矢量光场调控专题导读

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作者 杨原牧 张诚 陈潋微 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-4,共4页

矢量光场,即具有可任意设计的波前和偏振态分布的光场,因其具有复用维度高、紧聚焦能力强、光场操控自由度大、手性筛选等特点,相较于均匀标量场具有更大的调控自由度和更广阔的应用前景,而引起了国内外科学家的广泛关注。如今,微纳光... 矢量光场,即具有可任意设计的波前和偏振态分布的光场,因其具有复用维度高、紧聚焦能力强、光场操控自由度大、手性筛选等特点,相较于均匀标量场具有更大的调控自由度和更广阔的应用前景,而引起了国内外科学家的广泛关注。如今,微纳光学的快速发展更为拓宽矢量光场调控的自由度、维度、尺度等方面提供全新契机。《光电工程》于2024年组织的“矢量光场调控”专题共收到10篇来稿,包括7篇综述和3篇原创论文,旨在展现近年来矢量光场调控的国内外重要研究进展和成果,让读者对矢量光场的研究现状、趋势和应用前景有更深刻的认识,也能为相关领域研究人员提供有益的帮助。 展开更多

关键词 矢量光场 光场调控 专题

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面向空间引力波探测的激光精密指向机构关键性能测试(特邀)

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作者 李阳 刘彩云 +7 位作者 傅昌康 张鸿铭 郭弘扬 赵梦阳 高瑞弘 王强 贺东 黄永梅 《光子学报》 北大核心 2025年第2期3-14,共12页

针对超前指向机构的测试需求,采用外差干涉光学系统和差分波前传感技术,以实现角度和距离的高精度一体式测量,并且对系统中的四种主要噪声源进行了分析。实验结果表明在10 mHz~1 Hz的频段内,所研制的超前指向机构指向控制噪声优于10 nra... 针对超前指向机构的测试需求,采用外差干涉光学系统和差分波前传感技术,以实现角度和距离的高精度一体式测量,并且对系统中的四种主要噪声源进行了分析。实验结果表明在10 mHz~1 Hz的频段内,所研制的超前指向机构指向控制噪声优于10 nrad/Hz^(1/2);在20 mHz~1 Hz的频段内,寄生位移噪声优于10 pm/Hz^(1/2)。验证了超前指向机构的性能指标,为推进空间引力波探测的相关技术发展提供了一定的参考依据。 展开更多

关键词 引力波探测 超前指向机构 差分波前传感 寄生位移 精密指向 低频噪声

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一种评价磁流变抛光工艺误差抑制能力的方法

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作者 高博 范斌 +2 位作者 王佳 吴湘 辛强 《激光技术》 北大核心 2025年第1期135-143,共9页

为了分析磁流变加工过程中去除函数对加工精度的影响以及去除函数的抗中频误差性能,采用平滑谱方法对加工中误差抑制能力进行了评估。通过非球面光学元件对平滑谱方法及传统功率谱方法进行了理论分析、仿真实验及实验验证,采用平滑谱方... 为了分析磁流变加工过程中去除函数对加工精度的影响以及去除函数的抗中频误差性能,采用平滑谱方法对加工中误差抑制能力进行了评估。通过非球面光学元件对平滑谱方法及传统功率谱方法进行了理论分析、仿真实验及实验验证,采用平滑谱方法及传统功率谱方法分析了去除函数对非球面光学元件的面形误差和中频误差的抑制能力。结果表明,平滑谱方法对加工中误差抑制能力即去除函数可修正的面形误差值为0.22 mm-1;平滑谱函数可直观地判断去除函数对面形误差和中频误差的抑制能力,并可明确地定量化判断中频误差的变化规律。此方法为磁流变加工中误差抑制能力的评估问题提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 光学制造 误差评价 平滑谱曲线 中频误差

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大口径光学镜面的扇形射流自动清洗技术

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作者 何其佳 彭起 +2 位作者 侯智芸 江川 王培成 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第12期79-86,共8页

