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非相似立体视觉模型构建与验证 预览
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作者 郑喆 +2 位作者 李佩军 谢大兵 欣鑫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期281-287,共7页
将非相似成像理论引入到立体视觉理论中,探索了一种非相似立体视觉机制,建立了空间目标三维定位模型和深度精度模型。根据流行的非相似等距投影理论,对非相似立体视觉三维定位方程进行了数理推导,并实验验证了所建模型的有效性。结果表... 将非相似成像理论引入到立体视觉理论中,探索了一种非相似立体视觉机制,建立了空间目标三维定位模型和深度精度模型。根据流行的非相似等距投影理论,对非相似立体视觉三维定位方程进行了数理推导,并实验验证了所建模型的有效性。结果表明:利用三维定位模型可以准确地获取大空域场景中不同深度的多个目标位置信息,定位误差随着目标深度的增大而缓慢变大,在30m深度处的定位误差达到1.32m,误差变化规律与深度精度模型结果吻合良好,且误差值远小于相似立体视觉模型的定位误差。所建模型的优势是无需对非相似畸变图像进行校正,便可较好地得到空间目标的三维坐标,研究工作对于拓展非相似成像理论在大空域态势感知、目标侦察等领域的应用具有重要意义。 展开更多
关键词 立体视觉 非相似成像 三维定位 深度精度 大空域
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基于帕尔贴效应的双波段自适应标定板设计 预览
2
作者 王子昂 +2 位作者 邹昌帆 刘秉琦 王元铂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期127-135,共9页
为精确标定可见光和红外双波段相机系统,减少标定板数量并增加对相机响应波段的适应性,设计了一种基于帕尔贴效应的双波段自适应标定板,以解决以往大尺寸标定板制造困难的问题.通过控制电路中的电流产生不同强度的红外辐射,实现对相机... 为精确标定可见光和红外双波段相机系统,减少标定板数量并增加对相机响应波段的适应性,设计了一种基于帕尔贴效应的双波段自适应标定板,以解决以往大尺寸标定板制造困难的问题.通过控制电路中的电流产生不同强度的红外辐射,实现对相机系统响应波段的自适应.从双目超大视场长波红外相机拍摄的图像中可以看出,该标定板标定角点数量多,能够满足超大视场需求;标定角点清晰,对比度高;红外辐射均匀性、稳定性好.性能测试结果表明,标定角点重投影误差达到亚像素级别,标定参数误差均在1%以内,畸变校正效果好. 展开更多
关键词 计算机视觉 相机标定 帕尔贴效应 标定板 双波段
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基于背景纯化的改进协同表示的高光谱异常目标检测
3
作者 张炎 华文深 +2 位作者 王强辉 索文凯 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第5期732-736,共5页
针对协同表示的高光谱异常目标检测算法的异常点敏感问题,提出了一种基于背景纯化的改进协同表示的高光谱异常目标检测算法。利用扩展数学形态学的膨胀操作消除局部背景模型中可能存在的异常点,从而得到更为纯净的背景字典,能够有效地... 针对协同表示的高光谱异常目标检测算法的异常点敏感问题,提出了一种基于背景纯化的改进协同表示的高光谱异常目标检测算法。利用扩展数学形态学的膨胀操作消除局部背景模型中可能存在的异常点,从而得到更为纯净的背景字典,能够有效地消除检测过程中异常点对检测效果的负面影响,从而提高检测精度。采用该算法对高光谱数据进行仿真实验,并与现有算法进行对比,结果表明该算法具有更好的检测效果。 展开更多
关键词 高光谱 异常目标检测 异常点 扩展数学形态学 背景字典
基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统
