English Version Light学术出版中心

最新刊期

2009 年第 11 期

现代应用光学

星载高光谱成像仪光学系统的选择与设计
许杰,郑玉权
2009, 17(11): 2629-2637.

摘要：本文概述了目前高光谱成像仪所采用的光学系统结构，分析讨论了棱镜色散、光栅色散、傅立叶变换三种主流高光谱成像仪分光方式的结构原理和优缺点，棱镜色散光能利用率高，但体积大，棱镜材料受空间环境变化影响较大，光栅色散效率低，但体积小，受环境影响小，傅立叶变换光谱成像系统由于分光棱镜的存在，能量至少损失50%以上。文中对国内外高光谱成像仪采用较多的Offner凸光栅光谱成像系统进行了论述，根据应用目标设计了一个离轴三反射镜望远系统和变倍Offner凸光栅组合的高光谱成像仪光学系统，该系统具有体积小、成像质量好、无光谱畸变的优点，通过加大光学系统的相对孔径，增加系统的入射光能量，弥补了光栅衍射效率低的缺点。
关键词：高光谱成像仪;凸光栅;Offner光谱成像系统

62

|

7

|

41

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747146 false

发布时间：2020-08-12
长缝光谱仪主结构的稳健优化设计
龚雨兵,杨世模,陈志远
2009, 17(11): 2638-2645.

摘要：为了减轻长缝光谱仪（LSS）主结构的重量，保持结构响应高稳定性，对LSS主结构进行稳健优化设计。分析结构尺寸加工公差和材料参数波动等不确定性因素对LSS主结构稳健性的影响。调整结构尺寸加工公差，建立以结构质量为目标、以结构频率为约束的LSS主结构稳健优化模型。应用蒙特卡罗模拟方法和蚁群优化算法对稳健优化模型进行优化求解。稳健优化后的结构质量为33Kg，比初始质量减少17.5%；频率为77 Hz。稳健优化最优结构质量较确定性优化略高，但结构响应更为稳定，具备抵抗尺寸波动和材料参数波动的能力。满足设计要求。采用的设计方法对类似结构的稳健优化设计有参考意义。
关键词：长缝光谱仪（LSS）;稳健优化;蒙特卡罗;有限元分析

32

|

7

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747169 false

发布时间：2020-08-12
PS/PMMA复合光散射性能的研究
孟庆华
2009, 17(11): 2646-2650.

摘要：雾度和透光率是表征光散射材料性能的两个重要指标。对以PS作为光散射体，以PMMA为基体的复合光散射材料进行实验研究。实验结果表明：少量PS添加到PMMA中时即可以制备出光散射材料，PS添加量为1%时，复合光散射材料的透光率为80%；不添加PMMAPS时雾度为50%，添加了PMMAPS时雾度达到80%，PMMAPS可以改善PMMA和PS之间的相容性，提高样品的雾度值。因此通过调节散射剂PS和PMMAPS添加量可实现光散射高雾度和高透光率的双高要求。
关键词：光散射;雾度;透光率;PS;PMMA;PMMAPS

45

|

8

|

3

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746553 false

发布时间：2020-08-12
液晶空间光调制器对真实人眼畸变波前的校正研究
姜宝光
2009, 17(11): 2651-2656.

摘要：目的:本文对一个用于人眼畸变波前探测和校正的自适应光学系统的性能进行测试和研究。方法:沙克-哈特曼波前探测器，高分辨率的液晶空间光调制器分别被用来探测和校正人眼的畸变波前。结果:对近视500度的人眼进行自适应校正后校正精度达到波前残差的均方根误差为0.013个波长（=0.808 nm）。眼底原来模糊的细胞可以被清晰分辨。结论:液晶空间光调制器可以有效校正人眼畸变波前，达到提高成像质量的目的。

42

|

7

|

6

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747165 false

发布时间：2020-08-12
单模光纤耦合传感器的设计
蒋奇,马宾,隋青美
2009, 17(11): 2657-2664.

摘要：以单模光纤耦合器的熔融区为传感元件的传感器是一种特殊和广泛应用前景的光学检测技术。本文分析了该传感器的敏感机理，依据单模光纤耦合传感器耦合输出是传感器耦合区长度和振动频率的函数关系，提出该种传感器可实现应变和振动检测。搭建了以微应变仪和等强度悬臂梁的应变和振动检测系统，设计了实验系统的每个单元，详细分析了耦合型光纤传感器的静态响应特性和温度、横向压力干扰影响，结果表明该类型传感器对应变的响应非常灵敏。通过与压电振动传感器的测试对比，得出该传感器可更好地实现低频和高频振动检测，并分析了其低频和高频的响应特性。耦合型光纤传感器耦合区材料、结构本身、制作工艺等因素将影响传感器的静、动态性能，面向实用化，需解决传感器存在的一些问题。
关键词：光纤耦合器;应变;振动;响应;光纤传感器

50

|

7

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746542 false

发布时间：2020-08-12
基于多姿态变化相机的CCD焦面组件热设计
韩冬
2009, 17(11): 2665-2671.

