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 调频连续波激光测距系统的振动补偿仿真研究

李雅婷 张福民 潘浩 史春钊 曲兴华

[摘要]在双光路调频连续波激光测距过程中, 振动将光程差变化转为拍频信号不需要的相位调制, 并在拍频信号中引入多普勒频移, 导致拍频信号的频谱发生严重展宽和频移, 无法根据拍频频率计算距离值。为解决该问题, 提出一种基...

 PDF全文中国激光 | 2019, 46(01):0104001

 基于扫频采样的飞秒激光大尺寸测距方法研究

张天宇 曲兴华 张福民 彭 博

[摘要]作为一种高精度测量工具, 飞秒激光具有优于传统激光技术的特性, 已被广泛应用于工业生产、 航空航天、 科学研究等领域。 扫频采样法在很大程度上改善了机械振动、 扫描速度过慢等问题, 对飞秒激光的绝对测距性能提升...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2019, 39(09):2708

 基于外部时钟信号触发重采样的激光频率调制测距方法

张桐 曲兴华 张福民

[摘要]对调频连续波激光测距技术进行改进, 提出了触发重采样方法。在所提方法中, 辅助信号先触发采集卡, 然后对测量信号和辅助信号同时采样, 再用采集到的辅助信号的极值点对测量信号进行重采样。实验结果表明:所提出的触...

 PDF全文光学学报 | 2019, 39(04):0428003

 基于电光调制光频梳绝对测距的理论及实验分析

赵宇航 曲兴华 张福民 赵显宇 汤国庆

[摘要]为满足高精度、大尺寸、高动态的测量需求,提出一种基于光学频率梳方法的绝对测量方案。采用级联相位调制器和强度调制器的电光调制方法生成平坦的光学频率梳,可以实现频率的直接溯源,成本低且易于复现。实现了对数...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(12):1204002

 正弦调频下大带宽激光调频连续波测距技术

史春钊 张福民 潘浩 李雅婷 曲兴华

[摘要]基于激光调频连续波(FMCW)测距的原理搭建了双光路FMCW测距系统,用正弦调频替代了传统的线性调频,提高了扫频速率。研究了正弦调频下的FMCW测距原理,推导了正弦扫描的重采样公式,提出了信号拼接的方法来增大扫描...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(12):1201002

 基于相位差测频的调频连续波激光测距技术

吉宁可 张福民 曲兴华 张桐 张铁犁 刘晓旭 谢阳

[摘要]针对调频非线性和快速傅里叶变换(FFT)精度不高的问题,基于等光频间隔重采样的调频连续波测距系统,采用相位差测频法测量了待测目标点的距离;对调频连续波激光测距原理进行分析和推导,并依靠该系统进行了测距稳定...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(11):1104002

 噪声对等光频采样调频连续波激光雷达测距精度的影响分析及实验验证

熊星庭 曲兴华 张福民

[摘要]调频连续波激光雷达具有测量范围大, 精度高, 无需合作目标等优点, 在计量学和工业现场测量中具有重要作用。 简单介绍了等光频重采样调频连续波激光雷达的基本结构和测距原理, 分析了系统辅助干涉信号和测量干涉信...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2018, 38(08):2332

 基于数字微镜成像系统的响应曲线标定方法研究

冯维 曲兴华 王惟婧 张福民

[摘要]高动态范围成像技术是当前光学成像领域的研究热点。基于数字微镜器件(DMD)具有调制入射光线空间信息的特性, 设计了一种DMD相机, 可提高成像系统的动态范围。同时, 为了合理有效地编码控制DMD, 根据该成像系统的结构及...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(04):0411006

 双投影结构光三维测量中重叠相移光栅的分离方法

白景湘 曲兴华 冯维 张福民

[摘要]在结构光的三维测量中, 单投影仪单相机的测量结构在测量复杂物体时容易出现遮挡与阴影现象, 从而影响了测量数据的完整性; 使用双投影单相机的测量结构可扩展成像范围, 减小阴影部分的面积, 提高测量效率, 但从部分重...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(11):1112002

 基于相位补偿的调频连续波大长度测距中的色散校正

史春钊 张福民 潘浩 曲兴华 赫明钊

[摘要]基于调频连续波测距的原理搭建并改进了双光路调频连续波测距系统, 在测量光路增加光纤延迟线使测量距离拓展到了65 m.还研究了等光频重采样中色散的影响, 推导出了带有色散和光纤延迟线的重采样模型, 提出了在调频连续...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2018, 37(05):642