4
作者 彭凯飞 沈学举 +1 位作者 刘毅杰 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第5期737-741,748共6页
针对联合变换相关器(JTC)多图像加密系统对于加、解密灰度图像时,解密图像质量不理想的问题,利用前期提出的一种灰度图像二值编码方法,设计了一种基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统。该系统将灰度多图像的加、解密问题转化为二... 针对联合变换相关器(JTC)多图像加密系统对于加、解密灰度图像时,解密图像质量不理想的问题,利用前期提出的一种灰度图像二值编码方法,设计了一种基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统。该系统将灰度多图像的加、解密问题转化为二值多图像的加、解密问题,可有效抑制加、解密过程中产生的非饱和噪音,提高图像解密质量。仿真结果表明,相同条件下在基于螺旋相位模板拓扑荷数复用的JTC多图像加密系统中使用灰度图像的二值编码图像进行加、解密相对于直接加、解密灰度图像,其相关系数值有显著提升,再使用中值滤波抑制解密图像中的饱和噪音,可进一步提高解密图像质量。 展开更多
关键词 光学图像加密 多图像 联合变换相关器 灰度图像 二值编码 螺旋相位模板
面向小型机器人的超大视场红外立体视觉可行性分析
5
作者 陈一超 刘秉琦 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第2期266-270,298共6页
小型机器人传统视觉方法对环境适应性差。提出了一种基于双目超大视场红外相机的环境感知方法。利用大视场镜头高阶奇次多项式模型,建立了超大视场红外双目立体成像的水平和垂直视差数字模型。以视差模型为基础建立超大视场红外双目视... 小型机器人传统视觉方法对环境适应性差。提出了一种基于双目超大视场红外相机的环境感知方法。利用大视场镜头高阶奇次多项式模型,建立了超大视场红外双目立体成像的水平和垂直视差数字模型。以视差模型为基础建立超大视场红外双目视觉模型,研究了超大视场红外双目系统立体视觉范围和阈值。搭建了视场为170°×128°的超大视场红外立体视觉系统,分析了立体视觉范围及阈值应用于小型机器人视觉的可行性。同时,针对照度不均、雾霾等条件下的场景开展超大视场红外双目立体视觉实验研究,构建了双目图像标准视差图,结果表明,超大视场红外双目立体视觉系统对复杂场景具有良好的适应性,基本能够满足小型机器人视觉系统需求。 展开更多
关键词 红外 超大视场 立体视觉 视差模型 视差图
超大视场红外双目视觉极线约束与空间定位 预览 被引量:1
6
作者 陈一超 刘秉琦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期139-147,共9页
针对传统可见光、红外小视场视觉定位系统易受光照条件影响、环境适应性差、视觉信息不足等缺陷,提出了一种基于超大视场红外双目视觉的非线性极线约束与目标定位方法.利用全景相机畸变模型对超大视场红外相机成像过程的几何关系进行分... 针对传统可见光、红外小视场视觉定位系统易受光照条件影响、环境适应性差、视觉信息不足等缺陷,提出了一种基于超大视场红外双目视觉的非线性极线约束与目标定位方法.利用全景相机畸变模型对超大视场红外相机成像过程的几何关系进行分析,建立了一般结构的超大视场红外双目视觉系统成像模型,完成了同名像点非线性极线约束方程的数理推导;以此模型为基础,研究了一种适用于超大视场红外双目视觉系统的目标三维空间定位解算方法.实验结果表明:不同环境照度场景中距离为1.75~8.05m的8个目标点在极线方程约束下,同名像点的匹配搜索由二维降为一维,将匹配同名像点坐标带入三维空间定位解算方程,距离误差在0.9%~7.0%之间,较高的定位精度验证了所提方法的正确性,以及超大视场红外双目视觉系统的空间定位能力与优势. 展开更多
关键词 机器视觉 双目立体视觉 非线性极线约束 超大视场红外 空间定位