摘要：为了保证CCD器件处于较小的温度波动范围，针对具有多姿态变化特点的空间相机，进行了CCD焦面组件热控系统的设计。根据具有不同温度膨胀系数的材料遇热变形不同的原理设计了该热控系统的关键部件－热开关；基于轨道分析计算所得到的地球阴影数据和太阳矢量方向变化情况，考虑了相机本体的遮挡关系，并结合相机姿态变化的特点，提出了由热开关控制双辐射板散热的方案；对此热控系统进行了具体的热设计；利用I-DEAS/TMG软件建立相机的热模型并进行了计算机仿真。结果显示仅采用被动热控措施的CCD焦面温度波动12.34℃，同时采用主动、被动热控措施后减小为1.73℃。满足热控指标的要求，热设计合理、有效。
关键词：多姿态变化空间相机;CCD焦面组件;热设计;热开关

67

|

6

|

11

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746524 false

发布时间：2020-08-12
FBG旁瓣对复用解调的影响及旁瓣抑制方法
陈伟民,张娅玲,章鹏,张亮
2009, 17(11): 2672-2677.

摘要：基于FBG应变传感器的解调原理，分析了光纤布拉格光栅串联复用时反射谱旁瓣对解调结果的影响，通过理论推导及模拟仿真，发现FBG传感器性能蜕化时存在反射谱的带宽变大、峰值降低以及旁瓣增大等现象，并且详细分析了反射谱旁瓣以及链路连接损耗对FBG复用解调结果产生的影响，针对这个问题，提出了利用浮动解调阈值以及抑制反射谱旁瓣的解决方法，最后，通过实验证实了相关理论的正确性与方法的可行性，极大地提高了应变测量结果的准确性。
关键词：光纤布拉格光栅;应变传感器;串联复用;旁瓣

44

|

7

|

3

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746513 false

发布时间：2020-08-12
光学非球面离子束加工模型及误差控制
武建芬,卢振武
2009, 17(11): 2678-2683.

摘要：摘要：通过对离子束加工系统的分析，给出了加工非球面光学元件的离子源子系统运动模型公式，并将驻留时间求解的反卷积过程转化为求解线性矩阵方程模型，便于进一步优化求解；对加工过程中不可避免的离子源定位误差过程进行了分析，指出其对最终面形精度的影响可归结为一个系数因子的控制上，并提出了综合考虑离子束材料去除函数和定位误差的方法来控制系数因子，降低对定位系统的苛刻精度要求，保证过程稳定的同时降低设备成本。
关键词：离子束加工;非球面;定位误差分析;驻留时间矩阵方程

57

|

10

|

9

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746504 false

发布时间：2020-08-12
9.3微米脉冲激光激光倍频实验
李殿军
2009, 17(11): 2684-2691.

摘要：本文介绍了利用9.3m脉冲TEACO2激光通过AgGaSe2晶体二次谐波产生（SHG）技术实现4.65m中红外波段激光输出的实验研究。根据非线性光学技术原理和倍频技术的基本要求，通过有针对性的技术手段对于TEACO2激光器实现输出谱线选择和脉冲波形时间分布整形控制，使之尽量满足激光倍频试验对于泵浦的脉冲光源在波长和输出时间分布上的基本要求，并以此作为基波光源进行了产生二次谐波的试验研究工作。实验结果显示，即使是相同的AgGaSe2倍频晶体材料，由于生产厂商的不同具有完全不同的表面破坏阈值行为，而相同点是体损伤阈值均大于表面损伤阈值。实验上获得倍频输出最大能量12.9mJ；倍频输出最高平均功率940mW。
关键词：破坏阈值

74

|

7

|

6

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746499 false

发布时间：2020-08-12
三线阵立体测绘相机光学系统设计
王红,田铁印
2009, 17(11): 2692-2698.

