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大气光学与海洋光学
摘要
针对现有能见度检测方法复杂度高和检测精度低的问题,提出了一种基于监控图像的道路能见度检测方法。首先,通过暗亮原色先验理论求取暗亮原色的透射率;然后,利用自适应去雾权值和自适应滤波窗口优化大气光值和大气透射率,将车道线首尾端点的透射率与优化后的暗亮原色透射率一一对应;最后,结合车道线首尾端的距离计算大气消光系数和能见度。实验结果表明,本方法可在100~600 m内实现高精度检测,相对误差小于10%。相比其他方法,本方法的检测效率更快、精度更高且更容易实现。
激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0601001
综述
闫旭亮  杨功流  王璐  
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摘要
天文导航中星点的定位精度至关重要,会影响天文导航的精度。传统的基于线性插值的星图分辨率提高方法是直接利用线性关系来计算插入的灰度值,但忽略了原函数自身的变化特征。针对星点的成像特征,提出了一种基于改进线性插值的星点定位方法。首先建立星点的成像模型并推导出一维模型,求取二阶导数以获得凹凸分界点,然后给出改进线性插值的权值因子的计算方法,进而完成星点的定位。仿真结果表明,与传统方法相比,所提方法的平均偏离误差降低了15.4%,能够有效地提取星点中心。
激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0600002
图像处理
任梦凡  朱磊  马晓敏  崔琳  
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摘要
针对周期性纹理背景影响织物缺陷检测效果的问题,提出了一种基于粗糙度测量和颜色距离的织物缺陷检测方法。该方法先将待检测图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间,并分别对三通道进行同态滤波处理,以提升缺陷与背景之间的对比度;利用粗糙度测量对织物图像进行分类,并将同一类别的织物图像分成大小相同且互不重叠的图像分块,分别估计各个图像分块与其八邻域图像分块的颜色距离,从而实现对缺陷的粗定位;最后对粗定位图像分块进行显著性和二值化处理,有效减少了周期性纹理背景对检测结果的影响。实验结果表明:与近期4种方法相比,本文方法对周期性纹理织物图像表现出了较好的检测效果,检测准确率更高。
激光与光电子学进展
2021, 58(4): 0410008
激光器与激光光学
摘要
质心定位精度不仅是影响星载激光测高仪姿态精度的关键因素之一,也是探测卫星平台颤振的一种新型技术手段。针对地球科学激光测高仪系统(GLAS)卫星平台激光光斑数据存在噪声信息、空间分辨率较低、最大能量值不唯一等影响质心定位精度的问题,研究了星载激光光斑空间分辨率提高在卫星平台颤振探测中的可行性。首先,提出一种非光斑下的暗通道模板去噪方法,对长时序激光光斑进行去噪处理;其次,协同反卷积与超分辨率重建方法在改善激光光斑的“拖尾”现象的同时提高其空间分辨率;最后,提出一种质心跟踪的灰度加权亚像素质心方法,对长时序激光光斑进行跟踪定位,以实现对卫星平台颤振的初步探测。实验结果表明,本文质心定位方法的残差拟合精度相较于灰度加权法平均约提高0.08 pixel、相较于高斯曲面拟合法平均约提高0.08 pixel、相较于椭圆拟合法平均约提高0.1 pixel,并初步探测到GLAS卫星平台存在周期约为94 min的姿态变化规律。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0314004-1
仪器,测量与计量
尹玺  万生鹏  熊新中  董德壮  [ ... ]刘恒  肖登  雷盈  
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摘要
对基于法布里-珀罗(F-P)微腔结构的光纤声传感系统进行研究。传感头由具有高熔点、低热膨胀系数的氧化锆(ZrO2)管贴合氧化石墨烯(GO)薄膜制作而成。测试结果显示,F-P微腔的腔长为92.943 μm,反射谱的干涉对比度达25 dB。对传感头的声音传感性能进行测试,结合多帧比较法,实现了语音前导无话帧的自动识别。运用基于小波包变换的维纳滤波方法对采集到的信号进行去噪,相比单纯运用维纳滤波的方法,信噪比提高了1.5 dB,从而提高了语音质量。整个系统结构简单、成本低、实用性高,应用场景广泛。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0312003-1
