红外与激光工程
2023, 52(12): 20230310
西安理工大学 自动化与信息工程学院，西安710048
为了弥补卫星网络中使用微波无线通信的不足，卫星激光通信网络因具有高数据传输速率、体积小、重量轻、低功耗、小天线尺寸、抗干扰能力强等优点而备受关注。总结了国内外卫星激光通信网络研究进展，介绍了卫星激光通信网络的关键技术、卫星网络结构、星间激光链路几何结构、卫星网络路由算法等重要内容，最后展望了卫星激光通信网络的未来发展方向。
卫星激光通信 卫星组网 星间激光链路 satellite laser communication, satellite networkin
1 深圳技术大学 中德智能制造学院, 深圳 518118
2 广东省先进光学精密制造重点实验室, 深圳 518118
3 广东省微纳光机电工程重点实验室, 深圳 518118
提出一种基于有效背景重构和对比度增强的Mura缺陷检测方法。首先, 提出了一种新的基于缺陷区域预剔除的背景重构方法, 能够有效地重构背景图像, 消除图像亮度不均等干扰。然后, 引入了基于Otsu的双γ分段指数变换法对差分图像进行增强处理, 能够有效解决背景残余问题且极大增强了Mura区域的对比度和轮廓度。最后, 直接运用动态阈值分割方法, 可以快速准确地将Mura缺陷分离出来。实验结果表明, 与传统的多项式曲面拟合方法以及离散余弦变换法相比, 本文方法对各种类型的Mura缺陷检测效果稳定, 且检出率和无误报率均达到了97%以上。
Mura缺陷检测 背景重构 分段指数变换 TFT-LCD TFT-LCD Mura defect detection background reconstruction piecewise exponential transform
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200338
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 生命科学技术学院, 吉林 长春 130022
为了实现大视场微型仿生复眼系统的增材制造, 对仿生复眼的成像原理、微透镜阵列与中继系统的设计以及复眼系统的机械结构进行了研究。根据仿生复眼的光学原理设计出单个微透镜, 并完成微透镜阵列。通过设计中继系统, 使曲面阵列所成的曲面像转换成平面像, 从而被平面探测所接收。将微透镜阵列与中继系统组合并对其进行优化。为了满足复眼系统3D增材制造工艺, 对其机械结构进行设计。整个复眼系由3 481个紧密拼接的正六边形微透镜组成, 每个微透镜的视场为4°, 通光口径为110 μm, 整个复眼的视场为123.7°。在120 lp/mm处, 复眼各视场的MTF值均大于0.3, 各视场点列图的RMS半径均小于艾里斑半径。该系统成像质量良好, 公差分析结果表明其像质满足成像要求, 满足增材制备工艺需求。
光学系统设计 微透镜阵列 仿生复眼系统 多孔径系统 optical system design micro-lens array bionic compound eye system multi-aperture system
国防科技大学空天科学学院图像测量与视觉导航湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
利用点特征求解单目相对位姿是现在普遍采用的方法,但在纹理不明显、角点少的场景下,仅依靠点特征难以得到理想的结果。鉴于此,结合惯性测量单元的测量数据和平面场景存在的单应性约束,提出了基于点线特征结合的单目相对位姿估计算法。先利用惯性测量单元提供的旋转角信息将2帧连续图像校正为正下视图像;再对图像中的点线特征进行检测和匹配;最后根据点线特征的单应性约束求解正下视图像之间的相对位姿,进而转化获得原始图像之间的相对位姿。仿真实验和实物实验结果证明,所提算法能够有效地求解单目相对位姿。
成像系统 位姿测量 单目视觉 惯性测量单元 点线特征结合 单应性约束 激光与光电子学进展
2020, 57(8): 081102
1 国防科技大学空天科学学院, 湖南 长沙 410073
2 湖南省图像测量与视觉导航重点实验室, 湖南 长沙 410073
介绍一种通过设计相机成像系统来消除大气低频扰动的方法。精密光测工程通常在室外进行,很难避免因大气扰动造成的系统误差。大气扰动可以分为高频扰动和低频扰动两部分,高频扰动部分可以通过滤波消扰等图像处理方法消除。通过搭建相机对视成像系统的约束条件来消除由大气低频扰动引起的光测误差。在高速相机系统成像消扰实验中,利用镜面反射成像完成对视成像系统的标定。对比实验组和对照组的结果发现,测量误差从2.99%缩小至0.35%。结果表明相机成像系统对于大气扰动中的低频扰动消除具有良好的校正效果。
成像系统 精密光测 镜头系统设计 镜面反射标定 大气扰动 光学学报
2019, 39(12): 1211002
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 长春理工大学 电子信息工程, 长春 130022
简易光学系统因系统结构简单而存在严重像差, 导致所成图像出现模糊、失真等问题.对简易光学系统的成像特性进行分析, 在已知光学系统焦距和光瞳孔径的条件下, 建立含有像差的点扩散函数模型和图像复原模型, 根据焦面和离焦面图像以及精确的离焦量, 无需点扩散函数的先验信息, 采用相位差异法对简易光学系统所成图像进行重构.实验结果表明：单透镜、双透镜和三透镜系统复原图像质量评价指标提升率分别达到24.96%、24.80%和42.04%, 重构后图像质量均有明显提升.
简易光学系统 图像复原 相位差异法 点扩散函数 光学像差 Simple optical system Image restoration Phase diversity Point spread function Optical aberration
长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
激光内雕机在进行激光内雕时, 经常会存在激光“炸点”不均匀的情况, 需要对其进行放大分析, 从而更好地控制激光束的能量。根据企业激光内雕“炸点”观察需求, 设计了一款长工作距变焦显微物镜。玻璃内部的“炸点”观察范围为9~32 mm, 系统采用光学变焦方式, 变焦范围为6~24 mm, 放大倍率为4×~16×, 变倍比为4倍。探测器采用了一款型号为VA-1MG2的1/2 in(1 in=2.54 cm)CCD, 其像元大小为5.5 ?滋m。利用Zemax进行光学系统设计优化, 在截止频率91 lp/mm处, 各组态下各视场的MTF值均大于0.4, 在中心视场和0.7视场处均接近衍射极限。点列图的RMS半径也均小于艾里斑半径, 满足长工作距变焦显微系统的各项指标需求。
长工作距离 变焦显微物镜 光学设计 激光“炸点” long working distance zoom microscope objective optical design laser "explosion points" 红外与激光工程
2019, 48(6): 0618003