 激光传感器光轴垂直度误差标定方法

王祎雯 付鲁华 赵炎 张恒 曲兴华 刘常杰

[摘要]针对高精度复合式测量机中的激光传感器进行了高精度的标定, 提出了利用已知底角的双斜面标定块和正弦定理标定光轴垂直度误差偏角的方法, 分析了影响标定精度的因素。该方法避免了传感器光轴与工作台不垂直引入的各个...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(04):0410002

 基于数字微镜成像系统的像素级映射方法

王惟婧 张福民 冯维 曲兴华

[摘要]为实现基于数字微镜器件(DMD)高动态范围成像系统中的DMD微镜与CCD像素间的高精度映射, 提出了三种不同的像素级映射算法。介绍了基于DMD的高动态范围成像系统, 分析了其映射原理以及映射的必要性, 采用直接线性变换算...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(12):1211001

 基于数字微镜器件的高光面物体三维测量方法

邢威 张福民 冯维 曲兴华

[摘要]在投影结构光的三维形貌测量方法中, 由于镜面反射, 高光面物体的三维测量无法得到清晰的编码图像, 影响了三维坐标信息的解算, 进而无法拟合出完整的三维形貌。提出应用数字微镜器件(DMD)为核心的新型DMD相机, 应用DM...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(12):1212002

 脉冲啁啾干涉绝对距离测量中的时频分析

刘亭洋 张福民 吴翰钟 曲兴华 樊世超 杨艳静 高海洋

[摘要]介绍了飞秒脉冲啁啾干涉测距的原理和典型的时频变换方法,比较了这些方法对啁啾光谱干涉信号分析的影响,研究了影响结果的因素,并将这些方法用于处理啁啾光谱干涉的测距数据。通过实验比对发现,相对于参考的He-Ne干...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(09):0904005

 成像前光学调制系统的眩光测量

赵首博 曲兴华 冯 维 陈 喆 郑世伟

[摘要]因为眩光与成像光线混叠的复杂性,使得对它的测量和评价一直是物理光学里的研究热点。本文设计了一套计算型视觉成像前调制处理双臂式实验系统来解决眩光与成像光线的物理分离,并针对金属表面镜面反射引起的镜头眩光...

 PDF全文光电工程 | 2016, 43(01):0013

 激光雷达坐标测量系统的测角误差分析

亢甲杰 张福民 曲兴华

[摘要]为了精确地设计激光雷达坐标测量系统仪器, 在研究激光雷达坐标测量系统测量原理和结构的基础上, 建立了引入两轴垂直度误差、反射镜倾斜误差和反射镜入射激光束倾斜误差这3项主要系统误差的测角误差模型。由理论分析可...

 PDF全文激光技术 | 2016, 40(06):834

 基于硬件的等光频间隔采样及频谱分析方法

姚艳南 张福民 曲兴华

[摘要]提出一种基于硬件的等光频间隔采样消除调频连续波(FMCW)激光测距系统调频非线性的改进措施。改进后的等光频间隔采样通过硬件数据采集即可一步实现, 无需再进行后续繁杂的软件处理过程, 极大地节省了内存空间和数据处...

 PDF全文光学学报 | 2016, 36(12):1212003

 真实加工表面后向散射特性分析及表面参数反演

陶会荣 张福民 曲兴华

[摘要]无合作目标激光绝对测距中,远距离、真实表面的后向散射特性机理不明朗,严重影响测距结果,是制约测距技术发展的重要瓶颈.以立铣、平铣、平磨等三种典型实际机械加工方式下的粗糙表面为研究对象,测量了在1 550 nm红外激...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(07):1986

 一种色度自适应投影标记点的选取方法

赵首博 张福民 曲兴华 郑世伟 陈喆

[摘要]近年来,对物体的颜色显现力、光源光谱功率分布和自身表面反射光谱三者的定量关系方面的研究备受大家关注.在三维扫描测量领域,由于颜色特征具有反映物体材料和纹理等丰富信息的优势,提出了一种主要由彩色相机、投点光...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(04):1120

 利用信号拼接提高调频连续波激光测距系统的分辨力

曲兴华 职广涛 张福民 时光

[摘要]提出了一种对等频率间隔的采样信号进行拼接来提高调频连续波激光测距系统的测距分辨力的方法。研究了调频连续波激光测距的原理, 设计搭建了基于一种双干涉系统的光纤调频连续波激光测距系统。利用辅助干涉系统产生的...

