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测绘相机的温度适应性

光学精密工程 2012年第6期20卷 1175-1181页

作者：韩旭马军黎明付跃刚王加科长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 航天东方红卫星有限公司机热工程部北京100080

分析了温度对三线阵测绘相机传递函数和交会角的影响,通过热光学计算确定了测绘相机的热控指标。首先,在设定测绘相机热载荷状态的基础上,用有限元方法分析了温度场及热弹性变形;利用Zernike多项式进行波面拟合,代入光学软件考察温度对... 详细信息

分析了温度对三线阵测绘相机传递函数和交会角的影响,通过热光学计算确定了测绘相机的热控指标。首先,在设定测绘相机热载荷状态的基础上,用有限元方法分析了温度场及热弹性变形;利用Zernike多项式进行波面拟合,代入光学软件考察温度对光学系统传递函数的影响,得到测绘相机光学传递函数在假定温度场作用下的下降系数。然后,进行了测绘基座的热尺寸稳定性分析,并在此基础上考察了温度对测绘相机交会角的影响。实验显示,上述分析避免了热控设计的过设计或设计不足,为制定合理的热控设计指标提供了数据依据。

关键词：三线阵测绘相机传递函数交会角热控指标

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偏振光谱识别光学系统的复原方法与设计

红外与激光工程 2019年第5期48卷 258-265页

作者：穆竺王加科吴从均颜昌翔刘智颖长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为准确方便获取4个波长相关的斯托克斯参量,可采用强度调制型偏振光谱成像技术,从偏振光谱强度调制理论与傅里叶变换解调方法入手分析推导计算了偏振光谱信息的复原过程,据此得到了系统的基本结构。以模块化设计的思路分别设计了光谱部... 详细信息

为准确方便获取4个波长相关的斯托克斯参量,可采用强度调制型偏振光谱成像技术,从偏振光谱强度调制理论与傅里叶变换解调方法入手分析推导计算了偏振光谱信息的复原过程,据此得到了系统的基本结构。以模块化设计的思路分别设计了光谱部分光学系统的前置望远物镜及Offner分光系统,设计结果实现了在400～1 000 nm谱段光谱分辨率1.24 nm,并结合光谱系统参数匹配设计完成了前端偏振光谱调制模块,给出了一套完整的设计实例。最后通过实验验证了偏振光谱调制模块设计的合理性与傅里叶变换解调方法的可行性,为偏振光谱信息复原奠定了基础。

关键词：光学设计偏振光谱复原强度调制光谱系统傅里叶变换

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激光除冰光学系统的设计与参数分析

光子学报 2018年第8期47卷 141-147页

作者：刘智颖穆竺王加科常征刘金长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室长春130022 湖北三江航天红阳机电有限公司湖北孝感432000

基于实际激光除冰过程对光斑尺寸与作用距离的需求,根据激光器功率与抗激光损伤阈值的工艺参数,确定激光除冰光学系统的纵向长度与横向尺寸,据此设计了作用距离为100~500m且光斑尺寸为200~600mm可调的抗高功率损伤光学系统.针对激光作... 详细信息

基于实际激光除冰过程对光斑尺寸与作用距离的需求,根据激光器功率与抗激光损伤阈值的工艺参数,确定激光除冰光学系统的纵向长度与横向尺寸,据此设计了作用距离为100~500m且光斑尺寸为200~600mm可调的抗高功率损伤光学系统.针对激光作用距离、光斑尺寸与调焦距离的关系曲线进行了理论计算与模拟仿真,仿真结果表明系统可实现所需的作用距离与光斑,并经实际样机实验得以验证.