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多光谱多光轴平行性检测方案设计与误差分析 预览
7
作者 李刚 +3 位作者 史云胜 张晓良 邹昌帆 禹烨 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期9-17,共9页
模块化设计、多通道集成已成为当前光电装备研制的主流思路,但多个探测单元的光轴一致性却直接影响着光电装备的使用效能。现有方法难以兼顾多光谱、多光轴、高精度、大轴系跨度等多种光轴平行性检测需求,为此,本文提出了一种基于“反... 模块化设计、多通道集成已成为当前光电装备研制的主流思路,但多个探测单元的光轴一致性却直接影响着光电装备的使用效能。现有方法难以兼顾多光谱、多光轴、高精度、大轴系跨度等多种光轴平行性检测需求,为此,本文提出了一种基于“反射式结构+光轴平移”思想的多光谱多光轴平行性检测方案。采用“反射式结构”设计反射式平行光管,解决了多光谱范围内可见光、微光、激光、红外等不同波段光轴的平行性检测问题;利用“光轴平移”思想解决了大跨度范围内光轴间平行性检测问题。结果表明:本设计方案的平行性检测误差小于0.134mrad,可检测的轴系跨度可达0.5m,能够满足绝大多数光电装备的光轴平行性检测需求。 展开更多
关键词 平行性检测 多光谱多光轴 反射式结构 光轴平移
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基于电致变温的红外动态伪装单元功耗分析
8
作者 应家驹 武东生 +2 位作者 陈玉丹 刘杰 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第1期98-101,107共5页
为提高目标的战场生存能力,电致变温技术被应用于目标的红外动态伪装中,如何有效地降低功耗是电致变温红外伪装的关键技术之一。通过分析红外动态伪装系统的组成及基本单元结构,在建立基本单元各个工作层面热传导模型的基础上,推导出半... 为提高目标的战场生存能力,电致变温技术被应用于目标的红外动态伪装中,如何有效地降低功耗是电致变温红外伪装的关键技术之一。通过分析红外动态伪装系统的组成及基本单元结构,在建立基本单元各个工作层面热传导模型的基础上,推导出半导体制冷片产生制冷量和风扇主动散热的功耗计算公式。通过仿真计算,分析了温差设定和环境风速对功耗的影响。该结论可为红外动态伪装系统的功耗指标论证、设计及优化提供理论参考。 展开更多
关键词 红外伪装 半导体制冷 散热 功耗
真彩微光夜视图像融合算法
9
作者 蒋云峰 武东生 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第8期143-149,共7页
简要阐述了基于全波与三波段的真彩色微光夜视系统原理,结合图像融合的一般算法,研究了加权平均法、基于线性变换增强的Brovey法、HIS(色调、亮度和饱和度)空间法及基于边缘分割的HIS法4种真彩微光夜视图像融合算法,详细阐述了融合算法... 简要阐述了基于全波与三波段的真彩色微光夜视系统原理,结合图像融合的一般算法,研究了加权平均法、基于线性变换增强的Brovey法、HIS(色调、亮度和饱和度)空间法及基于边缘分割的HIS法4种真彩微光夜视图像融合算法,详细阐述了融合算法的实现方法和过程。研究结果表明,利用基于线性变换增强的Brovey法,得到场景一和场景二的融合图像的综合客观评价指标值,分别为27.9647、31.2756,均大于其余3种算法得到的值。在这4种融合算法中,由基于线性变换增强的Brovey法得到的融合图像视觉效果最优。 展开更多
关键词 图像处理 夜视 真彩微光夜视 融合算法 客观评价 图像融合质量
陆战场红外侦察告警装备作战效能评估 预览
10
作者 王帅 +1 位作者 李婷 吴健 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期341-348,共8页