摘要：三线阵立体相机的光学系统决定了相机的外形尺寸和布局，保证相机的小型化、轻量化及稳定性是十分必要的，针对光学系统设计的指标要求，分析、比较了各种光学系统结构型式，设计了满足测绘要求的像方远心光学系统。设计的光学系统成像质量好，在Nyquist频率77lp/mm时，正视相机全视场的平均传递函数为0.613；前、后视相机全视场的平均传递函数为0.578。装调完成后对光学系统成像质量进行了检测，各相机光学系统传递函数的测试值均在0.451以上，满足对测绘质量的要求。
关键词：三线阵CCD相机光学设计光学传递函数

61

|

8

|

14

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746493 false

发布时间：2020-08-12
楔条形阳极光子计数探测器成像性能的检测
何玲平,尼启良,李敏,刘世界,陈波
2009, 17(11): 2699-2704.

摘要：基于楔条形位置灵敏阳极的光子计数成像探测器能够记录入射的单光子或带电粒子两维位置图像。它们在生化科学、空间探测科学、分析仪器等领域有着应用广泛。本文首先详细描述了我们研制的一套WSA光子计数成像探测器样机的设计结构及工作原理；分析了这类探测器的图像畸变产生的原因，提出了校正图象畸变的方法，并得了无畸变的图像；然后我们以美国空军标准分辨率检测板(USAF1951)为目标进行了检测，采集的检测图像显示人的裸眼能分辨出检测板的第2组第6单元条纹。最后，为了消除人眼观测的主观性，我们通过计算探测器对该单元条纹的成像调制度来确保检测结果的准确性。计算结果为：探测器对该单元条纹的水平、垂直方向成像调制度分别为57%、37%。这一结果表明我们的探测器完全能够分辨该单元条纹,对应的分辨率为7.13linepair/mm，即探测器空间分辨率达到了0.14mm。
关键词：楔条形阳极;光子计数成像;分辨率板检测;成像调制度

37

|

8

|

11

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747134 false

发布时间：2020-08-12
光学加工中高频误差对环围能量比的影响
吴冬良,戴一帆,王贵林
2009, 17(11): 2705-2711.

摘要：以大型光学系统主镜为研究对象，根据光学镜面面形误差近似为高斯平稳随机过程特征，根据全频段面形误差对光强分布和环围能量比FEE的影响，建立了光学镜面中高频误差与FEE之间的数学关系模型，进行了仿真分析并利用实际面形误差数据进行了验证。研究表明，环围能量比FEE随着中高频误差GRMS的增加近似呈指数规律衰减，同时各频段误差将无误差时对应的光强分布边缘部分能量转移到光强分布的中心以及更宽范围，并且随着中高频误差的增大，能量转移曲线出现反复振荡。在特定光学口径下，中高频误差GRMS值分别小于12nm/mm以及30nm/mm时，可使得中高频误差对FEE的影响均小于5%，能够用于控制中高频误差对FEE的影响，为中高频误差的进一步修形提供理论支持。
关键词：发射光学系统;中频误差;高频误差;环围能量比;梯度均方根

35

|

9

|

3

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747123 false

发布时间：2020-08-12
“日盲”紫外ICCD的信噪比
周跃,闫丰,谷勇强,邓博斯,隋永新,杨怀江
2009, 17(11): 2712-2718.

摘要：分析了“日盲”紫外增强型电荷耦合装置（SBUV-ICCD）噪声的来源及特点。SBUV-ICCD工作时增益高，单光电子的响应会扩散到CCD邻近像素中去，将SBUV-ICCD作为线性时不变系统，引入单光电子冲激响应到SBUV-ICCD信噪比计算中，利用傅立叶变换原理推导出其信噪比模型。模型中采用二维高斯函数拟合SBUV-ICCD单光电子冲激响应的方法，较传统间接分析的方法[3]更为简单，适用。分析了增益对SBUV-ICCD信噪比的影响，通过实验测量了在特定波长不同的辐照度条件下的信噪比，验证了该模型。
关键词：ICCD;信噪比;光电冲激响应

38

|

6

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746481 false

发布时间：2020-08-12
被动锁模掺铒光纤激光器中的有理数谐波锁模现象的研究
况庆强,桑明煌,聂义友,张祖兴
2009, 17(11): 2719-2723.

