期刊基本信息
创刊:
1974年 • 月刊
名称:
光电工程
英文:
Opto-Electronic Engineering
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院光电技术研究所;中国光学学会
出版单位:
光电工程编辑部
主编:
罗先刚
ISSN:
1003-501X
刊号:
CN 51-1346/O4
电话:
028-85100579
邮箱:
地址:
四川省成都市双流350信箱《光电工程》编辑部
邮编:
610209
定价:
90元/期

本期栏目 2019, 46(2)

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光电工程 第46卷 第2期

作者单位
摘要
光电工程
2019, 46(2): 1
李凌霄 1,2,3,*何益 1,2王媛媛 1,2,3魏凌 1,2张雨东 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院自适应光学重点实验室,四川成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所,四川成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
自适应共焦检眼镜以其高分辨率、动态成像等光学特性,已经在生物医学和临床医学的多个领域得到了广泛而具体的应用。为了能够将非圆形光瞳滤波器等瞳面调制技术运用于其中,并不对波前探测产生影响,系统需要利用两个光源分别进行成像和波前校正。本文首先设计了一套基于双光源的自适应共焦检眼镜,对不同光源的人眼像差进行测量,分析了其主要差异。然后对双光源系统的像差校正能力和高分辨成像能力进行了验证,系统闭环后的图像的亮度、对比度和分辨率都有了显著的提高。最后验证了使用半圆形光瞳实现暗场成像的可行性,并得到了模拟人眼的明暗场图像。
自适应光学 共焦检眼镜 双光源 adaptive optics confocal laser ophthalmoscope two sources 
光电工程
2019, 46(2): 180137
作者单位
摘要
1 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003
2 中国人民解放军 63936部队,北京 102202
3 南京军代局驻扬州地区军代室,江苏扬州 225009
模块化设计、多通道集成已成为当前光电装备研制的主流思路,但多个探测单元的光轴一致性却直接影响着光电装备的使用效能。现有方法难以兼顾多光谱、多光轴、高精度、大轴系跨度等多种光轴平行性检测需求,为此,本文提出了一种基于“反射式结构 +光轴平移”思想的多光谱多光轴平行性检测方案。采用“反射式结构”设计反射式平行光管,解决了多光谱范围内可见光、微光、激光、红外等不同波段光轴的平行性检测问题;利用“光轴平移”思想解决了大跨度范围内光轴间平行性检测问题。结果表明:本设计方案的平行性检测误差小于 0.134 mrad,可检测的轴系跨度可达 0.5 m,能够满足绝大多数光电装备的光轴平行性检测需求。
平行性检测 多光谱多光轴 反射式结构 光轴平移 parallelism testing multi-spectral and multi-axis reflective type optical axis translation 
光电工程
2019, 46(2): 180219
作者单位
摘要
1 中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714
2 中国科学院大学,北京 100049
与汞灯相比,紫外 LED波长单一,不能与现有紫外油墨的光引发剂完全兼容,难以实现汞灯的固化效果。本文给出了一种多波长均匀混合的紫外 LED油墨固化系统设计方法。将三种波长的紫外 LED在弧面上排成阵列,采用光学自由曲面,使每颗 LED灯珠均匀照射固化区域,结合照明角度倾斜变化,解决了波长均匀混合与照度均匀技术难题。光线追迹仿真结果表明,在距光源 600 mm的目标面上得到了波长混合均匀,平均照度为 110.7 mW/cm2,照度均匀性为 0.82的照明光斑,该设计有望模拟汞灯的多光谱照明效果,促进紫外 LED在油墨固化中的应用。
光学设计 LED阵列 油墨固化 汞灯 均匀性 optical design LED array ink curing mercury lamp uniformity 
光电工程
2019, 46(2): 180252
作者单位
摘要
