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线阵相机二维高精度内方位元素标定 预览
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作者 远国勤 郑丽娜 +4 位作者 张洪文 丁亚林 孙建军 于春风 张壮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1901-1907,共7页
针对精密测角算法标定线阵相机内方位元素时仅标定一维方向的主点坐标及畸变,导致该标定算法适应性及精度受限的问题,提出了一种线阵相机二维高精度内方位标定方法。首先,分析了线阵相机内方位元素模型,然后,针对该模型提出了一种基于... 针对精密测角算法标定线阵相机内方位元素时仅标定一维方向的主点坐标及畸变,导致该标定算法适应性及精度受限的问题,提出了一种线阵相机二维高精度内方位标定方法。首先,分析了线阵相机内方位元素模型,然后,针对该模型提出了一种基于二维转台的二维标定方法,并给出了详细的标定步骤及数据处理方法,最后,将本文提出方法的标定结果与精密测角算法的标定结果进行了对比,结果表明,本文提出的标定方法的重投影误差为0.34 pixel,相比于精密测角算法的1.25 pixel,显著提高了标定精度,且标定时不需要进行对准、调平等操作,标定过程操作简单。 展开更多
关键词 线阵相机 高精度内方位元素标定 二维标定 精密测量
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基于扩张状态观测器的快速步进/凝视成像机构控制 预览
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作者 黄浦 杨秀丽 +3 位作者 修吉宏 李军 李友一 许永森 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期2084-2091,共8页
提出一种基于扩张状态观测器并引入加速度补偿策略的控制器设计方案,以实现快速步进/凝视成像机构对控制性能的高要求。首先,阐述了扩张状态观测器理论,对其特性进行了详细分析,并设计了以成像机构为被控对象的三阶线性扩张状态观测器... 提出一种基于扩张状态观测器并引入加速度补偿策略的控制器设计方案,以实现快速步进/凝视成像机构对控制性能的高要求。首先,阐述了扩张状态观测器理论,对其特性进行了详细分析,并设计了以成像机构为被控对象的三阶线性扩张状态观测器。通过将观测器置于速度内环反馈通道,设计了基于扩张状态观测器的位置和速度双回路控制器。在此基础上,利用观测器输出的加速度估计值,提出加速度补偿策略,并设计了补偿环节。实验结果表明,与无加速度补偿环节相比,引入加速度补偿后,成像机构每次步进调节时间由76 ms减小到33 ms,凝视期间的角位置精度由约0.07°减小到0.01°以内,速度波动减小约2~3倍,成像机构的控制性能明显改善。控制器设计简单,需整定参数少,对于提高同类控制系统性能具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 快速步进/凝视成像 扩张状态观测器 加速度补偿 扰动估计 带宽参数化
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大视场三线阵航空测绘相机光学系统设计 预览
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作者 姚园 许永森 +1 位作者 丁亚林 远国勤 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2018年第9期2334-2343,共10页