为有效提高红外侦察告警装备作战运用水平,重点研究了陆战场(车载式)红外侦察告警装备的作战效能评估问题。首先分析了红外侦察告警装备工作原理和建立武器装备作战效能体系评估基本原则,建立了以探测能力、捕获能力、跟踪能力为主的两... 为有效提高红外侦察告警装备作战运用水平,重点研究了陆战场(车载式)红外侦察告警装备的作战效能评估问题。首先分析了红外侦察告警装备工作原理和建立武器装备作战效能体系评估基本原则,建立了以探测能力、捕获能力、跟踪能力为主的两层指标体系;然后综合运用层次分析法、专家咨询法、模糊数学等理论,提出了一种适用的红外侦察告警装备作战效能评估方法,在构建样本矩阵和确定权重系数的基础上建立了评估数学模型;最后,通过实例计算验证了该方法的有效性。计算结果表明,该方法可用于陆军红外侦察告警装备设计的指标论证,也可以用于考核实际装备的作战效能。 展开更多
关键词 陆战场 作战效能评估 层次分析法 红外侦察告警装备
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补偿走离角时产生的相位失配及其补偿方法
11
作者 刘恂 沈学举 +1 位作者 刁冬梅 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期269-275,共7页
在非线性频率变换中,常用级联晶体补偿走离角。然而在KTiOPO4晶体级联倍频实验中发现,当其中一块晶体沿通光轴旋转180°时,倍频转换效率急剧降低。理论分析表明,当一块晶体旋转180°后,其有效非线性系数正负号发生改变,等效于... 在非线性频率变换中,常用级联晶体补偿走离角。然而在KTiOPO4晶体级联倍频实验中发现,当其中一块晶体沿通光轴旋转180°时,倍频转换效率急剧降低。理论分析表明,当一块晶体旋转180°后,其有效非线性系数正负号发生改变,等效于在级联晶体之间产生了大小为π的相位失配量,使倍频转换效率降低。提出了利用空气色散补偿该相位失配量的方法,相较于使用波片的相位失配量补偿方法,具有结构简单、温度稳定性好、无插入损耗和成本低等特点。实验结果表明,利用空气色散可以补偿相位失配量,消除单块晶体旋转对晶体级联倍频效率的影响,验证了理论分析的正确性以及空气色散补偿方法的可行性。 展开更多
关键词 激光光学 倍频 走离角补偿 相位失配 空气色散
基于主动红外辐射标定板的超广角红外相机标定
12
作者 王子昂 刘秉琦 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第5期700-703,共4页
为了准确标定超广角红外相机,从超广角红外相机的泰勒多项式标定模型出发,提出了一种基于主动红外辐射标定板的标定方法。该标定板克服了以往超广角相机标定板制作困难的问题,可用于标定超广角红外相机。实验结果显示,角点平均重投影误... 为了准确标定超广角红外相机,从超广角红外相机的泰勒多项式标定模型出发,提出了一种基于主动红外辐射标定板的标定方法。该标定板克服了以往超广角相机标定板制作困难的问题,可用于标定超广角红外相机。实验结果显示,角点平均重投影误差(MRE)和角点重投影方均根(RMS)分别为0.30和0.34像素。 展开更多
关键词 计算机视觉 相机标定 主动红外辐射 标定板
基于二分查找的Radon变换直线检测改进算法
13
作者 彭凯飞 沈学举 +2 位作者 王龙 杨佳 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第3期438-443,共6页
针对传统的Radon变换直线检测算法运行时间长、占用存储空间大的问题,提出了一种基于二分查找的Radon变换直线检测改进算法。在Radon变换直线检测算法的基础上,增加了对图像中待检测直线最小夹角的约束条件,使用区间划分结合二分查找的... 针对传统的Radon变换直线检测算法运行时间长、占用存储空间大的问题,提出了一种基于二分查找的Radon变换直线检测改进算法。在Radon变换直线检测算法的基础上,增加了对图像中待检测直线最小夹角的约束条件,使用区间划分结合二分查找的方法对Radon变换直线检测算法进行改进,并通过待检测直线在Radon空间中的位置参数确定出待检测直线在原始空间的直线方程。实验结果表明,相比于Radon变换直线检测算法,所提出的改进算法在保证抗噪声干扰能力不受影响的前提下,有效减少了高检测精度要求下图像直线检测算法的运行时间和占用的存储空间,提高了直线检测的实时性。 展开更多