西南交通大学物理科学与技术学院光电工程研究所,四川成都 610031
激光线结构光扫描仪得到的三维点云数据具有冗余性,本文设计实现了一种基于两阶非均匀划分的点云精简算法对机车走行部数据进行处理。首先,根据内在形状特征算法估计出检测对象的点云法矢,并提取出点云特征点;其次,根据特征点云的分布对点云进行第一次非均匀划分,得到不均匀的初始点云块;最后,将划分后的各点云块映射到不同的高斯球中进行进一步细分,在高斯球面上进行均值漂移聚类,提取出每个聚类簇在实际三维空间中的重心,重心的集合即为精简结果。实验证明了方法的有效性,相比于现有的方法,本文中的方法在保证精度的前提下能够达到很高的精简率和运算效率,更契合机车自动化在线检测的需要。
点云精简 非均匀划分 高斯映射 均值漂移 point cloud simplification non-uniform division Gauss mapping mean shift 
光电工程
2019, 46(2): 180269
叶子豪 1,2,*孙锐 1,2王慧慧 1,2
作者单位
摘要
1 合肥工业大学计算机与信息学院,安徽合肥 230009
2 工业安全与应急技术安徽省重点实验室,安徽合肥 230009
本文针对传统车道识别方法在复杂路面中自适应能力差的特点,基于图像分割技术提出了一种基于全卷积神经网络与条件随机场的车道识别方法。该方法通过大量数据的训练,使神经网络模型可以识别出车道,并且再通过条件随机场使得分割出来的车道覆盖面积及车道边缘的处理更加完善。同时,本文为了解决高速公路中对检测实时性的高要求,设计了一个全卷积神经网络,该网络结构简单,只有 13万个参数,并且做出如下三点改进:采用 BN算法提高网络的泛化能力及收敛速度;采用了 LeakyReLU激活函数取代了一般使用的 relu或者 sigmoid激活函数,并且采用 Nadam作为网络的优化器使得该网络具有更好的鲁棒性;采用条件随机场作为后端处理解决车道边缘处分割不足并且加大了车道覆盖面积。最后本文为了解决城市道路检测中道路环境复杂的问题,利用 FCN-16s网络模型加条件随机场的后端处理实现了复杂城市道路的识别。实验证明,在面对高速公路的高速及车道简单环境下,本文设计的网络模型更具有实时性且足够胜任车道的识别。在面对城市道路的复杂环境下, FCN-16s模型加条件随机场更能精确地识别出车道,并在 KITTI道路检测基准上取得不错的结果。
车道检测 全卷积神经网络 条件随机场 网络优化 lane detection image segmentation full convolution neural network condition random field network optimization 
光电工程
2019, 46(2): 180274
作者单位
摘要
1 西华大学计算机与软件工程学院,四川成都 610039
2 中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳 621000
压敏漆技术是一种经济性高、速度快的风洞测压前沿技术。在风洞试验中,由于强风影响,模型会发生畸变,造成有风图像和无风图像难以配准,从而严重影响测压精度。针对这一问题,本文创新性的将二维非刚性 ICP算法用于此问题,采用点云方式使得图像细节区域有效配准,同时也有利于后续三维重建工作。然而由于二维非刚性 ICP算法仅考虑二维坐标位置关系,忽略压敏漆图像像素灰度具有的相关性,使得配准精度不高。直接利用三维非刚性 ICP算法又会发生误配准,所以为了进一步提高配准精度,本文提出了一种基于像素关联搜索策略的非刚性 ICP算法,算法设计了综合考虑 2D坐标与像素灰度值的双目标搜索策略,实现了精确的局部匹配点搜索与双目标优化。在多组压敏漆图像上将本文算法与五种配准算法进行了对比实验分析。实验结果表明,本文所提出的算法具有最好的配准精度。相比次优算法,RMSE提升超过 15%,NMI提升在 5%左右。
压敏漆图像 图像畸变 非刚性 ICP 归一化互信息 图像配准 pressure-sensitive paint image image distortion non-rigid ICP normalized mutual information image registration 
光电工程
2019, 46(2): 180301
作者单位
摘要
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
