CCD电视跟踪测量光学系统参数确定方法的探讨

本文从CCD的照度灵敏度以及能够探测到目标所需的信噪比出发,详细探讨了CCD电视跟踪测量光学系统参数的确定方法。     

刀具参数检测装置的光学系统设计

对刀具几何参数检测装置的光学系统进行了深入的研究与分析,并根据总体方案设计的要求,对光学系统的设计指标进行设定和参数的优化.将该套装置应用到刀具几何参数的测量仪器中,实验测试数据表明仪器的测量精度达到±2μm.     

屈光不正眼离焦弥散斑的检测及临床应用探讨

对３７眼人工模拟各种屈光不正产生的离焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结果与理论值作了比较，结果表明：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，离焦弥散斑是衡量屈光不正眼成象质量的较简单可行、且又全面客观的综合性指标、离焦弥散斑的方法有希望作为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查及配镜准确与否的校验。     

屈光不正眼离焦弥散斑的检测及临床应用探讨

对37眼人工模拟各种屈光不正产生的高焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结量与理论值作了比较。结果表明：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，高焦弥散斑是衡量屈光不正眼成象质量的较简单可行、且又全面客观的综合性指标，离焦弥散斑的方法有希望作为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查及配镜准确与否的校验。     

基于Rodrigues参数的多线阵CCD外姿态测量系统的姿态解算

提出了一种以Rodrigues参数作为姿态描述参数的线阵CCD外姿态解算算法用于多线阵CCD空间目标外姿态测量系统,以解决传统姿态解算算法约束条件多、计算量大、实时性差等缺点.利用Rodrigues参数简洁高效的特点,根据多点合作目标组成的线段间的相交矢量关系推导出了一种新的基于Rodrigues参数的多线阵CCD外姿态解算模型.算法结合Rodrigues参数集切换理论避免了奇异性的发生,并给出了这种姿态解算方法的流程.仿真结果表明,与四元数算法相比,该算法在未损失计算精度的前提下,计算消耗时间减少了37.6％,实时性优于四元数法,并且避免了奇异性问题.     

基于数字散斑相关法的金属材料力学性能的测试

数字散斑相关技术以其非接触,可以采用自然光,甚至利用材料表面天然纹理就可以进行位移、应变测试,在土木、机械和生物医学领域等得到了广泛应用,被学术界和工业界进一步研究和工程中所采用.为明确硬质材料受力后的位移分布和应变分布,为应用提供实验依据.在金属材料位移场和应变场的测试中采用了高精度的数字散斑相关技术,并利用自然光对金属材进行了非接触式测量,得到了由外力引起的横向和纵向的变形及应变等力学参量,数字散斑所测结果与电阻应变计结果吻合较好.表明数字散斑相关测量技术应用于硬质材料力学参量有效,能够较好地解决了力学量测试工作.     

齿轮参数CCD自动测量系统的研究

提出一种齿轮参数CCD自动测量的方法,给出测量步骤,构造测量硬件系统,并用VC++语言编写了系统软件。通过测量实例证明,所研制的自动测量系统达到了预期的效果。     

基于CCD的齿轮参数测量系统的研究

研制了一种基于CCD图像的齿轮参数测量系统 ,给出了采用数字图像处理技术非接触测量几何参数的方法 ,包括图像的预处理、二值化、轮廓提取以及齿轮参数的计算等 ,分析了误差产生原因 ,通过测量实例证明了该方法在实际应用中的可行性和正确性。     

基于三点圆弧拟合法的椭圆曲线R参数编程研究

在非圆曲线一般采用直线拟合方式编写数控程序的基础上,提出了三点圆弧拟合法,通过对三点圆弧拟合椭圆曲线原理进行分析、坐标计算和轮廓误差比较,并结合数控系统的R参数功能,简单方便地避免了复杂的数学运算。同时,改进后的三点圆弧法拟合椭圆曲线,很好地提高了曲线加工精度,减少了拟合线段数量。     

一种基于最小均方差算法的散斑图像微位移测量系统

为了满足微位移量的实时、非接触测量的需要,研制了基于散斑图像的一种嵌入式微位移测量系统,它是基于最小均方差法和DSP处理器(TMS320DM642)设计的.重点阐述软件系统和实验系统的设计与实现方法,并在不同运动速度和表面粗糙度的条件下,对其测量系统进行实验和数据分析.实验结果表明,该测量系统是可行有效的.     