针对目前大口径镜面无与之匹配的自动清洗设备的问题,提出了一种扇形射流自动清洗技术,对扇型喷嘴的结构、布置形式和清洗力进行了研究,喷射角度在25°~125°范围内可控,提出气液混合清洗方式,结合自动化设备,在保护镜面不受损... 针对目前大口径镜面无与之匹配的自动清洗设备的问题,提出了一种扇形射流自动清洗技术,对扇型喷嘴的结构、布置形式和清洗力进行了研究,喷射角度在25°~125°范围内可控,提出气液混合清洗方式,结合自动化设备,在保护镜面不受损伤的前提下,设计了一套针对大口径光学镜面的自动清洗装置,可以在1 min内完成镜面清洗。通过Zeta仪对清洗后的镜面形貌进行观测,剩余杂质颗粒直径<10μm,无凹坑、划痕等缺陷。清洗装置自动化程度高,清洁速度快,清洁效果满足加工及镀膜要求,不会损伤镜面。研究为大口径光学镜面的自动化清洗提供了一种思路。 展开更多

关键词 大口径光学镜面清洗 自动清洗 扇形射流 喷嘴布置

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大量程高线性光谱共焦位移测量系统

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作者 肖康 陈小君 吴永前 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第6期33-38,共6页

兼具高精度、高稳定性并能实现非接触测量的光谱共焦位移测量系统在工业、医疗、科研等许多领域得到了广泛应用。目前制约光谱共焦位移测量系统应用发展的因素是大量程和高线性度。讨论了光谱共焦位移测量系统中色散物镜实现线性轴向色... 兼具高精度、高稳定性并能实现非接触测量的光谱共焦位移测量系统在工业、医疗、科研等许多领域得到了广泛应用。目前制约光谱共焦位移测量系统应用发展的因素是大量程和高线性度。讨论了光谱共焦位移测量系统中色散物镜实现线性轴向色散的条件,设计了一种高线性色散和大色散范围的色散物镜,指定了适合的公差范围,加工装配了一组色散物镜,搭建了光谱共焦位移测量系统,采用双频激光干涉仪进行了位移标定,并对标准量块进行了厚度测量。结果表明,该系统工作波段为450 nm~650 nm,实际位移范围为10 200μm,线性拟合判定系数R^(2)达到0.993 7,实际测量最大误差仅为3μm,证明该光谱共焦位移测量系统同时具备大量程、高线性度和高测量精度的特点。 展开更多

关键词 光谱共焦 色散物镜 位移测量 非接触 光学设计

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基于Zynq的光电跟踪系统在线辨识方法设计 被引量：1

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作者 史添元 张兵 +2 位作者 邓久强 毛耀 王继红 《电子测量技术》 北大核心 2024年第8期21-29,共9页

本文提出一种基于Zynq平台的光电跟踪系统在线辨识方法,解决了传统辨识方法繁琐低效的问题。通过设计A/D与D/A模块的数据采集与驱动程序,实现了实时采集与控制,并在Zynq上运行VxWorks操作系统。利用FFT技术实现了频率特性在线测量,并采... 本文提出一种基于Zynq平台的光电跟踪系统在线辨识方法,解决了传统辨识方法繁琐低效的问题。通过设计A/D与D/A模块的数据采集与驱动程序,实现了实时采集与控制,并在Zynq上运行VxWorks操作系统。利用FFT技术实现了频率特性在线测量,并采用带自然选择的混合改进的量子行为粒子群优化算法进行系统辨识。实验结果表明,该方法具有高精度的频率特性测量和准确的系统辨识能力,为光电跟踪系统提供了有效的实时控制与优化手段。 展开更多

关键词 Zynq 在线频率特性测量 系统辨识 粒子群优化

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用于超构表面衍射光帆光力测量的扭秤设计 被引量：1

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作者 龚攀 杜安斌 +4 位作者 张飞 蒲明博 唐拓疆 李兰婷 罗先刚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期145-153,共9页

基于超构表面技术的衍射光帆在矢量光场的作用下,其最大加速度、自稳定推进力和姿态可控性可以得到提高。在真空环境中,精确测量衍射光帆在矢量光场作用下产生的光力对建立完整的空间动力学模型至关重要。基于扭秤弱力测量技术,本文分... 基于超构表面技术的衍射光帆在矢量光场的作用下,其最大加速度、自稳定推进力和姿态可控性可以得到提高。在真空环境中,精确测量衍射光帆在矢量光场作用下产生的光力对建立完整的空间动力学模型至关重要。基于扭秤弱力测量技术,本文分别设计了面向形状规则与不规则的衍射光帆的光力测量扭秤。对于形状规则的光帆,可通过严格控制扭秤的尺寸及各部件相对位置误差等方法提高测量精度,该扭秤理论测量误差为0.55‰。形状不规则光帆样品的转动惯量及误差难以精确计算,通过在扭秤上增加可随时取放的标准球,标准球的转动惯量可以通过其几何尺寸及位置严格计算,测量扭秤在有无标准球的状态下的周期即可以给出其受到的光力大小。本研究提升了光力测量实验的效率和灵活性,为光帆推进、空间碎片轨道操控等应用提供数据支撑。 展开更多