关键词 图像分析 直线检测 RADON变换 二分查找 区间划分
“望远系统”课程信息化教学设计 预览 被引量:1
14
作者 张鹏 +2 位作者 周冰 武东生 王元铂 《电气电子教学学报》 2019年第1期103-106,共4页
随着信息技术的不断发展,信息化教学对于提升高校教学水平和人才培养质量起着越来越重要的作用。本文针对“工程光学”课程中“望远系统”教学内容,详细阐述了实装教学、网络教学、虚拟教学、多媒体影像和动画等多种信息化手段在教学中... 随着信息技术的不断发展,信息化教学对于提升高校教学水平和人才培养质量起着越来越重要的作用。本文针对“工程光学”课程中“望远系统”教学内容,详细阐述了实装教学、网络教学、虚拟教学、多媒体影像和动画等多种信息化手段在教学中的运用。本文工作有助于快速提升青年教员对信息化教学的认识,也对相关专业开展信息化教学授课有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 信息化教学 教学设计 望远系统 光电装备
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大视场摄像机标定方法研究进展
15
作者 王子昂 +3 位作者 刘秉琦 葛鹏飞 陈一超 张帅 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第3期303-308,共6页
摄像机标定通过求解摄像机的内外参数,获取空间物体三维坐标与图像二维坐标的对应关系,在计算机视觉中起到越来越重要的作用。介绍了摄像机标定技术中的常用坐标系及转换关系、摄像机成像的线性及非线性模型,以及三类典型的标定方法。... 摄像机标定通过求解摄像机的内外参数,获取空间物体三维坐标与图像二维坐标的对应关系,在计算机视觉中起到越来越重要的作用。介绍了摄像机标定技术中的常用坐标系及转换关系、摄像机成像的线性及非线性模型,以及三类典型的标定方法。相比于小视场,针对大视场摄像机标定方法的研究较少,重点针对六个方面的改进,归纳了国内外近年来大视场摄像机标定方法的研究进展。 展开更多
关键词 计算机视觉 大视场摄像机标定 成像模型 标定板
立体显示中的舒适区范围
16
作者 汪同浩 刘秉琦 +2 位作者 陈一超 臧旭 《光学技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期237-240,共4页
结合人眼在观看立体影像时的融合位差,重新推导了观看立体影像的舒适区范围,并对平行式立体拍摄系统的基线长度范围进行重新的界定。根据推导结果,在舒适区条件下以基线长度所允许的最小值为基准,获取5组不同基线长度下的视差图,再通过... 结合人眼在观看立体影像时的融合位差,重新推导了观看立体影像的舒适区范围,并对平行式立体拍摄系统的基线长度范围进行重新的界定。根据推导结果,在舒适区条件下以基线长度所允许的最小值为基准,获取5组不同基线长度下的视差图,再通过虚拟现实立体显示器验证了推导结果的正确性。结果显示可指导舒适区条件下双目立体系统的搭建。 展开更多
关键词 立体显示 舒适区 立体感知误差 基线长度
平行式红外双目立体系统基线长度选取 预览
17
作者 汪同浩 刘秉琦 +1 位作者 陈一超 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期1130-1135,共6页
为解决当前夜间辅助驾驶仪平面显示导致驾驶员无法正确判断景物纵深关系的问题,本文提出利用平行式红外双目立体系统进行夜间辅助驾驶的方案。针对红外探测器分辨精度低导致观看红外立体影像时立体盲区占立体区比重过大的问题,本文通过... 为解决当前夜间辅助驾驶仪平面显示导致驾驶员无法正确判断景物纵深关系的问题,本文提出利用平行式红外双目立体系统进行夜间辅助驾驶的方案。针对红外探测器分辨精度低导致观看红外立体影像时立体盲区占立体区比重过大的问题,本文通过分析对比平行式红外双目系统和肉眼的立体感知精度,结合Panum融合区理论,对红外立体影像立体区间进行界定,并对立体区间所对应的基线长度范围进行推导。根据推导结果,计算分析3组不同场景下基线长度所满足的最小值,并以得到的最小值为基准获取5组不用基线长度下的视差图。最后通过虚拟现实显示装置验证了推导结果的正确性。该结果可用于指导红外双目系统参数的选取和搭建。 展开更多