在利用紫外荧光法对油含量小于 10 mg/L的油田回注水进行检测时,光源热功率过大会降低测量结果的精度。为减小光源热功率,提出了光源的脉冲调光方法(占空比小于 50%),替代原有的方波调光方法 (占空比为 50%)。分别建立了基于脉冲调光方法与方波调光方法的噪声分析模型,比较了两种方法的测量结果信噪比 (SNR),并推导了测量结果信噪比与光源功率的关系,在信噪比相同的情况下,可以得出脉冲调光方法的电流幅值与占空比的最优选择方案。结果表明,当测量结果信噪比相同时,脉冲调光方法光源功率不足方波调光方法的 21%。最后通过 MATLAB软件对两种调光方法的信号解调过程进行仿真,比较了两种方法的测量结果信噪比,仿真所得信噪比关系与理论推导结果一致。
方波调光方法 脉冲调光方法 信噪比 光源功率 square-wave modulation dimming method pulse modulation dimming method signal-to-noise ratio power of the light source 
光电工程
2019, 46(2): 180338
作者单位
摘要
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
2 上海光学仪器研究所,上海 200093
研制了一种新型光谱感光仪,其特点是宽光谱 (340 nm~900 nm),大曝光面 (202 mm×90.5 mm),且面上具有多阶梯光强;制备具有 18级光密度值的高精密阶梯光楔板,每个台阶的光密度值误差不大于 0.01;根据光源的光谱特性镀制滤光膜,消除光栅二级光谱。自动控制采集系统采用 LabVIEW与 PLC一体机开发,水平方向采用光栅位移传感器构成闭环控制,波长定位偏差小于 0.05 nm;竖直方向采用线性补偿方法,高度位置偏差小于 0.05 mm。仪器能够自动测量光楔板上不同波长不同光强区域的单位面积光功率,用快门控制曝光时间,在宽光谱范围内对感光材料进行一次曝光。在显影定影后,用光密度计测量其光密度值,根据国标 (GB10557-89)绘制出感光材料某一确定光密度值的光谱灵敏度曲线。
光谱灵敏度 光密度 光谱 光强 阶梯光楔板 spectral sensitivity optical density spectrum light intensity step wedge 
光电工程
2019, 46(2): 180365
作者单位
摘要
1 中国人民解放军 32181部队,河北石家庄 050000
2 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北石家庄 050003
多光学传感器轴线一致性是确保**系统光电任务设备正常工作的重要保证。分析了国内外大间距轴线一致性检测方法与设备研制现状,提出了一种基于非合作目标图像处理技术的轴线一致性检测方法。选择远场中具有典型特征的景物作为非合作目标,通过比较非合作目标在不同图像空间中的位置差异,得到轴线一致性检测结果。该方法避免了其它检测方法体积重量大、对使用环境要求高的缺点,特别适合于大间距平台光电装备野外在线轴线检测,应用前景广阔。
轴线一致性 检测 图像处理 多光学传感器 大间距 axis consistency detection image processing multiple optical sensors large spacing 
光电工程
2019, 46(2): 180409
作者单位
摘要
1 福建农林大学交通与土木工程学院,福建福州 350100
2 福建省高速技术咨询有限公司,福建福州 350100
针对激光条纹中心提取的复杂背景及噪声干扰问题,提出一种自适应双阈值分割方法及改进灰度权重模型。首先对光条图像的特征及噪声来源进行分析,并采用双边滤波进行图像预处理;然后通过图像灰度直方图计算双阈值,并采用双阈值分区域处理获取二值化图像,从而提取初始条纹中心及条纹宽度;最后利用改进灰度权重模型提取激光条纹亚像素中心。将双阈值分割方法及改进灰度权重模型与传统算法进行对比,结果表明:双阈值分割方法较极值法、大津法能更加准确完整地提取激光条纹区域。对比提取的亚像素中心残差值,改进灰度权重模型 (0.23)较灰度重心法 (0.71)、极值法 (0.86)、高斯拟合法 (0.86)具有更优结果。本文方法能有效避免复杂背景以及激光条纹法线方向噪声的影响,提高中心定位精度,具有较高的抗噪能力与稳健性,适用于复杂背景下快速、精确的光条中心提取。
双阈值 复杂背景 图像分割 灰度重心法 亚像素 double threshold complex background image segmentation gray-gravity method sub-pixel center 
光电工程
2019, 46(2): 180457