关键词：光学设计激光除冰参数计算作用距离光斑尺寸

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高能激光精确指向监视系统设计及装调

光子学报 2016年第4期45卷 157-162页

作者：王加科于霁晨高天元贺文俊长春理工大学光电工程学院长春130022

为实现高能激光的有效发射,设计了一种高能激光精确指向监视系统.该系统通过调整主、次镜的相对位置来进行调焦,同时能够在100-1000m范围内对自然目标清晰成像.利用ZEMAX软件对光学系统进行设计优化,运用ZYGO干涉仪和大口径平行光管进... 详细信息

为实现高能激光的有效发射,设计了一种高能激光精确指向监视系统.该系统通过调整主、次镜的相对位置来进行调焦,同时能够在100-1000m范围内对自然目标清晰成像.利用ZEMAX软件对光学系统进行设计优化,运用ZYGO干涉仪和大口径平行光管进行辅助装调,使成像系统成像角分辨率达到3.38μrad〈5μrad,光学系统同轴度达到4.75″≤5″,满足设计指标要求.该系统能够捕获、识别、跟踪目标,从而引导高能激光进行精确打击.

关键词：高能激光共口径系统平行光管辅助装调误差分析

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余弦变换与拉普拉斯算子结合的聚焦评价方法

激光与光电子学进展 2021年第24期58卷 182-192页

作者：王秀峰孙小伟王加科高旭杨航长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

聚焦评价是根据离焦序列图像搜索并获得最优像点位置的数值分析方法,其分辨力直接决定三维聚焦形貌恢复技术的重建精度。以空域拉普拉斯算子与频域离散余弦变换为基础,提出一种联合二者聚焦评价结果的高分辨力聚焦评价方法。首先,使用... 详细信息

聚焦评价是根据离焦序列图像搜索并获得最优像点位置的数值分析方法,其分辨力直接决定三维聚焦形貌恢复技术的重建精度。以空域拉普拉斯算子与频域离散余弦变换为基础,提出一种联合二者聚焦评价结果的高分辨力聚焦评价方法。首先,使用离散余弦变换算子对图像进行聚焦评价,将拉普拉斯算子聚焦评价值对称变换的结果作为权重因子;然后,使用权重因子对离散余弦变换评价值进行修正,以增强对图像聚焦特征的响应,抑制对图像离焦特征的响应;再次,通过分析离焦光学系统,采用计算离焦点扩展函数的方法生成离焦序列图像,仿真验证了该方法的有效性;最后,使用不同成像镜头及成像目标,搭建了不同离焦场景的实验平台,利用所提聚焦方法及传统的5种典型方法对采集到的离焦序列图像进行了聚焦对比分析。结果表明:所提聚焦评价方法在小离焦和大离焦图像中均能表现出优良的评价结果,且峰值灵敏度和陡峭度均明显得到提高。所提方法具有更优的聚焦评价分辨力及响应灵敏度,可有效提高三维聚焦形貌恢复精度。

关键词：图像处理聚焦评价余弦变换拉普拉斯变换点扩展函数

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双光楔微扫描哈特曼-夏克波前探测技术

红外与激光工程 2015年第9期44卷 2813-2818页

作者：马辰昊付跃刚贺文俊王加科董亭亭长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

传统哈特曼-夏克传感器主要受微透镜尺寸与微透镜数量的限制,对待测波前采样不足,影响对波前的探测精度。通过对哈特曼-夏克传感器波前重构原理和双光楔微扫描原理进行分析讨论,提出了一种在哈特曼-夏克传感器之前加入双光楔微扫描结构... 详细信息

传统哈特曼-夏克传感器主要受微透镜尺寸与微透镜数量的限制,对待测波前采样不足,影响对波前的探测精度。通过对哈特曼-夏克传感器波前重构原理和双光楔微扫描原理进行分析讨论,提出了一种在哈特曼-夏克传感器之前加入双光楔微扫描结构的检测方法,弥补了传统哈特曼-夏克传感器对待测波前采样不足的缺点。利用Zemax和Lighttools软件模拟了加入双光楔微扫描结构哈特曼-夏克传感器的光斑分布情况。微扫描图像重建算法与波前重构算法结合给出原理性验证,对所模拟后大像差光学系统波前复原精度提高了53.53%,该方法可以有效提高哈特曼-夏克传感器对波前探测的精度。