关键词 光压力 衍射光帆 弱力测量 扭秤 超构表面

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光电跟踪系统非均匀受力摩擦补偿研究

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作者 吕南方 夏运霞 +4 位作者 张兵 包启亮 夏华阳 马荣崎 蒋晶 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期455-462,共8页

为了解决光电跟踪系统中摩擦扰动问题、进一步提高视轴稳定精度,采用了LuGre模型和终端滑模观测器(TSMO)融合的补偿方法(LuGre-TSMO),即在LuGre模型的基础上设计一种基于新型趋近率的终端滑模观测器,实现对系统摩擦的2次补偿。结果表明... 为了解决光电跟踪系统中摩擦扰动问题、进一步提高视轴稳定精度,采用了LuGre模型和终端滑模观测器(TSMO)融合的补偿方法(LuGre-TSMO),即在LuGre模型的基础上设计一种基于新型趋近率的终端滑模观测器,实现对系统摩擦的2次补偿。结果表明,相比于未补偿情况,LuGre-TSMO方法的速度跟踪均方根误差平均下降了65.38%,有效提高了实验平台视轴稳定精度;相比于LuGre模型方法和终端滑模观测器方法,LuGre-TSMO方法摩擦补偿效果最好。该方法在光电跟踪系统中是可行且有效的。 展开更多

关键词 激光技术 光电跟踪系统 摩擦补偿 LuGre摩擦模型 终端滑模观测器

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双自由曲面光束整形系统的虚拟面迭代设计法

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作者 朱泉锦 马浩统 +3 位作者 陈炳旭 邢英琪 林俊杰 谭毅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期176-186,共11页

双自由曲面光束整形系统可在不改变光束相位分布的情况下实现光束空间光强分布的按需调控,然而其需要设置虚拟平面来进行双自由曲面面形的求解。研究发现,传统单一虚拟面法在应用于结构紧凑和扩束倍率较大的系统时,存在设计不精准、整... 双自由曲面光束整形系统可在不改变光束相位分布的情况下实现光束空间光强分布的按需调控,然而其需要设置虚拟平面来进行双自由曲面面形的求解。研究发现,传统单一虚拟面法在应用于结构紧凑和扩束倍率较大的系统时,存在设计不精准、整形效果差等缺陷,为此,提出了一种基于虚拟面迭代策略的双自由曲面光束整形系统设计方法。基于不同参数的同轴透射式和离轴反射式光束整形系统的数值仿真研究结果,表明该方法可有效规避传统虚拟面法的局限性。以将束腰半径为5 mm的高斯光束整形为半径30 mm的准直平顶光束的透射式双自由曲面光束整形系统为例,虚拟面迭代法所设计的光束整形系统将光强分布均匀性和能量利用率相对于单一虚拟面法而言分别提升了2.93%和8.93%。 展开更多

关键词 高斯光束整形 虚拟面迭代法 自由曲面 不重合度 辐照度均匀度 能量利用率

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激光自适应光学系统可靠性改进效果评估

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作者 贾启旺 李新阳 +4 位作者 罗曦 甘永东 马瑞浩 梅月 斯那卓玛 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期24-33,共10页

随着自适应光学技术在激光领域的发展,工程上以经典自适应光学(AO)系统为基础,增加了多种基于软件监测和硬件保护的改进措施以保证激光AO系统稳定连续出光。面对结构复杂度提升带来的可靠性挑战,如何构建系统失效模型对激光AO系统可靠... 随着自适应光学技术在激光领域的发展,工程上以经典自适应光学(AO)系统为基础,增加了多种基于软件监测和硬件保护的改进措施以保证激光AO系统稳定连续出光。面对结构复杂度提升带来的可靠性挑战,如何构建系统失效模型对激光AO系统可靠性进行评估,成为影响激光AO系统发展的重要一环。本文以激光光稳净化AO系统为例,提出使用动态故障树方法对激光AO系统可靠性进行评估,根据设备间动态关系建立动态故障树(DFT),结合厂家信息、疲劳寿命试验与历史数据估计得到底事件失效率,使用二元决策图和马尔可夫模型求解得到DFT的可靠性参数。使用DFT分析增加改进措施的AO系统可靠运行时间,结果相对于基本故障树获得了十倍以上的提高。实际系统调试期间,在预计的可靠运行时间内未发生自因故障,与DFT估计结果一致。验证了应用DFT方法评估增加改进措施后的激光AO系统可靠性更准确。 展开更多