针对大视场、高分辨率、低畸变和环境适应性要求高的三线阵航空测绘相机光学系统设计要求,开展新型光学系统结构形式设计:首先,根据总体方案要求以及稳定平台安装特点,确定了单镜头的技术方案;接着,分析计算了光学系统各项指标参数,光... 针对大视场、高分辨率、低畸变和环境适应性要求高的三线阵航空测绘相机光学系统设计要求,开展新型光学系统结构形式设计:首先,根据总体方案要求以及稳定平台安装特点,确定了单镜头的技术方案;接着,分析计算了光学系统各项指标参数,光学系统拉氏不变量达到9.5;然后,对比分析了非像方远心光路、像方远心光路和准像方远心光路的结构形式;最后,设计了一种航空环境适应性良好的双高斯复杂化失对称准像方远心光学系统结构形式。设计的光学系统成像质量好,在全色谱段内的Nyquist频率为100lp/mm,全视场调制传递函数均优于0.36;分别在R、G、B谱段的Nyquist频率为50lp/mm,全视场调制传递函数均优于0.6。光学系统全视场最大相对畸变优于0.1%,在均匀温度0~40℃范围内,全色谱段调制传递函数优于0.3。实验室鉴别率板测试结果表明,相机静态分辨率达到102lp/mm;飞行验证试验结果表明,相机摄影分辨率达到0.16m@2km航高。光学系统设计完全满足大视场三线阵航空测绘相机环境适应性和分辨率的要求。 展开更多
关键词 测绘相机 调制传递函数 机载环境适应性 光学设计 准像方远心
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基于梯度场景的非均匀校正方法 被引量:2
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作者 周达标 王德江 +2 位作者 霍丽君 刘让 贾平 《光学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期338-347,共10页
长波红外探测器经常被用于机载红外预警系统中,常受严重的非均匀性噪声干扰。为了校正探测器的非均匀性,补偿辐射响应非线性,提出了一种基于梯度场景的非均匀性校正方法。给出了探测器辐射响应非均匀性的观测模型;以标准黑体和梯度场景... 长波红外探测器经常被用于机载红外预警系统中,常受严重的非均匀性噪声干扰。为了校正探测器的非均匀性,补偿辐射响应非线性,提出了一种基于梯度场景的非均匀性校正方法。给出了探测器辐射响应非均匀性的观测模型;以标准黑体和梯度场景作为参考源,在理论上推导出校正系数表达式;利用原理样机进行了外场实验,并探测民航客机目标。实验结果表明:与基于黑体的两点校正方法相比,利用本文方法进行非均匀性校正后的图像,局部标准差峰值由8.57降低到2.39;对于相距50.64km的空中客车A319型客机,目标的信杂比由4.87提高到11.22。本文算法可以有效降低图像局部标准差,适用于机载红外预警系统。 展开更多
关键词 遥感 非均匀性校正 梯度场景 两点法 标定 预警
基于跟踪微分器的加速度反馈控制 预览
5
作者 申帅 张葆 +2 位作者 李贤涛 朱枫 晋超琼 《吉林大学学报:工学版》 CSCD 北大核心 2017年第4期1217-1224,共8页
为了提高航空光电稳定平台的抗扰性的同时不增加平台成本,本文在传统平台的电流反馈、速度反馈、位置反馈系统的基础上增加基于跟踪微分器的高增益加速度反馈环节,相对于传统基于差分的加速度反馈系统,基于跟踪微分器的加速度反馈系统... 为了提高航空光电稳定平台的抗扰性的同时不增加平台成本,本文在传统平台的电流反馈、速度反馈、位置反馈系统的基础上增加基于跟踪微分器的高增益加速度反馈环节,相对于传统基于差分的加速度反馈系统,基于跟踪微分器的加速度反馈系统改善了其对噪声干扰敏感等问题。通过模拟转台,对平台进行1°、0~2.5Hz正弦扰动测试,结果表明:相对于传统速度反馈平台系统,基于跟踪微分器的加速度反馈系统,超调量减小了约4.9%,视轴稳定精度提高了至少63.4%,平台的过渡过程加快;且该伺服系统结构简单,有较好通用性和实用价值。 展开更多
关键词 自动控制技术 抗扰性 加速度反馈 跟踪微分器 视轴稳定精度
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航空光电稳定平台质量不平衡力矩的前馈补偿 预览 被引量:3
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作者 申帅 张葆 +1 位作者 李贤涛 张士涛 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期1281-1290,共10页
