1 华中科技大学 材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室, 武汉 430074
2 华中科技大学 体育学院, 武汉 430074
针对大范围视觉系统相机标定难度大、效率低的问题, 提出了一种基于相位移编码圆的相机离焦快速标定方法。该方法首先通过相位移编码圆实现离焦状态下的特征点提取; 利用标靶空间位置信息构建出单目相机的目标函数, 并采用非线性最小二乘法求解相机的内部参数; 通过建立双目系统的目标优化函数解析出相机系统的外部参数。该方法无需移动相机或标靶, 通过拍摄3幅相位移圆图像, 即可完成大范围视觉系统相机离焦状态下的快速标定。经实验验证: 标定焦距偏差在0.5%以内, 逆向投影误差最大为0.33pixel, 解决了大范围视觉系统相机标定难度大、效率低的难题。
光学测量 大范围视觉系统 相机标定 离焦 相位移编码圆 optical measurement large-scale vision system camera calibration defocus phase shift coding circle
基于数字散斑干涉(Digital Speckle Pattern Interferometry, DSPI)成像原理,提出了一种利用空间相位移技术的材料三维变形检测系统。并以薄铝板为测试材料,在固定点机械受力条件下进行了热膨胀变形测试实验。通过对检测系统进行坐标标定和不同传感器图像间的相关运算,获取三个不同视觉方向图像之间各像素的匹配关系,然后对匹配好的图像进行滤波和解包裹处理,从而可解析出物体在形变过程中X、Y、Z 三个方向的位移。结果表明所提出的方法可为非结构化环境下材料表面三维应变高精度检测提供了一种有效的方法。
数字散斑干涉 图像相关 空间相位移 同步采集 三维变形测量 digital speckle pattern interferometry image correlation spatial phase-shift synchronous acquisition three-dimensional deformation measurement
成都京东方光电科技有限公司, 四川 成都 611731
介绍了新型TFT-LCD黑矩阵细线化研究。在原有工艺设备的基础上, 突破设备局限和工艺瓶颈, 通过引入相掩膜技术和背面曝光设备, 达到进一步减小黑矩阵线宽的效果。实验测试结果显示: 在普通掩膜板设计上应用相位移掩膜板技术, 降低透光区边缘衍射和散射现象, 使曝光后黑矩阵线宽降低1.0～1.5 μm。在原有工艺基础上添加背面曝光工艺, 使黑矩阵材料在显影后进行背面曝光预固化, 改善黑矩阵图形形貌, 进一步减小黑矩阵线宽达到0.3～0.5 μm。通过新工艺和新设备的引入和应用, 黑矩阵线宽整体降低1.5~2.0 μm, 达到5.0~5.5 μm, 可以满足目前高PPI(单位面积像素个数)产品对透过率和对比度要求。
黑矩阵 线宽 相位移掩膜板 背面曝光 black matrix critical dimension phase shift mask back exposure
西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室，西安 710049
在传统的基于全内反射原理的低折射率比介质波导所构建的相位移调制型光学器件中，调制区域的长度通常在毫米到厘米量级.由于器件横向尺寸保持在微米量级，因此狭长结构成为了传统光波导器件的典型特征，这限制了光学器件集成度的提高，严重制约了集成光路的进一步发展.光子晶体的出现为高密集成光路的发展提供了一条新的途径.本文使用平面波展开方法计算了光子晶体线缺陷波导中的色散曲线.研究发现: 在色散曲线下边缘处，材料折射率的一个微小变化可以引起传输常数的较大变化，如果工作频率点选择在带下边缘附近，则可以大幅度减小相位移调制型器件调制区域的长度.本文使用时域有限差分方法进一步验证这种增强效应，计算结果表明，对于0.46%的折射率变化，光子晶体线缺陷波导中的相位调制长度仅为均匀媒质中相位移调制长度的11.7%.通过以进一步研究，这种增强效应有望应用与高密度集成光路.
光子晶体 线缺陷波导 相位移调制 Photonic crystals Line-defect waveguides Phase shift modulation
华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
详细介绍了投影机模型,并提出一种简单、高精度的投影仪参数标定算法,该算法将投影仪当作一个逆向的相机,使用一块带有圆形标志点的平面标定板对投影仪进行标定。标定过程中,使用两组不同方向的光栅图像建立投影仪图像和相机图像的对应关系,从而得到投影仪标定所需的图像数据,将投影仪标定转化为成熟的相机标定,然后使用相机标定算法对投影仪进行高精度标定。实验结果表明,所提议的投影仪标定算法操作过程简单,标定精度可达0.312 pixel。
结构光测量 投影仪标定 三维测量 相位移
华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
建立高精度的相位-高度映射关系是结构光测量技术中的关键技术之一。在精确建立相机图像和投影仪图像对应关系的基础上,使用三层反向传播神经网络训练来建立图像坐标与被测物体三维坐标之间的映射关系。使用带有圆形标志点的平面标定板进行神经网络的样本采集与训练。为了验证本文算法的测量精度,使用训练好的网络对一个标准球和石膏头像进行了测量。实验结果表明,本文算法可以测量具有复杂自由曲面的物体,测量精度可达0.095 mm。
结构光测量 相位-高度映射 神经网络 相位移
1 中国科学院,电子学研究所,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
3 内蒙古科技大学,数理系,内蒙古,包头,014010
由于实验无法准确测量螺旋带上的面电流分布,在详细比较理论分析与软件模拟异同的基础上,应用3维电磁场计算软件HFSS研究了螺旋带相对宽度与面电流分布的关系.研究表明:螺旋带相对宽度越大,面电流分布越不均匀;当Floquet边界的相位移为90°时,面电流分布最不均匀;面电流分布的均匀性假设在不同频率下有不同的准确程度.
带状螺旋线 面电流 色散 耦合阻抗 相位移
空间积分抽样相位理论分析为消减欠采样产生的折叠混淆效应提供了理论依据.在凝视型红外焦平面热像系统中,探测单元的物理尺寸和间距决定了空间采样频率.而被探测场景的空间频率往往要高于红外焦平面阵列探测单元重复频率的一半,这种欠采样所产生的折叠混淆效应严重损坏了图像质量.本文总结了前人对此问题的讨论,在此基础上给出了旨在指导消减该混淆效应的较为完整的理论,并对微扫描及非控制情况下微位移的超分辨率技术进行了分析.
中心布里渊区 相位移因子 空间积分抽样 折叠混淆效应 超分辨率技术 central Brillouin zone phase-shi ft factor spatial-integral sampling aliasing super-resolution
1 同济大学光测力学研究室, 上海 200092
2 法国圣太田高等矿业学院
对相位移测量技术中的条纹强度量化所引起的相位误差进行了定量研究。给出了相位测量误差与条纹强度误差之间的统计关系式，对条纹强度量化误差进行傅里叶级数展开，并利用条纹强度与相位的关系求得该级数的系数，进而得到标准Ｎ幅算法的相位的解析表达式。最后对强度量化误差效应的一些影响因素进行了讨论。
相位移 量化 相位误差 相关性