关键词 自适应光学 动态故障树 可靠性评估 马尔可夫模型

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量子磁力仪技术研究与应用

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作者 汪孟珂 白萱瑶 +3 位作者 龙云 朱上果 蒲明博 罗先刚 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第12期1-12,44,共13页

量子磁力仪是一种利用量子效应进行高精度磁场测量的仪器。随着量子技术的进步和应用需求的增长,量子磁力仪在航空航天、地球科学、地质勘探、生物医疗和前沿探索等多个研究领域的重要性日益凸显。该文详细介绍量子磁力仪特别是基于热... 量子磁力仪是一种利用量子效应进行高精度磁场测量的仪器。随着量子技术的进步和应用需求的增长,量子磁力仪在航空航天、地球科学、地质勘探、生物医疗和前沿探索等多个研究领域的重要性日益凸显。该文详细介绍量子磁力仪特别是基于热原子系综的原子磁力仪的工作原理、性能及前沿应用。为梳理各类磁力仪的性能特点,首先,从测量的物理过程出发对量子磁力仪分类介绍,简述各类型磁力仪的基本原理与特点;然后,归纳关键技术指标和性能提升方法;最后,对量子磁力仪的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 量子磁力仪 光泵浦 拉莫尔进动

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高反镜表面颗粒物在连续激光辐照下的吸收特性

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作者 江文昌 史建亮 +1 位作者 杨欣欣 任戈 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第4期600-605,共6页

光学元件表面吸收损耗是衡量光学元件光学性能的重要指标,颗粒污染物附着通常会引起光学元件表面吸收损耗大幅增加。基于红外热像仪温升检测方法,研究了几种典型颗粒污染物对高反镜表面吸收损耗的影响,并根据颗粒污染物分布特点建立阶... 光学元件表面吸收损耗是衡量光学元件光学性能的重要指标,颗粒污染物附着通常会引起光学元件表面吸收损耗大幅增加。基于红外热像仪温升检测方法,研究了几种典型颗粒污染物对高反镜表面吸收损耗的影响,并根据颗粒污染物分布特点建立阶梯式分布吸收和离散分布吸收模型。考虑测温精度受红外热像仪空间分辨率的影响,提取单像素点内温升数据进行有限元分析,获取精度与单像素点相当的镀膜元件表面局部吸收损耗,结合显微镜下扫描结果进一步优化仿真模型,从而获得了薄膜元件表面颗粒污染物的吸收损耗。 展开更多

关键词 颗粒污染物 连续激光 红外热像仪 有限元 吸收损耗

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基于单传感器的三波段共口径光学系统设计

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作者 张坤 李京宸 +2 位作者 孙思 谌庆荣 杨帆 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期382-389,共8页

针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像... 针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上,并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后,针对双波段成像衍射极限不同的问题,提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法,并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后,设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm,工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。 展开更多

关键词 单传感器 透镜阵列 多波段成像系统 光学设计

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自适应门控低信噪比非视域成像

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作者 李敏 罗一涵 +3 位作者 †李泰霖 赵开元 谭毅 谢宗良 《物理学报》 北大核心 2025年第4期103-117,共15页

非视域成像技术是对视域外隐藏目标进行光学成像的新兴技术.由于历经多次漫反射,信号回波微弱,门控单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode,SPAD)在低信噪比环境中探测信号发挥了重要作用.然而,实际使用门控SPAD进行目标信号... 非视域成像技术是对视域外隐藏目标进行光学成像的新兴技术.由于历经多次漫反射,信号回波微弱,门控单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode,SPAD)在低信噪比环境中探测信号发挥了重要作用.然而,实际使用门控SPAD进行目标信号探测时,现有方法多需要借助先验信息进行门宽位置预设,无法完全避免非目标信号干扰和信号丢失,并且存在数据采集量大、耗时长等问题.针对上述问题,本文利用三角定位原理和少量特征点信息,提出一种自适应门控算法,该算法可自动识别回波信号并计算其宽度,无需额外先验信息或人工干预,降低数据采集量,提高处理效率等功能.同时,搭建了基于门控SPAD的共焦非视域成像系统,对提出的算法进行验证.此外,本文就门控SPAD对目标信号提升效果和目标成像质量进行了定量评估,并对比了主流的非视域图像重构算法成像质量.实验结果表明,自适应门控算法可以有效识别回波信号,实现门控参数的自动调节,并在减少数据采集量、提升处理效率的同时,提高目标成像质量. 展开更多