 PDF全文光学 精密工程 | 2015, 23(01):40

 金属表面特性对差动式视觉测量的影响实验

苏国营 曲兴华 张福民

[摘要]介绍了一种全面的金属表面反射模型,从理论上论证差动式视觉测量的可行性。在平行光照明下,测量不同级别粗糙度比较样块在入射面内的反射亮度,在大量数据的基础上总结分布规律,以寻求事实依据。搭建视觉测量系统,...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(01):0115001

 经济型大尺寸激光自动坐标测量系统

时光 张福民 曲兴华

[摘要]利用手持式激光测距仪和二轴转台, 设计了一种经济型大尺寸激光三维自动测量系统, 用于船舶等大型工件的现场测量。介绍了系统的测量原理和主要组成部分, 系统无需合作目标, 在计算机的控制下自动对目标进行测量来获得...

 PDF全文光学 精密工程 | 2013, 21(08):1957-1965

 彩色视觉测量中的LED照明系统设计

贾果欣 曲兴华 梁海昱 祝振敏

[摘要]设计并制作了一套基于发光二极管(LED)的具有多颜色特征的光源系统,分析了光源工作原理,进行了光学结构设计。应用MAX16807芯片和脉宽调制(PWM)技术设计专用驱动电路,实现了LED的恒流驱动和亮度数字调制。实验证明,...

 PDF全文发光学报 | 2011, 32(01):64-69

 LED光源的波段间隔选择在彩色视觉中的应用

祝振敏 曲兴华 梁海昱 贾果欣

[摘要]在彩色视觉的应用中, 当检测目标背景拥有多种颜色时, 检测目标总是难以从复杂的背景的中区分出来。 选择合适的光源波段能够提高检测目标与背景的分辨力。 该文首先利用四块具有不同反射率的标准板, 将各表面的反射函...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2011, 31(04):1025-1029

 基于发光二极管环形阵列与漫反射表面的均匀照明光源研究

祝振敏 曲兴华 梁海昱 贾果欣

[摘要]均匀的照明条件与光源良好的混色效果是彩色视觉的重要组成部分。基于发光二极管(LED)环形阵列与高漫反射率表面,研究了一种间接照明的均匀光源,建立了数学模拟算法。根据单个LED的朗伯体特性,讨论了LED环形阵列在半...

 PDF全文光学学报 | 2011, 31(01):0115001

 多目视觉检测技术中的照明系统设计

王俊龙 曲兴华 赵阳

[摘要]多目视觉检测技术是通过多个CCD传感器,从不同角度获取同一目标的不同角度的图像,并对多幅图像进行匹配、分割、相减等处理技术获取目标信息的一种图像处理技术.多目视觉检测技术能够比单目视觉检测技术获得更多的图...

 PDF全文光电技术应用 | 2009, 24(04):1-5

 激光光束入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响

刘万里 欧阳健飞 曲兴华

[摘要]为了掌握光束入射角变化对激光跟踪仪中角锥棱镜测量精度的影响规律,详细分析了角锥棱镜的工作原理和反射特性,计算了角锥棱镜在不同入射角下的实际有效反射面积,并建立了角锥棱镜有效反射面积随光束入射角变化的理论公...

 PDF全文光学 精密工程 | 2009, 17(02):286-291

 数码相机的彩色图像预处理过程

曲兴华 宫辉 贾果欣

[摘要]结合数码相机图像采集特性和人眼视觉误差,讨论了彩色图像预处理过程。通过分析彩色图像的数据格式,将八叉树量化方法用于彩色图像的颜色信息量化,并采用矢量中值滤波消除彩色图像噪声,以实现对彩色图像的合理预处理。...

 PDF全文光学 精密工程 | 2009, 17(01):207-212

 一种现场大尺寸测量精度的评价方法

张福民 曲兴华 戴建芳 叶声华

[摘要]针对现场全面评价大尺寸测量仪器精度的特殊性, 提出了一种采用多仪器站多控制点的精度评价方法。基于四元数的空间数据配准, 将多仪器站的测量数据统一到全局坐标系下, 基于控制点坐标不变约束, 对测量值进行统计得到...

 PDF全文光学学报 | 2008, 28(11):2159-2163

 激光跟踪测量系统角度自动校正装置设计

刘万里 曲兴华 欧阳健飞 王占奎

[摘要]研制开发了一种能使激光跟踪测量系统在动态条件下连续测量的角度自动校正装置。它主要由精密圆形导轨和角度方位自动调节机构组成,能使角锥棱镜在动态测量过程中始终指向激光跟踪测量系统,从而实现在动态条件下的连续...

 PDF全文光学 精密工程 | 2008, 16(09):1695-1700

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