摘要：在分析有理数谐波锁模的理论和非线性放大环镜（NALM）传输特性的基础上，对被动锁模掺铒光纤激光器进行了相关的研究。实验中除了观测到了稳定的谐波锁模脉冲外，还观察到了的有理数谐波锁模脉冲的产生现象，分析其脉冲重复频率也证实此类脉冲序列具有属于3阶、5阶和6阶有理数谐波锁模脉冲序列重复频率的一样的规律。
关键词：掺铒光纤激光器;被动锁模;有理数谐波锁模;非线性放大环镜

44

|

6

|

3

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746470 false

发布时间：2020-08-12

微纳技术与精密机械

应用二维微硅片狭缝阵列的阿达玛光谱仪
范玉,吴一辉,宣明,张平,周连群,庄须叶
2009, 17(11): 2724-2729.

摘要：研制了一种基于二维多狭缝阵列的微小型阿达玛光谱仪，利用MEMS加工技术制作出一体式微硅片狭缝阵列，系统采用了Offner 光学结构。以入射狭缝为循环S23型微硅片的阿达玛光谱仪为例，与传统单狭缝光谱仪进行光通量比较，对入射狭缝的衍射现象进行分析，通过Matlab仿真方法及实验验证，得出阿达玛光谱仪光通量提高了3.10倍。
关键词：阿达玛光谱仪;微硅片狭缝阵列;光通量;分辨率

69

|

9

|

4

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746456 false

发布时间：2020-08-12
分流法小孔电火花加工与试验
王续跃
2009, 17(11): 2730-2737.

摘要：介绍一种等面积分流法的小孔电火花加工方法，分析等面积电极放电的电火花加工过程，重点研究在等面积电极条件下，等面积单电极与分流多电极加工对加工速度、电极损耗、放电间隙的影响。进行了验证性试验，研究结果表明：小孔分流法加工与单电极加工相比，使加工速度略有减小、放电间隙略有变小、电极损耗略有增加，加工效果具有一致性；分流法电火花加工有利于小孔电火花加工的尺寸控制，通过等面积分流法改变加工工艺，用电火花机床稳定加工参数进行小于机床稳定加工临界值的更小尺寸的小孔加工，是一种新的微小孔电火花加工方法。
关键词：电火花加工;小孔;等面积;分流法

30

|

5

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747115 false

发布时间：2020-08-12
基于线电极原位制作的微细电解线切割加工
王昆,朱荻
2009, 17(11): 2738-2743.

摘要：微细电解线切割加工是一种微细加工新方法。从理论上分析了线电极直径大小对微细电解线切割加工精度的影响,提出了原位制作微米尺度线电极的方法，并制作出直径5μm的钨丝线电极。通过电解线切割加工试验，加工出缝宽为20μm左右的微型桨叶结构和曲率半径在1μm以下的微细尖角结构。
关键词：微细电解线切割加工;线电极;原位制作

34

|

8

|

1

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747107 false

发布时间：2020-08-12
稳定平台的自适应逆控制
李英
2009, 17(11): 2744-2749.

摘要：稳定平台严格来说是一个复杂的非线性的控制系统，常规的PID控制很难满足其高精度、快响应的特点。本文采用模型参考自适应逆作为控制器来完成稳定平台转轴的控制，尝试利用其开环特性来改进稳定平台的控制性能。稳定平台模型辨识和控制器的设计算法上都采用最小二乘法（LMS），仿真结果表明采用自适应逆控制的稳定平台具有响应快、无超调、抗干扰能力强以及稳态误差小等优点，其动、静态性能均优于常规的PID控制
关键词：稳定平台;自适应逆控制;LMS算法

54

|

6

|

14

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747099 false

发布时间：2020-08-12
混凝土结构裂缝宽度波前编码测量系统的设计
蔡怀宇
2009, 17(11): 2750-2756.

摘要：混凝土结构裂缝宽度测量对监测建筑结构的健康状态、避免混凝土结构损坏性缺陷具有十分重要的意义。为了克服基于传统光学成像技术设计的手持式混凝土裂缝宽度测量系统焦深小准确调焦困难，以及由于存在像差和混凝土表面凹凸过大致使视场内图像无法完全清晰等缺陷，采用波前编码技术重新进行缝宽检测系统的设计，以便有效地拓展景深（焦深）。首先，讨论了波前编码立方型相位板规一化参数及其与实际系统相位板设计参数之间的关系，接着利用CODE V光学设计软件，完成了手持式裂缝宽度波前编码测量系统的设计，然后加工制作了立方型相位板并进行了初步实验。实验表明，采用基于单透镜的波前编码系统设计，在满足50mm分辨率、F数为6的前提下，可将景深拓展为15mm，达到传统光学系统相同F数时景深理论值的4.5倍。该系统能够满足混凝土结构裂缝宽度测量中扩大景深和成像的基本要求。
关键词：混凝土结构;裂缝宽度;景深;波前编码;立方型相位板;测量系统

53

|

9

|

0

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747089 false

发布时间：2020-08-12
星载光学遥感器调焦机构的设计
许杰,张新洁
2009, 17(11): 2757-2761.