讨论了旋翼直升机高频振动时产生的质量不平衡力矩对航空光电稳定平台性能的影响。基于传统光电稳定平台电流反馈、速度反馈、位置反馈的三闭环控制系统提出了一种基于系统模型的质量不平衡力矩前馈补偿方法。该方法通过标定平台质量偏... 讨论了旋翼直升机高频振动时产生的质量不平衡力矩对航空光电稳定平台性能的影响。基于传统光电稳定平台电流反馈、速度反馈、位置反馈的三闭环控制系统提出了一种基于系统模型的质量不平衡力矩前馈补偿方法。该方法通过标定平台质量偏心,利用加速度传感器获取平台加速度信号来对平台的质量不平衡力矩进行前馈补偿,实现对平台质量不平衡力矩的抑制,提高光电稳定平台的扰动抑制能力。实验结果表明:相对于传统三闭环控制系统,引入前馈补偿后系统的扰动隔离度至少提高了6.4dB;相对于利用扰动观测器对质量不平衡力矩进行补偿的传统补偿方案,引入前馈补偿的光电稳定平台系统不仅在低频段补偿效果提升约12.9dB,而且克服了扰动观测器在高频时不能补偿质量不平衡力矩带来的影响,使平台在全频段的扰动隔离度都大幅提高,视轴能更好地稳定在惯性空间内,具有较高的实用性和使用价值。 展开更多
关键词 光电稳定平台 质量不平衡力矩 前馈补偿 高频振动 扰动隔离度
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基于运动特征的HEVC快速帧间预测编码研究 被引量:2
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作者 冯磊 戴明 +1 位作者 赵春蕾 熊晶莹 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期91-99,共9页
为了降低高效视频编码(HEVC,high efficiency video coding)的帧间预测复杂度,提出了一种基于运动特征的HEVC快速帧间预测新方法。首先利用视频相邻帧的时域相关性,通过计算每个待编码单元(CU)及其子块的帧差离散度(FDD)确定该CU... 为了降低高效视频编码(HEVC,high efficiency video coding)的帧间预测复杂度,提出了一种基于运动特征的HEVC快速帧间预测新方法。首先利用视频相邻帧的时域相关性,通过计算每个待编码单元(CU)及其子块的帧差离散度(FDD)确定该CU的最佳编码深度d;再依据该深度下CU的区域运动特征(RMFd)将待编码CU划分为3类运动区域,进而确定该CU的候选帧间预测模式,减少不必要的帧间预测模式遍历过程。试验结果表明,本算法可以在保证编码性能损失不大的前提下显著提高编码效率;与标准算法相比,在低延时和随机访问两种编码结构下,同等客观质量下码率(BDBR)分别增加0.89%和0.83%,同时节省了51.6%和48.5%的编码时间。 展开更多
关键词 高效视频编码(HEVC high efficiency video coding) 帧间预测 帧差离散度(FDD) 区域运动特征(RMF)
高精度音圈快速反射镜的自适应鲁棒控制 预览 被引量:5
8
作者 李贤涛 张晓沛 +1 位作者 毛大鹏 孙敬辉 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2017年第9期2428-2436,共9页
为了进一步提高复合轴航空光电稳定平台的性能,文中首先在硬件电路中采用电流环将复杂的电机模型简化为一阶模型,同时保证电机的输出力矩稳定;然后在PD控制器的基础上,引入了自适应鲁棒控制器,对快速反射镜进行位置控制和扰动抑制;最后... 为了进一步提高复合轴航空光电稳定平台的性能,文中首先在硬件电路中采用电流环将复杂的电机模型简化为一阶模型,同时保证电机的输出力矩稳定;然后在PD控制器的基础上,引入了自适应鲁棒控制器,对快速反射镜进行位置控制和扰动抑制;最后分别通过带宽测试实验、扰动抑制实验、视轴稳定实验和鲁棒性实验对其性能进行测试,并采用DOB型音圈式-快速反射镜和压电陶瓷式-快速反射镜做对比。实验结果表明:相比于传统的DOB型音圈式-快速反射镜系统,本文控制方法的参数鲁棒性更强;相比于传统的压电式-快速反射镜,本文控制方法不仅视轴稳定精度与其不相上下,还具有更大的行程。除此之外,在80Hz以内任意频率扰动的影响下,基于ARC型音圈式-快速反射镜的复合轴航空光电稳定平台的视轴稳定精度均可以控制在5μrad(RMS)以内;同时在-40℃~50℃的温度条件下依然可以保持该性能,远远优于DOB型音圈式-快速反射镜的效果。本文控制方法完全满足高精度航空光电稳定平台的性能要求,对提高航空光电稳定平台控制系统的抗扰动性能具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 航空光电稳定平台 音圈式-快速反射镜 压电式-快速反射镜 视轴稳定精度 参数鲁棒性