仪器,测量与计量
摘要
针对机器人自适应打磨曲面焊接区域的识别问题,提出了一种基于线结构光的打磨机器人自动识别起始点与终止点的算法和一种深度图像增强算子。增强算子将中心像素与8邻域内像素强度差的绝对值和作为中心像素值,以增强深度图像的可视化特征和打磨区域的纹理特征。首先,对点云数据进行滤波和空洞填充处理;然后,计算每一扫描行点云在高度方向的标准差;最后,对所得特征进行识别,找到一定范围内特征变化较大的位置,从而提取出打磨区域。实验结果表明,该增强算子对深度图像的增强效果极佳,本算法对起始与终止位置的识别精度均值小于1 mm,可达到像素级精度,具有较强的鲁棒性,且对噪声不敏感。在现场打磨测试中也证实了本算法的有效性和可行性。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0312005-1
仪器,测量与计量
盛启明  郑刚  张雄星  孙彬  [ ... ]井李强  韩园  
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摘要
针对传统调频连续波激光干涉位移传感器存在谐波串扰和动态测量范围较小的问题,研制一种具有三个独立法布里-珀罗干涉仪探测光路的三通道位移测量系统,该系统包含三个芯片,使用多芯片处理可以提高运算速度。通过信号线等长和软件来控制各芯片的同步测量,可以解决各独立通道测量不同步的问题。实验结果表明,各通道对速度为1 mm/s的运动目标的同步性测量误差仅为0.46 nm,600 mm行程的位移测量误差的标准差小于3 nm,线性拟合系数在0.99997以上,说明该系统可以实现三维运动目标的位移测量。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0312004-1
仪器,测量与计量
摘要
旋转激光扫描测量系统采用光电扫描的计时方式并结合时空转换的原理实现角度交会定位,光电信号时域信息的精确性是影响测量精度的重要因素之一。针对测量系统中同步信号存在延时的问题,根据测角误差的特性提出一种基于发射基站转台正、反转测量目标的延时评估方法。通过定量分析同步信号的延时,建立同步信号的延时模型。基于可编程逻辑器件分析延时对测角精度的影响,研究同步信号电路延时的补偿算法并设计实验进行验证。实验结果表明,所提方法能够有效补偿同步信号原有约为190 ns的电路延时。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0312002-1
仪器,测量与计量
翟鹏  崔海华  胡广露  张益华  [ ... ]靳宇婷  黄怡  
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摘要
为提高标定精度,提出一种基于直线空间变换的光平面标定方法。首先利用互相关模板与5点滑动平均法提取激光条纹中心,然后采用正交回归法拟合图像中的光条直线方程。通过平面单应性变换获得靶标面光条直线方程,进一步再将靶标坐标系中的直线方程转换成Plücker矩阵形式。根据位姿转换关系得到相机坐标系下的直线方程,并建立超静定线面共面约束方程组,使用奇异值分解(SVD)求解光平面方程参数。所提方法测量的标准台阶块长度方均根(RMS)为0.065mm,平均误差小于0.030mm,圆柱直径的测量平均误差与RMS小于0.050mm。结果表明,利用光条自身整体信息拟合光平面,所提方法可实现较高的标定精度且标定过程简单,同时避免对每个特征点进行单独求解。
激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0212001
仪器,测量与计量
江坤  高爱华  闫丽荣  
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摘要
应用于激光陀螺的高反镜在加工安装过程中不可避免地会引入疵病,从而对入射光产生调制作用,引发光散射。为了研究划痕状疵病尺寸发生变化时散射场的变化规律,采用有限元法和多物理场仿真软件建立了高反镜表面截面形状为矩形的单划痕疵病散射模型。通过改变疵病的宽度、深度,分析激光散射场的空间分布变化;用搭建的积分散射测量系统检测不同宽度、深度的疵病,并与仿真结果进行对比。实验结果表明,不同尺寸疵病的散射场变化趋势与仿真结果基本吻合,为高反镜表面疵病的检测工作提供了理论依据和参考。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0112001
00 11