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基于光纹特征的激光主动照明图像去模糊

光学精密工程 2016年第5期24卷 1159-1167页

作者：王灿进石宁宁孙涛王锐中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 北京航天自动控制研究所宇航智能控制国家重点实验室北京100039

受光学系统离焦、大气扰动、平台振动的影响,激光主动照明系统捕获的图像容易被模糊,而传统的去模糊方法难以取得良好的复原效果,故本文提出基于光纹特征的盲解卷积复原方法来实现图像去模糊。首先将模糊图像降采样,建立尺度金字塔,在... 详细信息

受光学系统离焦、大气扰动、平台振动的影响,激光主动照明系统捕获的图像容易被模糊,而传统的去模糊方法难以取得良好的复原效果,故本文提出基于光纹特征的盲解卷积复原方法来实现图像去模糊。首先将模糊图像降采样,建立尺度金字塔,在尺度空间查找光纹特征图像块。随后基于激光主动照明图像饱和像素较多的特点,提出新的图像退化模型。最后针对模糊核估计、光纹参数更新、清晰图像复原3个步骤,提出适用的能量函数,迭代复原出无噪清晰图像。搭建了主动照明系统,在捕获的激光主动照明图像上进行了实验,并与现有方法进行了对比。结果表明:本文方法不仅能够复原出清晰图像,而且能有效抑制振铃效应,其客观评价指标峰值信噪比(PSNR)优于已有的其他算法。

关键词：激光主动照明图像去模糊光纹特征能量函数振铃效应

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激光主动照明光学系统设计

中国光学 2016年第3期9卷 342-348页

作者：刘韬胡玥董健申军立中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力，设计一套自动化激光主动照明光学系统，对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0．2～5 km 距离处的照明直径均为10 m，计算出其在－20℃及＋45℃的温度调焦量，照明仿真结果表明系统... 详细信息

为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力，设计一套自动化激光主动照明光学系统，对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0．2～5 km 距离处的照明直径均为10 m，计算出其在－20℃及＋45℃的温度调焦量，照明仿真结果表明系统照明不均匀性＜15％。通过研究系统像差对照明均匀性的影响，以及对设计的调光组进行分析，得到调光组移动量与照明距离之间的理论关系，表明自动调节调光组位置即可实现不同照明距离处的均匀照明。设计和分析结果表明，该主动照明系统能够自动调节调光组位置，实现跟踪测量视场内的均匀照明，有利于跟踪测量系统对于暗弱目标的探测。

关键词：激光主动照明自动化照度均匀

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激光主动照明系统仿真平台理论与实现

激光主动照明系统仿真平台理论与实现

作者：杜睿国防科学技术大学

学位级别：硕士

激光主动照明是利用采用近红外波段的多束激光对远距离暗目标进行照射的方式,能够为后续系统探测目标提供信标。由于激光能量集中,定向性好,且近红外波段激光隐蔽性好,因而该技术广泛应用于激光雷达、激光武器和自适应信标等多个领域。... 详细信息

激光主动照明是利用采用近红外波段的多束激光对远距离暗目标进行照射的方式,能够为后续系统探测目标提供信标。由于激光能量集中,定向性好,且近红外波段激光隐蔽性好,因而该技术广泛应用于激光雷达、激光武器和自适应信标等多个领域。由于照明激光在大气中传输,受到大气湍流等因素的影响,会产生波前畸变,影响到靶功率和靶上光斑均匀性;而远场光斑随湍流的时间变化会引起闪烁现象。由于大气传输试验受到大气特性和试验条件等因素的制约,可重复性低,难以进行探究性的试验研究,利用数值计算对激光主动照明试验进行仿真成为了研究激光照明特性的重要手段。本文从激光大气传输的数值模拟相关理论出发,研究激光照明物理过程的仿真模型,分析了几种主要算法的性能,并编制仿真程序与外场试验结果进行对照。本文的主要工作如下:1.针对激光大气传输数值计算,从大气湍流相位屏理论出发,研究了在仿真中生成相位屏的三种主要方法的理论依据,对其生成相位屏的效果进行对比。研究结果表明,在不考虑湍流的时间演化条件下,由分型法生成的相位屏最贴近Kolmogorov谱模型,且有着最小的计算时间复杂度;而当考虑相位屏随时间演化时,傅里叶谱叠加法最符合理论模型且运算速度最快。此外在对激光大气传输数值计算得到的波前相位进行分析时,会遇到相位包裹问题,针对这个问题提出了新的AOV网络规划法,较之以前的几种主要解决方法,在高分辨率相位面解包裹情况下有着最佳的计算速度和准确度,其误差率小于1%.2.编制了激光主动照明仿真程序,并将仿真结果同多束照明试验进行对比,从到靶光斑均匀性和闪烁特性两个方面进行分析。研究结果表明,仿真程序计算得到的结果在统计规律上能够与实际试验结果相对应,其中仿真计算得到的光强空间分布方差均值为0.2514,时间分布方差均值为0.4292,与试验数据中的0.2746、0.4521相比较为接近。推测引起仿真与试验主要误差的原因是数值计算中用相位屏对大气湍流的近似模拟以及实际试验中光束并非理想高斯光束等因素所带来的影响。3.激光大气传输的仿真属于密集型计算,当仿真分辨率增加时,计算时间将平方级增长。为拓展仿真计算的应用范畴,加快运算速度,设计了利用GPU计算和分布式计算两种加速方案设计,并通由初步尝试,实现傅里叶变换过程的加速,利用GPU加速,计算时间缩短至原有的19.6%;利用4台个人计算机组建局域网进行分布式计算,时间缩短至原有的43%