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基于灵敏度数的薄板结构加强筋布局优化设计 预览 被引量:4
9
作者 李蕾 张葆 +1 位作者 李全超 谭淞年 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1143-1149,共7页
提出了一种启发式的加强筋生长设计方法,加强筋从给定初始点出发,沿着使结构性能最优的方向生长和分枝,同时删除对结构性能贡献小的加强筋,逐步形成最优的加强筋布局。设计过程中,以单元的相对密度为设计变量,以单元灵敏度数作为判断加... 提出了一种启发式的加强筋生长设计方法,加强筋从给定初始点出发,沿着使结构性能最优的方向生长和分枝,同时删除对结构性能贡献小的加强筋,逐步形成最优的加强筋布局。设计过程中,以单元的相对密度为设计变量,以单元灵敏度数作为判断加强筋单元生长和删除的准则。使用Python语言编写了基于ABAQUS的优化设计程序,利用ABAQUS进行有限元求解和前处理。为验证所提方法的有效性,以最大化结构整体刚度为设计目标,对几种典型结构进行了加强筋设计,并与现有文献中的设计结果进行了对比。 展开更多
关键词 加强筋布局 结构优化 灵敏度数 刚度优化
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机载红外系统主反射镜的拓扑优化设计 预览
10
作者 李蕾 张葆 李全超 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第8期648-652,共5页
反射镜轻量化设计一直是光机结构设计领域的一项挑战性课题。针对某机载红外光学系统的主反射镜,提出了一种基于SIMP拓扑优化方法的反射镜轻量化设计流程,建立了反射镜拓扑优化的数学模型,以最小化镜体自重和抛光载荷作用下的镜面矢高位... 反射镜轻量化设计一直是光机结构设计领域的一项挑战性课题。针对某机载红外光学系统的主反射镜,提出了一种基于SIMP拓扑优化方法的反射镜轻量化设计流程,建立了反射镜拓扑优化的数学模型,以最小化镜体自重和抛光载荷作用下的镜面矢高位移RMS值为优化目标,同时考虑对称约束和拔模约束,对反射镜进行了拓扑优化设计。根据拓扑优化结果设计了新的反射镜轻量化结构,并将其与传统结构进行了对比。采用拓扑优化方法设计的反射镜具有更高的轻量化率,同时能够获得较高的面形精度。 展开更多
关键词 红外系统 主反射镜 轻量化设计 拓扑优化
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某红外相机稳定平台框架结构设计与分析 预览 被引量:2
11
作者 李全超 谭淞年 +1 位作者 李蕾 张洪伟 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期728-732,共5页
针对某红外相机稳定平台,设计了两轴两框架的结构形式。对相机关键支撑结构件照准架进行了较为详细的结构设计和分析研究。照准架采用一体式半封闭结构,提高了照准架的自身结构刚度,同时避免了大尺寸面的加工变形以及装调问题。建立了... 针对某红外相机稳定平台,设计了两轴两框架的结构形式。对相机关键支撑结构件照准架进行了较为详细的结构设计和分析研究。照准架采用一体式半封闭结构,提高了照准架的自身结构刚度,同时避免了大尺寸面的加工变形以及装调问题。建立了照准架的三维模型,并进行了6g重力、常温和-20℃均匀温降工况下的静力学分析和模态分析研究。分析结果显示,照准架的最大变形为0.706mm,最大应力为47.33 MPa;1阶模态为53.2 Hz,均满足设计指标。利用有限元软件为红外系统照准架的设计可行性提供了理论依据。 展开更多
关键词 红外相机 稳定平台 照准架 结构设计 有限元分析
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大口径铝合金主反射镜设计与分析 预览 被引量:3
12
作者 李全超 李蕾 +1 位作者 谭淞年 张洪伟 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期337-341,共5页