关键词 非视域成像 自适应门控 信噪比

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特征扰动频率辨识的自适应倾斜扰动抑制技术

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作者 吴红梅 王琛 +2 位作者 冯念 文利 唐涛 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期73-82,共10页

为了抑制倾斜校正系统中的时变扰动,提出了一种基于特征扰动频率辨识的自适应扰动抑制方法。采用最小均方误差准则对闭环系统误差进行特征扰动频率辨识,以实现自适应控制器参数的在线调整,且将辨识的滤波参数与控制器调整并行化设计。... 为了抑制倾斜校正系统中的时变扰动,提出了一种基于特征扰动频率辨识的自适应扰动抑制方法。采用最小均方误差准则对闭环系统误差进行特征扰动频率辨识,以实现自适应控制器参数的在线调整,且将辨识的滤波参数与控制器调整并行化设计。同时提出频率分割的方法,将低频扰动以及高频扰动的抑制相结合,进一步提高了特征频率辨识速度以及简化设计流程,实现对闭环带宽内的扰动自适应抑制。所提出的方法在倾斜校正装置中进行了闭环验证,实验结果表明该方法能快速辨识特征扰动并自适应调节控制器,可以在单频或多频时变扰动下提升系统的闭环性能。 展开更多

关键词 倾斜校正系统 频率分割 特征频率辨识 自适应扰动抑制

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星敏感器抗杂光的复合型背景估计星图处理算法

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作者 赵明程 杨世洪 +2 位作者 吕升林 金峥 赵汝进 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第4期627-632,共6页

星敏感器在太空作业时,易受到太阳光、月光和地气光等杂光的干扰,导致拍摄的星图灰度整体升高,背景均匀性较差,难以准确提取到星点坐标。针对上述问题并结合现有算法提出了一种复合型背景估计的杂光干扰下星图处理算法。首先,星点具有... 星敏感器在太空作业时,易受到太阳光、月光和地气光等杂光的干扰,导致拍摄的星图灰度整体升高,背景均匀性较差,难以准确提取到星点坐标。针对上述问题并结合现有算法提出了一种复合型背景估计的杂光干扰下星图处理算法。首先,星点具有经点扩散成像后尺寸为直径3×3至7×7的特征,设计相应的背景估计模板,最后为提高算法鲁棒性,提高局部信息的利用率,再设计一个像素估计模板,两个估计模板同时计算后处理数据实现阈值分割;最后进行星点质心计算。通过试验证明该方法可以较好地抵抗杂光干扰,提高杂光背景下星点提取的精度。 展开更多

关键词 星敏感器 星点提取 背景估计

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基于主动位移成像的图像超分辨率重建 被引量：2

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作者 张文雪 罗一涵 +2 位作者 刘雅卿 夏诗烨 赵开元 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期67-85,共19页

超分辨重建算法是一种将低分辨率图像恢复为高分辨率图像的算法,被广泛用于医学、遥感、军事安防以及人脸识别等领域。在黑夜、远场场景下构建数据集比较困难,基于深度学习的超分辨重建算法应用受到阻碍。而微扫描成像技术扫描模式固定... 超分辨重建算法是一种将低分辨率图像恢复为高分辨率图像的算法,被广泛用于医学、遥感、军事安防以及人脸识别等领域。在黑夜、远场场景下构建数据集比较困难,基于深度学习的超分辨重建算法应用受到阻碍。而微扫描成像技术扫描模式固定,对器件到位精度要求高。针对这两个问题,我们提出一种基于主动位移成像的图像超分辨率重建算法。具体地,在控制相机随机移动的同时记录采样时刻位移,通过解算、映射选图、精确匹配图像序列并获取多帧图像间的亚像素信息,然后对估计图像进行迭代和更新,最后重建获得高分辨率图像。实验结果表明,本算法在PSNR、SSIM和平均梯度三个指标上都优于最近提出的基于POCS的图像超分辨率重建算法MFPOCS,与基于CNN的方法ACNet相比具有竞争力。值得提出的是,本算法无需固定的扫描模式,降低了微扫描技术对器件实时到位精度的要求,同时,本算法可以保证重建初始帧的优良选取,有效规避了POCS算法的固有缺点。 展开更多