关键词：哈特曼-夏克传感器微扫描波前重构检测精度

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圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测

红外与激光工程 2013年第7期42卷 1783-1787页

作者：贺文俊付跃刚余锟王加科欧阳名钊长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 上海航天控制技术研究所上海200233

介绍了圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测的方法和基本原理,探讨了测试系统的调校方法,并针对系统装调和测试过程中成像不理想的问题,利用FRED软件进行了杂散光分析。通过分析发现,红外平行光管上的星孔基片上的高反金属膜产生的杂散... 详细信息

介绍了圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测的方法和基本原理,探讨了测试系统的调校方法,并针对系统装调和测试过程中成像不理想的问题,利用FRED软件进行了杂散光分析。通过分析发现,红外平行光管上的星孔基片上的高反金属膜产生的杂散光是造成弥散斑不清晰的主要原因,通过紧贴星孔外表面安装一个同心云母片抑制了该杂散光。此外,若圆锥扫描中波红外光学系统的校正镜镀膜透过率不够高,则会在红外探测器焦平面的4个角上产生规则形状的杂散光,可以在图像处理时通过软件程序算法来剔除其影响。最后进行了精度测试,测试结果表明:所研制的圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测系统满足各项精度指标要求。

关键词：圆锥扫描红外光学杂散光分析精度测试

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基于双目立体视觉的高压绝缘子在线检测系统

应用光学 2018年第4期39卷 528-535页

作者：贺文俊王加科付跃刚莫时骏长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

针对国家电网系统在防污闪工作中,无法在线测量电气设备爬电距离的现状,基于双目立体视觉研制了一种高压绝缘子爬电距离的带电检测系统。提出了利用圆锥面离轴反射镜产生线结构光的方法。利用窄带滤光片增强了线结构光在图像中的对比度... 详细信息

针对国家电网系统在防污闪工作中,无法在线测量电气设备爬电距离的现状,基于双目立体视觉研制了一种高压绝缘子爬电距离的带电检测系统。提出了利用圆锥面离轴反射镜产生线结构光的方法。利用窄带滤光片增强了线结构光在图像中的对比度,并结合最大类间方差法和灰度重心法对图像进行自适应阈值分割,实现了特征点的自动提取,解决了强太阳光和复杂背景对特征点提取的干扰问题。通过系统标定后,对高压绝缘子样品的爬电距离进行了精度测试,实验结果表明最大相对误差为1.45%,平均相对误差为0.69%,已成功应用于110kV变电站中各种绝缘子爬电距离的在线带电测量。

关键词：光学仪器双目立体视觉高压绝缘子在线检测

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采用小波SAR算法的船舶监测系统设计

舰船科学技术 2017年第1X期39卷 177-179页

作者：王海昕张云峰王加科李晓冰长春理工大学吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130000

根据小波变换和Teagar算子的优良特性,设计出一种基于SAR图像的船舶检测算法,并且基于该算法设计出了一套监测系统。该系统能够准确、高品质的实时对船舶进行跟踪监控。此监控系统的核心是这一套新的算法,该算法对SAR图像进行小波变换,... 详细信息

根据小波变换和Teagar算子的优良特性,设计出一种基于SAR图像的船舶检测算法,并且基于该算法设计出了一套监测系统。该系统能够准确、高品质的实时对船舶进行跟踪监控。此监控系统的核心是这一套新的算法,该算法对SAR图像进行小波变换,然后针对小波变换的低频分量采用Teagar算子进行增强和去噪处理,再将低频分量和高频分量利用逆小波变换获得高品质的SAR图像。并通过实验验证本系统的适用性和优越性。

关键词：小波变换 Teagar算子 SAR图像船舶监测