基于线阵CCD的全景成像系统设计

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。提出了一种基于线阵CCD(charge coupled device)相机360°扫描的全景图像获取方法,探讨了该系统的硬件接口和软件程序设计。采用线阵CCD相机获取图像,简化了全景图像的拼接过程;应用CameraLink接口技术进行数据传输,提高了系统的抗干扰性和实时性。     

“猫眼”目标探测距离方程

利用矩阵光学方法对探测过程进行了建模,对探测距离方程进行了推广,使方程适用于猫眼光学系统离焦、探测光束斜入射的一般情况,通过室外探测实验对探测距离方程进行了验证。理论分析和数值计算表明:回波方向相对于入射光方向存在微小的回波方向偏差角,但相同条件下回波发散角要远大于回波方向偏差角,使回波足以形成对探测系统的覆盖;在相同的探测参数条件下,回波功率只与猫眼光学系统焦距和离焦量有关,而与探测光束入射角、猫眼光学系统接收孔径无关。     

SLD光源温控模型中时间延迟特性研究

针对某陀螺厂家新引入的超辐射发光二极管(SLD)光源对微分控制环节依赖性显著的问题,对光源温控环节的传递函数和补偿控制进行了理论和试验分析。理论分析和试验结果表明,SLD管芯温度与TEC电流间的传递函数为时间滞后的二阶系统,该时间滞后源自热敏电阻的位置及其与管芯之间的距离;热敏电阻和管芯间距越大,管芯温度与TEC电流的时间滞后越大,微分环节的滞后补偿作用也就越显著;选择适当的微分参数,可使时间滞后相差较大的不同厂家光源同时获得良好的温控效果。上述结果不仅揭示了SLD光源温控环节时间滞后的来源,还对理解微分环节在SLD温控系统中的作用提供了客观依据。     

基于圆孔阵列调制的“猫眼”目标隐身技术

针对激光主动探测技术对光电装备造成的探测威胁,在不改变光电装备光学结构以及有限"牺牲"成像质量的前提下,提出利用圆孔阵列的光强调制作用降低光电装备的"猫眼"效应,实现隐身。基于单孔衍射成像原理及空间平移效应,从理论上给出并仿真分析了圆孔阵列远场夫琅和费衍射的光强分布特性,利用实验的方法对圆孔阵列用于"猫眼"目标隐身的效果进行了验证。结果表明,利用圆孔阵列可实现对典型"猫眼"目标回波的光强调制并造成回波损耗,"猫眼"目标隐身效果明显。     

Panum融合区条件下的立体观影区间

由于生理的局限,人眼立体感知存在一定的盲区,并对立体视差存在一定的融合极限,因此获取符合人眼立体感知的三维影像就显得尤为重要.针对该问题,结合Panum融合区理论以及人眼立体感知误差,对立体观影区间的范围进行界定,并对立体观影区对应下的基线长度范围进行推导.根据推导结果,利用3ds max进行场景模拟,分别以特定距离下基线长度所允许的最大值和最小值为基准,获取5组不同基线长度下的视差图,最后利用虚拟现实眼镜验证了推导结果的正确性,该结果可对立体摄影过程的相机摆放提供指导.     

“应用光学”课程教学改革初探

本文从教学内容、教学手段、教学重点、教学实施等方面进行了“应用光学”课程改革初探.以“学为主体、教为先导”为原则、以“基础理论——原理应用——工程实践——前沿发展”为思想,兼顾理论知识传授和应用能力培养,新的教学模式不仅有助于夯实学生专业基础、提升工程实践能力,也为下一步“应用光学”课程全面改革提供参考.     

平行式红外双目立体系统各参数合理效益取值

为解决当前夜间辅助驾驶仪平面显示的弊端以及在合理效益下获得丰富的立体层次感,文中从平行式红外双目夜视系统出发分析对比了红外双目系统和人眼立体感知的最小可分辨距离,结合人眼立体感知机理以及从影像分层角度分析观看立体影像时兼具宽阔的视场张角、丰富的立体层次感时所满足的条件,对红外双目立体系统合理效益条件下的各参数关系进行推导。最后根据推导结果,计算分析3种不同规格显示屏所对应的水平像素数的合理效益取值,并选择5组不同水平像素数的红外立体图像对进行实验验证。结果表明:根据推导结果搭建的红外夜视系统在让观察者获得较大视场张角的同时还兼顾效益。     

天空背景近红外氧气A带光谱测量与分析

为研究被动测距技术中天空背景近红外氧气A带光谱特性,利用高光谱成像光谱仪,对不同天顶角下的天空近红外氧气A带光谱进行测量,并依据被动测距原理,计算出不同天顶角下的天空背景光谱的氧气吸收率。测量结果表明:天空背景光谱在氧气A带中有明显的特征吸收谱线存在,并且天顶角越大天空光谱氧气A带吸收强度越强,氧气吸收率越大。这为后续被动测距的背景抑制和目标光谱准确提取奠定了基础。     

斜入射条件下角锥棱镜光学特性分析

角锥棱镜具有严格的后向反射特性。激光斜入射条件下,会造成角锥棱镜有效反射面积的减小及附加光程差,对激光主动探测及激光精确测距产生影响。利用几何光学原理,建立了斜入射条件下角锥棱镜有效反射面积数学模型,针对激光精确测距要求,推导了附加光程差与入射角的关系。理论分析及数值仿真结果表明,激光主动探测系统回波功率随入射角的增大而减小,不同的入射方位角对应不同的最大可探测入射角。对于给定的角锥棱镜,测距精度随入射角的增大而减小,在角锥棱镜最大允许入射范围内,测距精度误差可达2.85 mm。这对角锥棱镜的设计和实际应     

光学系统像差的剪切干涉图样仿真

针对光学系统像差的判定问题,提出从理论上对各种像差的剪切干涉图样进行仿真分析。此分析依据波像差理论,结合剪切干涉在像差测量中的应用,建立波像差与干涉条纹的联系,采用计算机仿真手段对光学系统各种像差的典型剪切干涉图样进行了模拟,包括初级像差和二级像差。仿真结果表明,各种初级像差和二级像差均有其各自的典型剪切干涉图样,根据特征图样可以直接判定主要的像差种类。研究所得出的各种像差典型干涉图可为判断光学系统存在哪种像差提供参考与依据。