摘要：介绍了一种用于某星载光学遥感器的调焦机构设计，采用谐波减速器和滚珠丝杠、直线导轨配合使用的方案，弥补了传统调焦结构的不足；通过对调焦负载阻力矩的分析选择相应的电机，计算了该调焦机构的理论分辨率为0.43μm；并将该机构随同整机进行了力学环境模拟试验，对其力学环境试验前后的调焦精度进行了对比，其试验前后直线偏角均小于20″，位移误差均小于5μm，满足使用要求。试验结果表明，该空间调焦机构具有结构紧凑、刚度高、位移精度好等特点，能够满足空间调焦的设计要求。
关键词：调焦机构;阻力矩;调焦分辨率;力学环境模拟试验

39

|

8

|

9

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747080 false

发布时间：2020-08-12
基于FPGA的磁悬浮飞轮用自修复磁轴承控制器的设计
刘刚,潘明健
2009, 17(11): 2762-2770.

摘要：磁悬浮飞轮是卫星等航天器高精度姿态控制的执行机构，磁悬浮飞轮的空间应用需要可靠性高、适应性好的实时控制器。FPGA可靠性高、接口灵活，非常适合空间系统的开发应用。本文利用片上软硬件系统设计的思想，提出了一种基于FPGA和LEON软处理器的磁轴承数字控制器，并搭建了实验平台验证了系统实际性能。然后，又提出了一种基于PFGA的自修复磁轴承控制器，这种控制器可以理论上可以大大提高系统的可靠性。

38

|

8

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746449 false

发布时间：2020-08-12
微纳V槽脆/塑性域切削的3D激光检测及评价
谢晋,韦凤,田牧纯一
2009, 17(11): 2771-2778.

摘要：针对微纳米级功能V槽微细加工及评价困难的问题，采用单点金刚石切削方法在超精密机床上对光学玻璃进行V槽的微纳尺度加工，且利用非接触激光检测技术展现V槽的加工形貌。研究目的是分析V槽的微纳米尺度加工的可行性以及找出如何评价V槽加工精度的方法。首先，采用单点金刚石在光学玻璃上进行V槽的微纳尺度切削试验。然后，利用3D激光超精密检测仪器检测加工的V切痕，构建微V槽切痕的形貌图，建立V槽形状误差PV值和V槽尖角圆弧半径的评价模式。最后，分析在微纳尺度加工中切除深度与V槽角度的形成机理以及切削深度对V槽形状误差及其尖角圆弧半径的作用机制。结果表明，在亚微米级尺度加工中存在一个脆/塑性域切除加工状态转变的临界切削深度。在塑性域切削中，金刚石刀具尖角形状可以复制到工件表面，形成深度小于0.386μm、形状误差PV值约0.103μm、尖角半径约为0.182μm的V槽。此外，V槽形状误差PV值在塑性域切除加工中始终保持不变，但在脆性域切除加工中随着切削深度增大而逐渐剧烈加大。而且，V槽尖角圆弧半径在塑性域切削中随着切削深度减小而减小，但为了获得完整的V槽轮廓还需被控制在V槽成型临界界线以下。因此，在处理非接触激光检测的3D数据的基础上，V槽形状误差PV值和尖角圆弧半径可以用来评价V槽微纳尺寸加工的加工精度和微细程度。
关键词：V槽;脆/塑性域切削;激光检测;形状误差PV;尖角圆弧半径

48

|

6

|

3

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747154 false

发布时间：2020-08-12
捷联惯导系统误差模型与仿真分析
储海荣,段镇,贾宏光,郭立红
2009, 17(11): 2779-2785.

摘要：为研究捷联惯导系统短时间导航精度，建立了导航误差数学模型，分析了惯性器件误差对系统导航精度的影响。应用捷联惯性导航原理，针对系统短时间导航的特点，简化载体在导航坐标系的导航方程；由惯性器件安装误差与陀螺仪等效零漂经过方向余弦矩阵变换建立载体姿态误差方程；结合导航方程、姿态误差方程与惯性器件误差推导出载体速度误差与位置误差数学模型。在此基础上，建立了误差状态空间方程与误差模型框图。在Matlab/Simulink环境下建立了误差数学模型计算模块，用捷联惯导算法与误差模型共同解算地面150秒导航试验数据，结果表明：导航系X轴的相对系统误差小于20%，Y轴、Z轴的相对系统误差小于5%，验证了误差数学模型的正确性。此外，分析了加速度计精度的变化对短时间工作的捷联惯导系统导航误差产生基本的影响。
关键词：捷联惯导系统;误差模型;系统仿真

41

|

7

|

7

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746532 false

发布时间：2020-08-12
光电经纬仪单站空间余弦及多站面面交汇的飞机姿态测量
赵立荣
2009, 17(11): 2786-2793.