针对铝合金材料,设计了大口径红外相机主反射镜,反射镜口径420mm。以径厚比、支撑点数量和轻量化结构形式为输入点,设计了一种背部开放式、三角形轻量化结构和背部3点支撑的结构形式。通过有限元分析软件对反射镜的动态刚度及自重和温... 针对铝合金材料,设计了大口径红外相机主反射镜,反射镜口径420mm。以径厚比、支撑点数量和轻量化结构形式为输入点,设计了一种背部开放式、三角形轻量化结构和背部3点支撑的结构形式。通过有限元分析软件对反射镜的动态刚度及自重和温度载荷下的面形变化进行了分析。分析结果表明:反射镜具有高的动态刚度,反射镜自重工况和-40℃均匀温降下,面形精度RMS分别为30nm和0.2nm,均满足光学设计提出的λ/10(λ=632.8nm)指标要求,为大口径铝合金反射镜的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 红外相机 铝合金反射镜 大口径 轻量化 有限元分析
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基于ARM的快速反射镜鲁棒控制系统设计与实现 预览 被引量:3
13
作者 王中石 王福超 《国外电子测量技术》 2016年第5期74-78,共5页
快速反射镜凭借其响应速度快、控制带宽高、抗干扰能力强的优良特性,被广泛应用到各种空间光学领域。尽管国内有一些针对快速反射镜的研究,但少有针对其控制系统设计的研究。本文针对快速反射镜的工作原理、控制算法工程可实现性和电路... 快速反射镜凭借其响应速度快、控制带宽高、抗干扰能力强的优良特性,被广泛应用到各种空间光学领域。尽管国内有一些针对快速反射镜的研究,但少有针对其控制系统设计的研究。本文针对快速反射镜的工作原理、控制算法工程可实现性和电路成本、尺寸等问题,设计了一种基于STM32F4的ARM快速反射镜控制系统,该系统采用干扰观测器结合PID的闭环控制算法。实验结果表明:采用干扰观测器和PID的控制算法相比传统PID控制算法,具有动态稳定精度高、鲁棒性强的特点。基于ARM的快速反射镜控制系统工作正常,能够实时完成控制算法的解算,便于工程实现。 展开更多
关键词 ARM 快速反射镜 干扰观测器 鲁棒控制
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高马赫飞行器迎风面与攻角对光学窗口周围流场的影响分析 预览 被引量:4
14
作者 王乃祥 徐钰蕾 +2 位作者 史磊 程志峰 姚园 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1267-1272,共6页
为了提高高马赫飞行下光学窗口的光学性能,对比分析了基于气动光学效应三种飞行器模型不同攻角的马赫数场、密度场、温度场和压力场的流场结构及对光学性能的影响。首先,根据飞行器与来流的迎风面,建立了三种飞行器典型模型;继而,给出了... 为了提高高马赫飞行下光学窗口的光学性能,对比分析了基于气动光学效应三种飞行器模型不同攻角的马赫数场、密度场、温度场和压力场的流场结构及对光学性能的影响。首先,根据飞行器与来流的迎风面,建立了三种飞行器典型模型;继而,给出了0°、5°和10°攻角飞行工况;然后,建立了基于Navier-Stokes方程和湍流模型的三种攻角流场分布;最后,对比分析了宽平头体飞行器中三种攻角温度场作用下的光学系统传递函数。结果表明,马赫数场与密度场、温度场与压力场分别具有相似分布形式;相同飞行速度和攻角下,大迎风面的飞行器光学窗口周围温度与压力较小迎风面大;相同飞行器,较大攻角对应较大流场强度,攻角为0°、5°和10°时传递函数分别为0.188,0.097和0.028。此分析结果可为高马赫飞行下光学窗口优化提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 流场分析 高马赫 光学窗口 气动光学
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连续变焦光学系统的像差自动设计 被引量:7
15
作者 马迎军 张葆 洪永丰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期262-268,共7页