关键词 超分辨率重建 亚像素 图像处理 微扫描

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大行程位移台干涉测距系统的误差补偿

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作者 王雨萌 杨帆 +4 位作者 谌庆荣 余斯洋 张茜 孙思 严伟 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第2期286-294,共9页

双频激光干涉仪作为常用的精密光学非接触式测量设备,具有精度高、抗干扰能力强、灵活性好等优点。然而环境温度变化、机械振动等因素可能会影响其测量结果的准确性,并且影响程度会随着测量光程的增加而增大。针对基于双频激光干涉仪的... 双频激光干涉仪作为常用的精密光学非接触式测量设备,具有精度高、抗干扰能力强、灵活性好等优点。然而环境温度变化、机械振动等因素可能会影响其测量结果的准确性,并且影响程度会随着测量光程的增加而增大。针对基于双频激光干涉仪的大行程位移台测距系统,首先研究了位移台测距系统的测量原理,然后针对系统存在的各项误差进行了分析和补偿,最后,对系统进行综合误差补偿实验,短时间补偿量达到10-8 m量级,且时间越长补偿效果越好。该方法较现有的误差补偿方法更为完整,补偿量更大。 展开更多

关键词 激光干涉测量 误差补偿 仪器误差 安装误差 环境误差

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偏振微面双向反射分布函数建模与仿真研究

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作者 黄宝锐 彭勃 +1 位作者 任栖锋 廖胜 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期560-566,共7页

偏振双向反射分布函数(p-BRDF)可以描述物体表面反射光的空间偏振特性,在许多领域得到了应用。基于微面理论,由微面和物体表面的角度关系以及微面上的菲涅耳反射,对任意偏振状态入射光和反射光的电场振动矢量进行分解与合成,得到偏振反... 偏振双向反射分布函数(p-BRDF)可以描述物体表面反射光的空间偏振特性,在许多领域得到了应用。基于微面理论,由微面和物体表面的角度关系以及微面上的菲涅耳反射,对任意偏振状态入射光和反射光的电场振动矢量进行分解与合成,得到偏振反射率pjk,将其作为菲涅耳反射项代入Cook-Torrance BRDF模型中,建立偏振微面BRDF模型。在几何光学模型中引入偏振,模型简单且有明确的物理意义。利用粒子群优化算法,结合黄铜表面的面内BRDF实验数据拟合模型中的参数,参数选取的标准均方误差为0.2820~5.7049%,最佳校正决定系数为0.9957。结果表明,偏振微面BRDF模型用于描述偏振反射特性的准确性和可行性。 展开更多

关键词 光学测量 偏振双向反射分布函数 微面理论 偏振反射率 粒子群优化算法

原文传递

异形窗口快速立体匹配算法研究

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作者 杨兴梅 黄林海 +1 位作者 吴晓松 顾乃庭 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第9期158-163,共6页

针对传统的立体匹配算法需要为图像中的每个像素选择一个合适的支撑窗口,时间成本较大,并且窗口的形状和大小难以确定的问题,提出一种异形窗口的立体块匹配算法。该算法根据灰度相似性和空间邻近性选择匹配窗口,同时对目标图像中搜索窗... 针对传统的立体匹配算法需要为图像中的每个像素选择一个合适的支撑窗口,时间成本较大,并且窗口的形状和大小难以确定的问题,提出一种异形窗口的立体块匹配算法。该算法根据灰度相似性和空间邻近性选择匹配窗口,同时对目标图像中搜索窗口内的像素添加阈值范围的约束,减小深度不连续像素和遮挡像素对结果的影响。进行匹配计算,并将计算的视差作为窗口内所有像素的视差,减少逐像素计算视差。利用Middlebury官方数据集中的4组图像对算法的性能进行仿真评估。结果表明:所提算法在视差图精度基本一致的情况下,明显提高了计算速度。 展开更多

关键词 机器视觉 立体匹配 异形窗口 遮挡处理 视差填充

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