摘要：本文对光电经纬仪测量飞机姿态的方法进行研究。首先介绍单站经纬仪在有距离信息时测量飞机姿态的方法，采用穷举的方法，获得飞机轴线上的特征点，利用空间的位置关系获得空间姿态参数。然后介绍多站经纬仪利用面面交汇的方法获得飞机飞行姿态；首先对二维平面图像采用Hough变换拟合算法获得目标中轴线，然后计算原点到目标的中轴线的垂直距离及原点到目标的中轴线的法线与X轴的夹角，获得目标在二维平面的直线方程，目标图像的二维中轴线与摄影系统的光学中心唯一确定了一个空间平面；采用面面交汇的方法，获得空间中轴线，可以得到飞机轴线的偏航角及俯仰角。实验结果表明，两种计算方法的结果误差偏航角为0.28%，俯仰角为1.1%。本文采用的数学模型正确、算法合理，有效的提取了飞机的姿态参数。
关键词：光电经纬仪;飞机姿态;Hough变换;面面交汇方法

44

|

7

|

11

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746441 false

发布时间：2020-08-12

信息科学

应用小波包能量谱及SVM的安瓿内浮类异物识别
温江涛,王伯雄
2009, 17(11): 2794-2799.

摘要：目的：为了解决安瓿内漂浮物与悬浮物的识别问题，本文提出了一种基于小波包能量谱的特征提取及支持向量机的识别方法。方法：首先通过图像序列差分及点检测分割提取杂质存在区图像作为目标区；然后将目标区沿安瓿瓶轴线方向逐行叠加形成一维信号；对一维信号进行小波包分解，采用主成分分析方法提取小波包分解特征向量中独立主成分；以小波包特征向量中独立主成分的能量谱作为异物类型特征；将提取的特征作为支持向量机的输入向量，采用序列最小优化方法实现训练样本快速分类。实验过程中选择不同类型的核函数和相应参数进行训练和测试。结果：实验结果显示，相对于传统BP网络，SVM在将识别用时减少近60%，识别精度提高了35%。结论：能够满足在生产中对浮类杂质的提取和快速识别的要求。
关键词：小波包能量谱;特征提取;支持向量机;类型识别;主成分分析

29

|

4

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747070 false

发布时间：2020-08-12
空间光学遥感器偏流机构控制单元的闭环实时模拟检测
于平
2009, 17(11): 2800-2805.

摘要：摘要：为了实时地检测空间偏流机构驱动单元的功能、性能和可靠性，提出了一种应用FPGA并行闭环实时高速检测驱动单元的方法。结合计算机技术，设计了偏流驱动单元的检测系统。该系统应用高速AD电路将驱动信号采入FPGA中进行分析，获取控制脉冲，同时模拟编码器信息反馈给驱动单元，并将控制脉冲和模拟编码器信息传送给计算机进行检测。对控制脉冲频率为1.2kHz、编码器最小反馈间隔10ms和反馈偏差在±1码值之内的偏流驱动系统进行实际检测，结果表明：可实时准确地监视空间相机偏流驱动单元的工作状态，检测出各种驱动错误，完全适用于空间相机偏流驱动单元的闭环实时检测需要
关键词：偏流角闭环检测实时模拟

38

|

5

|

1

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747065 false

发布时间：2020-08-12
机载激光雷达系统标定方法
章大勇,吴文启,吴美平
2009, 17(11): 2806-2813.

摘要：机载激光雷达系统投入测量工作前首先要标定激光雷达与导航系统的安装偏差参数。首先利用激光雷达反射强度信息确定和检测控制区，接着通过控制区平均获取对应的控制点，并根据控制点量测构造包含偏差参数和导航参数信息的激光矢量量测方程，然后利用广义最小二乘法对噪声进行白化操作，最后进最小方差准则下的内方位参数估计。实验结果表明，算法能够有效抑制导航系统误差造成的系统矩阵不精确，在量测噪声放大和放宽小角度假设条件下的偏差参数估计优于传统方法。满足机载激光雷达系统标定对精度和鲁棒性的要求。
关键词：机载激光雷达;内方位参数标定;广义最小二乘估计;控制区

50

|

12

|

11

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746431 false

发布时间：2020-08-12
超声电机驱动的旋转变倍机构
张春林
2009, 17(11): 2814-2819.