为了避免连续变焦光学系统中,各组元像差自动设计对设计者经验要求高、计算复杂且计算量大的难点,提出了一种利用差值线性方程组进行像差自动设计的方法,并用此方法设计了一套可见光波段连续变焦光学系统。利用高斯光学计算理想近轴系... 为了避免连续变焦光学系统中,各组元像差自动设计对设计者经验要求高、计算复杂且计算量大的难点,提出了一种利用差值线性方程组进行像差自动设计的方法,并用此方法设计了一套可见光波段连续变焦光学系统。利用高斯光学计算理想近轴系统的结构参数;利用差值线性方程组进行系统像差自动设计,使系统的初级像差系数SI、SII与SIII在各焦距位置处近似相等;基于像差自动设计结果计算光学系统的初始结构参数;利用Zemax自动设计软件进行像差校正平衡。优化结果表明:系统可实现20~300 mm的连续变焦,且在截止频率50 lp/mm处,各焦距位置各视场的传递函数(MTF)均大于0.4。因此,应用差值线性方程组法进行像差自动设计,可以简化计算,减少对设计者经验的依赖,并且能够取得良好的像质。 展开更多
关键词 光学设计 连续变焦 差值线性方程组 像差自动设计 可见光谱
航空变焦距斜视成像几何畸变的自动校正 预览 被引量:4
16
作者 周前飞 刘晶红 +1 位作者 王宣 孙明超 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2927-2942,共16页
针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法。根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心... 针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法。根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心坐标;研究了焦距变化对畸变的影响规律,校正了镜头畸变使其满足针孔成像模型;引入飞机位置、姿态和摄像机视轴指向方位等因素,将航空图像重投影到地图坐标系中,对坐标变换后的像素亮度值进行重采样得到校正斜视变形和镜头畸变后的正射投影图像。对不同焦距和位置姿态下拍摄的地面靶标畸变图像和实际航空变焦距斜视图像进行了校正。结果表明,该方法能够有效准确地校正图像的几何变形,当飞行高度为2 500m时,在文中给定的位置姿态精度下的图像几何校正均方误差约为2m,较好地满足了后续图像拼接需求。该方法效率高,便于自动化实现,对提高图像拼接精度和实现目标精确定位与实时稳定跟踪具有重要意义。 展开更多
关键词 变焦距斜视成像 几何校正 镜头畸变 除式模型 摄像机标定
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基于自适应的自抗扰控制技术提高扰动隔离度 预览 被引量:8
17
作者 李贤涛 张葆 +3 位作者 赵春蕾 孙敬辉 毛大鹏 沈宏海 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期202-208,共7页
针对扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统的扰动观测值存在相位滞后的问题,提出了一种基于扰动频率自适应的自抗扰控制的新方法,并在直线型倒立摆装置中进行了实验验证。实验结果表明:本文方法解决了扩张状态观测器对二阶及二阶以上系... 针对扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统的扰动观测值存在相位滞后的问题,提出了一种基于扰动频率自适应的自抗扰控制的新方法,并在直线型倒立摆装置中进行了实验验证。实验结果表明:本文方法解决了扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统的扰动观测值存在相位滞后的问题;在2 Hz以内随机扰动的作用下,对比传统状态反馈控制器,它将扰动隔离度至少提高了7.85 d B,同时,自抗扰控制器具有很强的鲁棒性,允许被控对象参数在15%的范围内浮动。 展开更多
关键词 自动控制技术 自抗扰控制器 扰动频率自适应相位超前环节 扩张状态观测器 相位滞后 扰动隔离度
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一种离轴三反射系统初始结构的求解方法 被引量:3
