作者单位
摘要
广州市高速公路有限公司,广东 广州 510330
为了解决混凝土结构挠度测量中参考点精确定位的问题,推导了高斯光斑的拟合算法,证明了参数克拉美−罗下界的存在,并利用莱文贝格−马夸特方法优化了相应参数。实验结果表明,基于非线性参数优化的高斯拟合光斑定位算法在信噪比为40 dB时,其中心提取的均方根误差衰减为0。随着对比度的降低,3种测试方法的提取精度会变差。在对比度降至原图像的25%之前,基于非线性参数优化的高斯拟合光斑定位算法的鲁棒性优于其他算法,但当对比度继续下降时,这一优势将消失。因此,在对比度良好的情况下,该算法不仅可以保证精度而且可以较好地提高鲁棒性。
非线性参数优化 高斯拟合 函数拟合 理论推导 光斑定位 nonlinear parameter optimization Gaussian fitting function fitting theoretical derivation spot location 
光学仪器
2023, 45(1): 67
作者单位
摘要
军械工程学院 电子与光学工程系, 石家庄 050003
成像光斑中心精确定位是光栅衍射型超广角激光告警系统具有高定向准确度和高波长分辨能力的基础.本文分析了光栅衍射型超广角激光告警系统成像光斑特点.针对随激光入射角增大,系统成像光斑畸变为强度近似高斯分布倾斜光斑的问题,提出一种改进型高斯拟合法计算光斑中心,通过仿真模拟和实验测试研究了新方法的定位性能.模拟结果表明,高斯噪音标准差为0.01情况下,光斑长轴与x轴夹角由0°逐渐增大为90°过程中,本文方法的定位误差平均值小于0.005像素,误差标准差小于0.02像素.实验测试表明,实验图像经帧相减和高斯平滑滤波预处理后,光斑长轴与坐标轴方向一致时,本文方法与高斯拟合法的定位结果非常接近,明显优于灰度重心法.光斑倾斜时,本文方法求得的激光入射方向角的误差均值和标准差明显小于灰度重心法和普通高斯拟法.
激光告警 亚像素光斑定位 改进型高斯拟合 成像光斑 倾斜高斯分布 定向误差 Laser warning Sub-pixel location Improved Gaussian fitting Imaged spot Titled Gaussian distribution Direction measure error 
光子学报
2014, 43(3): 0311002
作者单位
摘要
中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
激光三角测量方法因其具有结构简单、非接触、信号处理便捷等特点而得到广泛应用。针对工程应用中提出的高精度、大工作距离的测量要求,从激光三角位移传感器结构、光斑定位不确定度和定标方法等方面进行分析,分别讨论了各个因素对于测量精度的影响,并提出了优化方案。经实验验证,该激光三角位移测量系统在110 mm的工作距离下测量误差小于1.2 μm,优于在同等工作条件下的商用激光三角位移传感器。
激光三角法 光斑定位 二次法定标 光电探测器 非接触测量 laser triangulation spot locating uncertainty parabolic calibration photoelectric detector non-contact measurement 
光学与光电技术
2013, 11(3): 62
作者单位
摘要
中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230027
LAMOST(大天区多目标光纤光谱天文望远镜)要求通过非接触测量快速准确地获得光纤端部的中心位置。在研究光斑中心提取技术的过程中,提出了一种改进的光重心方法,包括图像卷积预处理、用标准差迭代的方法取背景值和减背景后非线性加权获得光斑特征点。有效地抑制了边缘点对中心位置的影响,提高了在大视场多目标光纤条件下提取光斑特征点的精度,并通过数据模拟、实验室和现场实验进行了验证。
光学测量 大视场 光斑定位 光重心法 二维卷积 背景分割 非线性加权 optical measurement big view flare positioning optical center of gravity method 2D convolution background segmentation nonlinear weighted 
光学技术
2012, 38(2): 166
作者单位
摘要
军械工程学院光学与电子工程系, 河北 石家庄 050003
光斑中心精确定位是成像型激光告警系统威胁激光准确定向的基础。分析了鱼眼成像型激光告警系统成像光斑特点,针对CMOS传感器像元非完全填充结构和大入射角区域光斑能量分布非对称造成定位误差大的问题,基于光斑高斯分布特征,提出将二维高斯分布函数积分分解为两个坐标方向一维积分的乘积,利用误差函数级数近似光斑灰度高斯积分,通过能量响应最大像元和次大像元的灰度比求解光斑中心坐标的细分算法,最后通过实验对比研究了新方法的定位性能。结果表明,本方法受像元非完全填充和镜头非对称像差的影响较小,近轴区域和入射角大于60°的轴外区域定位精度分别达到1/80和1/70 pixel,最大误差小于1/30 pixel。本方法计算相对简单、定位精度较高,且对不同位置光斑定位精度稳定,能够满足大视场激光告警装备的指标要求。
成像系统 光斑定位 激光告警 亚像元 填充率 误差函数 
中国激光
2011, 38(9): 0917002
作者单位
摘要
四川大学光电科学技术系, 四川 成都 610064
在实际测量中,由于光斑具有一定尺寸和不对称性,在很大程度上影响了位置敏感探测器(PSD)的定位精度。根据激光光束高斯能连续分布的特征,建立了一种三线PSD定位模型,可以根据光斑的形状解算出该光斑特征状态下的定位误差。实验验证了该PSD定位模型的有效性。在激光三角测量法中采用该定位模型可以很好地补偿由于光斑自身不均匀性、传输过程中光斑尺寸变化以及激光与待测物体互作用产生的散斑所引入的定位误差,有效提高测量精度。实验中可以补偿的误差达到0.07 mm。
光电子学 光斑定位 三线模型 激光三角法 位置敏感探测器 
中国激光
2009, 36(4): 954
作者单位
摘要
1 军械工程学院 光学与电子工程系,石家庄 050003
2 驻港部队深圳基地 光电所,深圳 518040
为了在探测图像中实现对激光光斑的精确定位,进而达到系统对激光光源精确定向的目的,引入了亚像素检测的算法,并针对不同大小的光斑分别采用了重心法和基于空间矩的综合检测方法,进行了理论分析和实验验证,取得了不同光强下光斑坐标均值和均方差数据。结果表明,这种方法在扩展检测动态范围的基础上可以使激光光斑定位精度达到在0.2个像素以内。这一结果对保证系统对激光源的精确定向是有帮助的。
图像处理 激光光斑定位 亚像素 重心法 空间矩 image processing laser spot location sub pixel gravity method special moments 
激光技术
2008, 32(3): 0248
作者单位
摘要
南京理工大学应用物理系, 南京 210094
介绍位置敏感探测器工作原理,分析了其自动取光斑重心的定位机理。概括了位置敏感探测器的各种工作方式,指出了在许多位置敏感探测器的应用场合,光源衍射不可避免,并从理论上分析了因衍射而造成的对位置敏感探测器定位的影响,为估算由此造成的定位误差提供了理论依据,同时对工程应用也有一定的参考价值
衍射 位置敏感探测器 光斑定位 定位误差 
光学学报
2000, 20(1): 118

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