摘要：变焦功能是光学系统中常用的一种功能，完成变焦功能的载体一般被称为变倍机构。传统的沿光轴切向移入移出变倍镜组式与沿光轴同向移动变倍镜组式变倍机构存在：占空间大、机构复杂、变倍时间长、断电不能自锁等缺点。为了弥补传统的变倍机构的不足，本文研究开发了一种新型超声电机驱动的旋转变倍机构，并利用该变倍机构进行了试验并验证这种机构的有效性；这种机构还可以同时实现数组焦距的切换。实验结果证明：新变倍机构可以实现最大转角误差0.432′, 当相机像元大小为30μm，光学系统焦距为300mm时，最大转角误差时光线在成像面上的偏移量小于0.034 mm ，远小于一个像元相当的长度。
关键词：变倍机构;旋转;超声电机;光学

38

|

7

|

3

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747057 false

发布时间：2020-08-12
高体份SiC/Al复合材料在无人机载光电稳定平台中的应用
程志峰,张葆,崔岩,刘家燕,洪永丰,刘小涵
2009, 17(11): 2820-2827.

30

|

6

|

9

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746420 false

发布时间：2020-08-12
应用Hopfield神经网络和小波域隐Markov树模型的图像复原
娄帅,丁振良,袁峰,李晶
2009, 17(11): 2828-2834.

摘要：为了解决传统的Hopfield神经网络图像复原算法对噪声抑制和图像细节保护不能很好兼顾的问题，提出了一种基于改进的连续Hopfield神经网络和小波域隐Markov树(HMT)模型的复原算法。将小波域HMT模型作为图像小波系数统计关系的先验知识，并以正则化项的形式引入到神经网络模型中，最终利用Hopfield神经网络的能量收敛特性完成图像复原。同时，提出了一种高度并行的网络权值矩阵计算方法，通过对模板图像进行算子操作，分批求取网络权值，避免了大型矩阵的乘法运算。实验结果表明，无论是对真实图像还是人工生成图像，算法复原结果的视觉效果均有明显改善，提高信噪比(ISNR)较传统同类算法增加0.3dB以上，达到了同时抑制噪声和保护图像细节的目的。
关键词：图像复原;Hopfield神经网络;小波域隐Markov树模型;权值矩阵

38

|

6

|

5

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747046 false

发布时间：2020-08-12
协方差矩阵在目标二维姿态测量中的应用
纪华,王大伟,赵建,韩广良,王延杰
2009, 17(11): 2835-2841.

摘要：针对现有姿态测量方法计算量大的问题，本文提出了一种新的基于协方差矩阵的目标二维姿态测量方法。首先，将图像二值化，提取出目标的重心坐标；其次，计算出目标所在区域的协方差矩阵；最后，得到由协方差矩阵定义的椭圆区域，并求出椭圆的两个轴的大小和方向。两幅图像中目标区域所确定的椭圆长(短)轴的比值即为缩放比例，长(短)轴方向的差值即为旋转角度。仿真实验证明：该方法可以快速准确地计算出目标的旋转角度和缩放比例，旋转角度可以精确到以内，缩放比例可以精确到以内，计算时间仅为对数极坐标的1/16。
关键词：协方差矩阵;姿态测量;椭圆

41

|

8

|

0

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746409 false

发布时间：2020-08-12
工业CT图像圆精确测量
刘丰林,乔桂锋,邹斌
2009, 17(11): 2842-2848.

摘要：圆形结构特征大量存在于工业CT图像中，有效地检测出圆并获得其参数，在图像测量及逆向工程应用中具有重要的意义。利用基于Facet模型的亚像素边缘检测算法检测图像边缘，利用计算圆存在的概率大小识别边缘图像中的圆，实现工业CT图像中圆的检测和参数测量。研究圆存在概率算法特点，通过构造专用链表数据结构存储计算数据、限制计算时圆心选取范围的方法，改进圆存在概率计算效率低、占用内存大的缺点。使用空间分辨力为2.0lp/mm的电子直线加速器工业CT系统，扫描重建出包含10个圆的800*800像素工业CT图像，首先对图像进行基于Facet模型的亚像素边缘检测，然后进行基于存在概率的圆检测和测量。试验结果表明，改进的圆存在概率算法计算效率明显提高，图像中圆参数测量精度优于0.5%。
关键词：Facet模型;逆向工程;存在概率;计算机层析成像;图像测量

54

|

7

|

4

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747035 false

发布时间：2020-08-12
含噪声模糊图像的点扩展函数参数辨识
许元男,赵远,刘丽萍,孙秀冬
2009, 17(11): 2849-2856.