18
作者 于鑫 张葆 洪永丰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第11期169-175,共7页
离轴三反射(TMA)系统是基于同轴三反射系统,通过视场离轴及孔径离轴实现无中心遮拦。传统解法需通过三反射镜遮拦比与放大率,来确定同轴结构的间隔等参数,该方法不利于直接限制系统筒长。在传统解法的基础上,提出一种通过给定三个反... 离轴三反射(TMA)系统是基于同轴三反射系统,通过视场离轴及孔径离轴实现无中心遮拦。传统解法需通过三反射镜遮拦比与放大率,来确定同轴结构的间隔等参数,该方法不利于直接限制系统筒长。在传统解法的基础上,提出一种通过给定三个反射镜间隔及三镜到像面距离,确定同轴结构的方法。利用Matlab软件设计程序求解初始参数;利用Zemax光学设计软件进行优化。根据是否有中间像面,分别设计得到焦距为1500 mm,入瞳250 mm的Cook式和Wetherell式离轴三反射系统。结果显示,两种光学系统调制传递函数在50 lp/mm处均大于0.6,点列斑均方根半径小于5μm。该方法直接有效的控制了系统长度,设计结果像质满足要求。 展开更多
关键词 光学设计 初始结构 同轴三反 离轴三反
基于自学习局部线性嵌入的多幅亚像元超分辨成像 预览 被引量:4
19
作者 穆绍硕 张叶 贾平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2677-2686,共10页
研究了软硬件相结合的亚像元超分辨成像技术。首先通过探测器扫描获得同一场景彼此错位亚像元像素的多帧图像作为训练样本和输入图像;然后针对传统的局部线性嵌入(LLE)实例学习超分辨算法过于依赖外部训练样本,不利于光电成像系统直... 研究了软硬件相结合的亚像元超分辨成像技术。首先通过探测器扫描获得同一场景彼此错位亚像元像素的多帧图像作为训练样本和输入图像;然后针对传统的局部线性嵌入(LLE)实例学习超分辨算法过于依赖外部训练样本,不利于光电成像系统直接处理等缺点,提出了一种基于自学习的改进LLE算法;采用新的LLE权值计算方法获得正数权值,同时对初始估计再次运用自学习LLE方法恢复丢失的高频细节信息。仿真实验结果表明,该算法重构的图像的信噪比比传统LLE超分辨算法提高了0.8dB,运行时间提高了75%,视觉上可感知重构图像的细节信息更丰富。与其它方法相比,用搭载的微位移实验平台运行本文算法所获得重构图像的信噪比和信息熵都有很大提高,表明本文算法能获得高质量和高分辨率的重构图像。 展开更多
关键词 超分辨成像 亚像元图像 自学习 局部线性嵌入 训练样本
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红外双波段双视场共光路光学系统 预览 被引量:11
20
作者 张葆 崔恩坤 洪永丰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期395-401,共7页
考虑红外多波段双视场共光路系统多谱段色差严重且能量透过率低,本文设计了结构简单的红外中波/长波双波段双视场折射系统,实现了成像系统的功能多样性。该系统采用了320pixel×240pixel红外中波和长波双色焦平面阵列探测器,通过引... 考虑红外多波段双视场共光路系统多谱段色差严重且能量透过率低,本文设计了结构简单的红外中波/长波双波段双视场折射系统,实现了成像系统的功能多样性。该系统采用了320pixel×240pixel红外中波和长波双色焦平面阵列探测器,通过引入非球面元件提高了系统校正像差的能力,实现了镜片组的结构性调整。系统包括变焦和二次成像两个子系统,其中变焦系统短焦距为50mm,长焦距为200mm,满足100%冷阑匹配。像质评价结果表明:在17lp/mm处,调制传递函数(MTF)在中波处大于0.5,在长波处两个视场下都接近衍射极限;另外80%左右的能量都能被集中在一个像元上,光谱透过率均匀,且无严重的冷反射现象。优化后的光学系统具有适用范围广,结构紧凑以及成像效果好等优点,在机载光电侦察跟踪设备上有较好的应用前景。 展开更多
关键词 光学设计 红外系统 双视场系统 双波段系统 共光路系统
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