1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室, 四川 成都 610209
针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题，本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先，在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列，把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上，并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后，针对双波段成像衍射极限不同的问题，提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法，并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后，设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm，工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。
单传感器 透镜阵列 多波段成像系统 光学设计 single sensor lens array multi-band imaging system optical design
1 安庆师范大学 计算机与信息学院, 安徽 安庆 246011
2 安徽省智能感知与计算重点实验室, 安徽 安庆 246011
3 杭州师范大学 医学院, 浙江 杭州 311121
在基于惯性传感器的人体行为识别研究中, 特征提取是其中的关键环节之一。而离散数据统计特征的稳定性依赖于特征提取的窗口大小。一般来说, 训练数据的窗口长度需要大于一个运动周期。因此, 针对测试数据远小于一个运动周期的短序列样本识别问题, 提出了一种基于模板匹配的新的解决方案。首先, 通过适当分割训练数据的长序列样本, 构建一个过完备的短时行为模板库, 将待测短时样本与模板库中样本进行一致化处理并进行匹配; 其次, 在匹配算法中, 采用样本间的F范数与整体梯度向量的2范数累加作为匹配度量准则, 得到相似度直方图; 最后, 基于相似度直方图, 根据投票策略得到最终分类识别结果。实验表明: 在使用单传感器识别短时行为的情况下, 新算法比传统算法在精度和稳定性上具有更好的性能, 并能适应不同窗口下短时行为分类问题。
短时行为 模板匹配 行为模板库 相似度直方图 单传感器 short-time activity template matching activity template library similarity histogram single sensor 红外与激光工程
2019, 48(2): 0226003
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
为了克服图像传感器在位姿测量中存在响应速度与精度相互制约以及相应图像处理算法复杂的缺陷, 提出一种基于单个位置敏感探测器的目标空间位姿测量方法.首先建立以位置敏感探测器光敏面中心为原点的传感器坐标系并在该坐标系下定义空间姿态角, 然后将合作目标上8个循环交替点亮的红外LED光源作为探测对象, 特征发光点经过会聚镜头成像于探测器光敏面上, 经信号处理得到各点二维像坐标, 并结合光源相对位置关系最终解算得到目标在传感器坐标系下的空间位置和姿态.在对系统稳定性进行验证后完成了位置平移与角度旋转的测量实验.实验结果表明: 提出的方法在视场角为16.3°的范围内探测距离可达10 m, 沿深度方向的位置测量绝对误差最大为36.2 mm, 其他方向位置测量平均绝对误差最大为7.1 mm, 角度测量绝对误差优于2°.该方法解算过程简单、实时性强, 测量更新频率为100 Hz, 可以满足位姿检测的高速要求.
位置敏感探测器 位姿测量 单传感器 合作目标 红外LED Position sensitive detector Pose measurement Single-sensor Plane object Infrared LED