摘要：针对运动模糊和散焦模糊，提出了一种基于双谱的对含有噪声的模糊图像点扩展函数参数辨识的方法。首先计算出一幅标准测试图像经模糊后的双谱，之后通过曲线拟合出双谱中的统计特性与模糊尺度之间的函数关系，由此训练出的BP神经网络可以完成对其它含有噪声的模糊图像的点扩展函数的参数辨识。实验结果表明，本方法适用于含有噪声的一定模糊参数范围内的散焦模糊和运动模糊图像，在信噪比为25dB的情况下，辨别出模糊尺度的偏差不超过0.5个像素。
关键词：点扩展函数;有噪图像;双谱;曲线拟合;BP神经网络

42

|

6

|

2

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747023 false

发布时间：2020-08-12
应用小波域三维Context模型的视频图像去噪
卢刚,闫敬文
2009, 17(11): 2857-2863.

摘要：提出了一种基于三维小波变换和分块Context模型的视频去噪新方法（3DWTBCM）。视频图像序列的各帧之间具有较强的相关性，在三维小波变换域内去噪可以很好地将这种相关性加以利用。根据视频图像三维小波分解域内系数和噪声分布的特征，利用小波系数具有局部相关性对小波系数进行分块，将系数分解成各个局部区域。再将Context模型用于局部块中，按照能量分布将块内的小波系数分成多个子块。对各部分进行能量估计和多阈值估计，获得去噪声最佳阈值，有效地消除噪声。实验结果表明，3DWTBCM的噪声抑制效果明显优于各种2D去噪声方法，和常用的3D去噪声方法，PSNR平均提高1.5dB以上。从视觉效果来看，本文算法在去除噪声的同时，能较好的保留运动图像细节，运动物体显得比较平滑，不存在传统算法中的拖影、闪烁等现象。
关键词：视频去噪;3D小波变换;分块;3D Context模型

45

|

6

|

1

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747014 false

发布时间：2020-08-12
最佳递归双向预测的高光谱图像无损压缩
孙蕾
2009, 17(11): 2864-2870.

摘要：提出一种基于最佳递归双向预测的高光谱图像无损压缩算法。首先根据高光谱图像各波段的谱间相关系数，选择相应的压缩方式。谱间相关系数小于0.9的波段使用bzip2模式进行压缩。谱间相关系数大于0.9的波段，对参考波段进行单波段最佳前向预测，非参考波段采用最佳递归双向预测，并对预测残差采用JPEG-LS模式压缩。对AVIRIS高光谱图像进行压缩，实验结果表明该算法的平均压缩比达到3.217倍，优于其他无损压缩算法0.09-1.374倍。
关键词：高光谱图像;无损压缩;双向预测

59

|

6

|

4

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1746402 false

发布时间：2020-08-12
基于静态小波变换的变透明度法融合GFP荧光与相衬图像
李添捷,汪源源
2009, 17(11): 2871-2879.

摘要：绿色荧光蛋白荧光图像与相衬图像的融合对蛋白质功能的研究和亚细胞结构的定位有重要价值。针对成功用于遥感图像融合的ARSIS概念下多尺度融合算法融合荧光图像与相衬图像时易产生伪像的缺点，提出变透明度的概念，根据直观视觉效果设计一组函数，为融合图像的每一像素分配尺度透明度，并基于静态小波变换的分解结果对源图像进行融合。先通过30组图像的融合实验，估计出所设计函数的相应参数，然后用于对另外117组图像的融合测试，分别计算融合结果的荧光区和非荧光区与荧光图像、相衬图像的质量指数Q和高频相关系数HPCC这两个表征融合效果的特征参数。结果表明，相比常用的融合算法--透明度法、棋盘格法和静态小波替换法，本方法在保持交互可变透明度的同时，提高了融合结果细节的清晰程度，降低了荧光图像背景对融合结果的影响。
关键词：图像融合;透明度;ARSIS概念;相衬图像;GFP荧光图像

27

|

5

|

1

<HTML>
<网络PDF><Meta-XML>

<引用本文> <批量引用> 1747004 false

发布时间：2020-08-12

加载中...

⁰