一种新型测量旋光色散的方法

提出了一种新的测量旋光色散的方法。该方法利用白光LED作为光源,经起偏棱镜、样品管和检偏棱镜后,复色偏振光经平面衍射光栅分光后,由线阵CCD进行采集,CCD的每个像元对应接收复色偏振光经分光后的某一波长的光信号,在检偏器旋转一周内,获得相应的光强数据,使用拟合算法,对每一个像元所采集的光强数据逐一进行处理,最终得出CCD像元所对应波长的旋光度,最后得到旋光色散数据。并利用标准石英管进行了实验研究,证明了这种测量方法的可行性。     

高斯拟合光斑定位算法推导及性能探讨

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。     

激光投影机光学参数及测试系统设计

为了用统一的表征参数和测试手段来公正地评价投影机的光学参数,以及向投影机设计者们提供相关的光学参数,从而达到修正设计的目的。现根据投影机的主要光学参数的计算及测量方法,采用美国国家标准的测量模型,利用单片机设计了一款通用的投影机光学参数测试系统。并测试了多款投影机的相关光学参数。该测试方法能精确地测量投影机的相关光学参数,是一款通用高效的测试系统。     

Measurement of the optical thickness of transparent tissue layers

The method of Due de Chaulnes was employed to determine the mechanical and optical thickness, as well as the refractive index, of transparent tissue layers in living specimens. To this end the reproducible accuracy of the method and its dependence on the adjustment in focusing and on the numerical aperture of the objective was evaluated on test specimens using the procedures of transmitted light, phase-contrast (PC), and differential interference contrast (DIC) microscopy. The best working conditions were then applied to the actual measurements.     

基于波像差理论的实数编码遗传算法优化XUV光学系统

由镜和光栅组成的XUV光学系统具有平面对称的性质,结合Lu平面对称光栅系统的波像差理论和均方根像差评价函数得到用以优化XUV光学系统的多参量目标函数。为求解该多自变量且大取值区间的目标函数,提出了一种基于十进制的实数编码遗传算法,并将其用于两种XUV光学系统的优化求值。将求得的优化值用光学仿真软件Shadow进行追迹,并和参考文献进行对比。结果显示本文优化后的光学系统在成像质量上有明显上升,表明波像差理论及本文的实数编码遗传算法可以有效地优化XUV光学系统,为此类系统的优化设计提供了新的思路。     

可调焦离轴三反光学系统的装调

针对离轴反射光学系统的精密装调问题,提出了一种高精度空间交互测量以及基准传递系统,可实现调焦角度与系统光轴的高精度角度定位。该系统口径为450mm,可实现0.5km至无穷远的调焦,调焦角度精确定位后,只需调整无穷远处离轴三反光学系统的波像差满足要求,即可保证系统各个调焦位置处的波像差均满足设计要求,大大提高了装调效率。装调实验结果表明,无穷远处系统的波像差结果为0.09λ,1.5km处系统的波像差为0.1λ,2.5km处系统的波像差为0.11λ,0.5km处系统的波像差为0.2λ,均优于设计要求。     

红外变焦光学系统设计

对于320×256非制冷焦平面阵列探测器(像元尺寸25μm×25μm),设计了工作在8～12μm波段折射式红外连续变焦光学系统。该系统在变焦过程中相对孔径不变,F/#为1,系统变倍比为3∶1,焦距50～150mm,光学筒长209.5mm。该系统由5片透镜构成,并且仅使用锗一种材料。该系统采用机械补偿的方法,通过引入非球面和衍射面,使系统结构简化,并且提高了成像质量。系统在空间频率为20lp/mm处,各个视场的MTF均在0.5以上。     

小型可见光双视场光学系统的研制

基于光学设计基本理论,设计了一种体积小,跟踪范围可以达到整个前半球的可见光双视场光学系统.系统由前部集束系统,中间光路转折系统及后部成像系统3部分组成.集束系统采用望远镜式结构,用于改变光束的口径;光路转折系统采用库德光路,由4片反射镜组成,用于转折光路及扫描;成像系统由长焦成像系统和短焦成像系统组成,分别形成两个视场的像,用于目标识别与跟踪.光学系统焦距分别为60 mm和120 mm,设计传递函数在58 lp/mm处均大于0.5.加工装调后进行了成像试验验证,结果表明,该系统能够同时完成大视场及小视场的图像获取,在可视范围内成像质量满足系统总体要求.     

光学成像系统光学波前的高精度测试

基于扩展奈波尔-泽尼克理论,分析了不同出瞳振幅分布情况对光学系统焦面处光强分布的影响.针对光学成像系统出瞳振幅实际分布状态,提出了一种新的测试光学波前的方法,解决了相位恢复算法中出瞳振幅分布不均匀和快速傅里叶变换引入计算误差的问题.通过测评实验,对一光学系统进行了测试,获得的光学系统出瞳波前(PV)值为0.196 5λ...     

陆-陆光电成像系统识别能力分析

地面目标经陆基光电系统成像在CCD靶面上要经过许多环节,其中目标特性、大气条件和CCD性能及光学系统等都会对成像质量产生影响。本文分析了陆－陆光电成像系统的各个性能参数的匹配计算及其各环节具体参数的确定,并对光学系统的探测能力进行了详细的分析和预估,并通过具体的试验结果来证明这些分析的必要性与正确性。