利用部分补偿透镜进行非球面面形测量

提出用部分补偿透镜进行非球面检验的方法.对部分补偿透镜的设计方法和要求进行了研究,针对3种不同参数的非球面设计了部分补偿透镜,结构比零补偿器更简单.分析了各种部分补偿透镜的非球面度补偿范围,证明用简单且易于制造的部分补偿透镜补偿不同相对孔径和非球面度的非球面.测量精度可达到λ/10.     

昆虫翅膀的运动参数测量研究

研究可用于精确测量昆虫运动参数的条纹投影法.应用具有高衍射效率的声光调制器(AOD)生成投影条纹,通过调整各衍射光束的角度获得不同角间距的条纹,可用来测量反射比较低的昆虫翅膀.结合AOD和光栅,从两个相互垂直的方向投射条纹,可以在>90°的测量范围内测量蜜蜂的拍打翅膀.结果表明,在蜜蜂的一个拍打周期内,用该方法可以有效地测量其拍打角、滞后角,扭转角和扭转变形,相对测量误差<2%.     

时频域波前检测方法抗振性能研究

针对用于现场测试的移相干涉测量系统对振动的高度敏感而过于复杂的问题,提出一种可用于现场测试的小型化、抗振动的时频域波前检测方法.采集一系列连续移相的干涉图,通过对干涉图中各点时序光强序列的频谱进行宽带滤波获取相位统计信息.线性拟合相位统计信息后,对随机噪声的影响进行了多次取平均,将环境振动、移相非线性等非随机性扰动的影响归结为一个与像素坐标无关的值,实现了抗扰动的目的.仿真实验统计了λ/100波长精度要求下最大可承受振动的幅频积及其变化规律.研究结果验证了本方法的可行性,并为本方法在小型化移相干涉仪中的应用提供了依据.     

航天光学遥感器目标与背景仿真系统研究

文章介绍了航天遥感用的目标与背景全物理仿真系统的组成，试验和计算方法，对多种目标与背景的试验和计算结果进行了比对，证明系统可行，可以用于航天遥感器的仿真。通过建立的物理仿真系统，可以模拟航天光学遥感器在空间摄影的条件，可以选择适宜的成像条件(太阳高度角、观测方位角、观测时刻、相机光学系统参数、接收器参数等)；仿真分析CCD相机系统主要参数(光学系统和接收器)是否正确；对各种主要目标与背景完成实验室成像试验。     

一种微小型图像融合实验系统设计与验证

为了满足微小型载体负载能力的要求,利用BF548处理器体积小、功耗低以及外设资源丰富的优点,设计和验证了一种微小型低功耗图像融合实验平台.并针对所设计的硬件平台,提出快速实现的基于像素灰度概率密度分布离散度分析的红外与可见光图像融合算法.该算法利用灰度概率密度分布之间的离散度判断目标区域和背景区域,不同区域采用不同融合规则.仿真实验表明,该算法相对于传统提升小波融合算法,信息熵提高了16%,标准差提高了86%以上.     

CCD像元尺寸对移相干涉术相位测量精度的影响

针对移相干涉术中CCD探测器采集高密度干涉条纹的过程,对影响相位测量精度的主要因素进行了理论分析和仿真研究.结果表明,随着CCD像元尺寸及随机噪声标准差的增大,CCD探测得到的时域光强信号信噪比降低,引入的相位测量误差也增大.当信噪比约高于24时,相位测量精度可优于π/50rad,折合成光程差即优于λ/100,为后续研究扩展移相干涉术的测量范围提供了理论上的定量依据.     

运动图像序列的移位帧累积技术研究

研究一种适用于运动图像序列的移位帧累积技术．通过在目标运动方向上对运动图像进行移位，满足像素间的空间相关性；进而实现运动图像序列的帧累积．阐述了移位帧累积的具体实现方法，推导了运动图像间移位量的数学模型，并讨论了移位帧累积实时处理的可能性．实验表明：通过数学模型所确定的移位量与实验结果具有良好的一致性；处理后的微光运动图像的噪声得到了抑制，像质较处理前有了明显提高，所讨论的移位帧累积方法突破了帧累积平均仅适用于静态图像增强的限制，是一种提高运动图像像质的有效方法．     

基于直线模型的微型飞行器姿态角计算

利用地平线进行微型飞行器(MAV)稳定飞行控制中的姿态估计.根据地平线的直线模型,将地平线视作一条直线,依据线性摄像机成像投影关系,建立地平线在世界坐标系和图像坐标系中的位置对应关系.通过推导得出图像坐标系中地平线的直线方程参数与摄像机姿态角的对应关系,实现通过地平线的直线方程参数计算MAV的姿态角.实验验证了该方法的正确性.在对俯仰角的求取问题上,与使用占天面积比的方法进行了比较,通过仿真实验论证了该方法的优势.     

正交有限角投影局部基函数展开法重建三维折射率场

在对移相干涉测量三维折射率场研究的基础上,研究了正交小角度光路的设置.对于有限角度的少数投影层析重建,采用了连续可导的局部基函数展开折射率场函数.为了提高重建精度,提出了基于遗传算法的多松弛因子迭代重建算法.实验和数值仿真表明,正交有限角少数投影的测量方法可以有效减少测量数据量;采用连续可导的局部基函数展开,并在迭代过程中引入多个可变松弛因子,最大误差不大于5%,平均误差不大于1%的重建精度,较传统网格法提高了约40%.