关键词 辅助驾驶 红外双目立体系统 立体感知误差 基线长度
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大视场红外空中小目标梯度熵权质心跟踪方法 预览 被引量:1
18
作者 张帅 刘秉琦 +3 位作者 余皓 陈一超 王子昂 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期258-268,共11页
针对大视场红外凝视成像系统中非相似成像对目标形状、运动规律产生畸变影响而造成的跟踪困难,提出了一种基于梯度熵权的目标质心定位模型,并结合卡尔曼滤波实现了大视场中多目标跟踪.该模型利用灰度梯度来描述小目标的概率分布,并求取... 针对大视场红外凝视成像系统中非相似成像对目标形状、运动规律产生畸变影响而造成的跟踪困难,提出了一种基于梯度熵权的目标质心定位模型,并结合卡尔曼滤波实现了大视场中多目标跟踪.该模型利用灰度梯度来描述小目标的概率分布,并求取目标8个方向区域内的梯度熵权,来表示目标不同位置与质心的相关程度.提出了多方向最大梯度法来提取大视场中的天地分界线,确定深空背景区域,通过背景抑制提取航迹起始点.采用线性路径规划方法,解决了目标相遇时卡尔曼滤波模型之间的互相干扰问题.实验结果表明:所提方法在视场角为70°和180°的三种背景下,可准确跟踪多个航模、飞机和导弹目标,与传统跟踪方法相比,跟踪中心定位误差低、准确率高,平均帧速提高了约1.5倍. 展开更多
关键词 红外大视场 目标跟踪 卡尔曼滤波 航迹起始点 梯度熵权质心定位模型
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“现代光学实验”课程教学模式改革探讨 预览
19
作者 张鹏 +2 位作者 李刚 应家驹 陈玉丹 《教育教学论坛》 2018年第46期127-128,共2页
文章通过分析当前“现代光学实验”教学中存在的问题,提出围绕“三个导向”的教学模式改革思路,并从四个方面详细阐述了教学模式改革的主要内容,最后对教学改革预期效果进行了展望。
关键词 现代光学实验 教学模式改革 “三个导向”
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基于高阶奇次多项式模型的红外超广角图像中心标定 预览
20
作者 刘秉琦 陈一超 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期55-61,共7页
针对红外超广角系统成像畸变大、衍射明显,传统标定方法精度不高的问题,提出了一种基于高阶奇次多项式模型的红外超广角图像中心标定方法.以超广角镜头高阶奇次多项式模型为基础,对微小圆形目标成像的径向与切向放大率进行分析,设计了... 针对红外超广角系统成像畸变大、衍射明显,传统标定方法精度不高的问题,提出了一种基于高阶奇次多项式模型的红外超广角图像中心标定方法.以超广角镜头高阶奇次多项式模型为基础,对微小圆形目标成像的径向与切向放大率进行分析,设计了标定方法.利用椭圆方程对目标成像进行拟合,然后以椭圆长短轴比值作为目标函数进行二维高斯曲面拟合,最终将高斯曲面中心作为畸变中心.实验结果表明,本文提出的红外超广角图像中心标定方法对实验畸变图像横纵方向的标定精度分别为0.77pixels、1.02pixels,并以此标定结果对畸变图像进行校正,校正图像中直线最大均方根误差为1.56pixels.实验验证了本文提出的红外超广角图像中心标定方法的准确性,能够满足红外超广角图像畸变中心标定要求. 展开更多
关键词 机器视觉 中心标定 高阶奇次多项式模型 红外超广角图像
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