰动性能更强、跟踪精度更高的优点，能保证所述周视成像系统获得清晰稳定的周视全景图像。
周视成像 像移补偿 转台 永磁同步电机 滑模控制 circumferential imaging image shift compensation turntable permanent magnet synchronous motor sliding mode control
红外与激光工程
2020, 49(4): 0403008
红外与激光工程
2020, 49(4): 0403001
1 海军航空大学研究生管理大队，山东烟台 264001
2 海军航空大学岸防兵学院，山东烟台 264001
为满足定向战斗部对多光束周视激光引信的延时和方位要求，针对引战配合问题，依据激光探测原理建立了弹目交会过程中最佳起爆延时和最佳起爆方位角的数学模型。仿真结果表明：所建立的最佳起爆延时与方位角模型正确，且与弹目视线角、目标初始方位角、弹目间距、弹目相对速度、破片飞散速度、目标和弹体外型参数等信息有关。根据多光束周视激光引信系统提供的信息参数，可计算出最佳起爆延时与最佳起爆方位角，能够控制战斗部适时定向起爆，实现对目标的有效打击。
多光束周视激光引信 引战配合 最佳起爆延时 最佳起爆方位角 multi-beam circum-directional laser fuze warfarecooperation optimum detonating delay optimum detonating azimuth 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(3): 402
1 凯迈(洛阳)测控有限公司, 河南 洛阳 471009
2 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471009
为增大周视成像系统视场的同时有效降低红外光学系统的复杂度, 采用折反式光学结构, 通过反射镜及透镜光焦度的合理分配, 引入衍射面。分别设计了视场为360°×(-40°～50°)的折反式一次成像非制冷红外周视成像光学系统及视场为360°×(-30°～50°)的折反式二次成像光学系统。其工作波段为8～12 m, 光学系统F数为1.2。该系统可实现360°全方位和一定俯仰角度范围内凝视成像。设计结果表明, 该系统的结构简单紧凑, 后截距大, 成像良好, 在空间频率20 1p／mm处的调制传递函数(Modulated Transfer Function, MTF)值大于0.4, 能满足应用需求。
周视成像系统 光学设计 红外光学 衍射光学 panoramic imaging system optical design IR optics diffractive optics
1 苏州大学信息光学工程研究所, 江苏 苏州 215006
2 浙江师范大学信息光学研究所, 浙江 金华 321004
3 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华 321004
根据光路可逆的原理，提出了一种基于频域合成的计算机制半周视彩色彩虹全息算法。首先对半周视彩色彩虹全息的原理进行分析，总结了观察窗口与频域的对应关系，指出半周视彩色彩虹全息图物光的频谱由三原色的半环形频谱组合而成；使用彩色三维物体在特定方向上的多个投影图像分别进行分色、插值，再进行二维傅里叶变换，在频域内合成半周视彩色彩虹全息的物光频谱，对合成的物光频谱进行二维傅里叶逆变换，取实部，加上一个偏置分量，得到半周视彩色彩虹全息图。采用该算法计算了一个面积为47 mm×47 mm、分辨率为84000 pixel×84000 pixel的全息图，通过全息输出系统输出，再进行显影定影漂白，实现了可白光再现的半周视彩色彩虹全息图，其显示的三维效果逼真，颜色绚丽，可以同时供多人观赏。
全息 半周视彩色彩虹全息 计算机制全息 彩虹全息 傅里叶变换 傅里叶逆变换
1 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心，北京 100081
2 中国兵器科学研究院，北京 100089
3 云南北方驰宏光电有限公司，昆明 650217
折反射周视系统作为近十几年发展起来的一种新型周视视觉实现形式，相比相机旋转扫描、多相机图像拼接和鱼眼镜头大视场成像等常规方法，在小型化、结构灵活性、成本和实时性方面具有优势。本文综述了折反射周视系统的成像模型、系统标定、畸变校正和全视场清晰成像等基本问题研究状况，讨论了折反射周视系统在红外成像和立体视觉领域的扩展应用研究现状，最后总结了目前存在的问题，并提出未来折反射周视成像系统将围绕非单视点成像模型、提高空间分辨力的方法和处理算法实时实现开展研究。
折反射周视系统 畸变校正 红外成像 周视立体视觉 catadioptric panoramic system distortion correction infrared imaging panoramic stereo vision
1 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081
2 中国兵器科学研究院, 北京 100089
3 云南北方驰宏光电有限公司, 昆明 650217
折反射式周视红外成像系统在安全监视领域有着独特的大视场优势，但是目前常见的圆锥曲面反射镜折反射式周视系统存在不同俯仰角下探测距离差异大的问题。折反射式周视红外成像系统的探测距离与目标尺度、任务准则、俯仰角和方位角分辨力有关。将俯仰角分辨力和方位角分辨力的几何平均数设为常数，以此作为恒等探测距离折反射式周视系统的条件，并推导了相应的系统设计方法。数据仿真结果验证了恒等探测距离系统的可实现性，另外，也表明了所提方法不仅可以实现不同俯仰角下的相同探测距离，还可以通过合理的参数调节使得大部分视场范围内的探测距离优于传统圆锥曲面型折反射式周视系统的探测距离。
成像系统 红外 恒等探测距离 几何平均数 折反射式周视成像系统