关键词：激光主动照明激光大气传输湍流相位屏相位解包裹加速计算

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安防领域激光主动照明技术现状与展望

激光杂志 2017年第3期38卷 1-4页

作者：李明徐现刚山东大学晶体材料国家重点实验室济南250100

从工程应用角度论述了安防夜视监控领域激光主动照明技术现状及未来发展趋势,讨论了激光照明安全问题。指出安防LED照明技术受制于其发光效率等物理极限,未来将被激光照明技术取代。介绍了现有激光照明关键技术,并对激光照明未来的发展... 详细信息

从工程应用角度论述了安防夜视监控领域激光主动照明技术现状及未来发展趋势,讨论了激光照明安全问题。指出安防LED照明技术受制于其发光效率等物理极限,未来将被激光照明技术取代。介绍了现有激光照明关键技术,并对激光照明未来的发展趋势做了展望。垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)在激光照明领域应用优势明显,激光距离选通技术是提高激光夜视图像信噪比的有效途径,1.5μm人眼安全激光照明技术也是未来发展趋势。

关键词：激光主动照明 VCSEL 激光距离选通激光照明安全展望

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激光主动照明在轻武器立靶中的应用研究

电子科技 2009年第10期22卷 50-52页

作者：吴应明邵晓鹏西安电子科技大学技术物理学院陕西西安710071

在轻武器CCD立靶时采用激光主动照明技术,可以有效提高探测器的信噪比及系统捕获率,是轻武器立靶技术的关键。文中在交汇测量原理的基础上,通过建立轻武器CCD立靶测量系统,选择出大功率列阵列半导体激光器,计算出子弹的光谱亮度。深入... 详细信息

在轻武器CCD立靶时采用激光主动照明技术,可以有效提高探测器的信噪比及系统捕获率,是轻武器立靶技术的关键。文中在交汇测量原理的基础上,通过建立轻武器CCD立靶测量系统,选择出大功率列阵列半导体激光器,计算出子弹的光谱亮度。深入研究了激光照明,在轻武器测量中应用的关键技术。

关键词：物理电子学激光主动照明轻武器立靶

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激光主动照明三维相干偏振成像技术研究

激光主动照明三维相干偏振成像技术研究

2017年光学技术研讨会暨交叉学科论坛

作者：许倩鲁伟卢智勇奚越力周煜张国李光远孙建锋中科院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光通信及检测技术重点实验室中国科学院大学

激光照明主动偏振成像以自身发射的激光作为照明光源,可以实现全天时工作,并可以获取被测目标的固有偏振特性,在遥感和军事等领域具有巨大潜力和应用价值,近年来已成为研究关注的热点。本文介绍了一种激光相干三维全偏振成像系统,与传... 详细信息

激光照明主动偏振成像以自身发射的激光作为照明光源,可以实现全天时工作,并可以获取被测目标的固有偏振特性,在遥感和军事等领域具有巨大潜力和应用价值,近年来已成为研究关注的热点。本文介绍了一种激光相干三维全偏振成像系统,与传统的直接探测方式相比,接收机灵敏度有较大提升,获取了回波目标的两路正交偏振图像,为进一步获取目标复反射全偏振特性建立了基础;同时得到目标的距离信息,结合偏振图像,增加了目标探测与识别的新维度。

关键词：三维相干偏振成像系统激光主动照明偏振图像目标识别

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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主动照明激光对高精跟踪的影响分析

光学学报 2014年第13期34卷 21-26页

作者：杨雨川关小伟谭碧涛龙超西北核技术研究所陕西西安710024

采用激光主动照明技术，是对远距离暗目标进行成像、定位和跟踪的重要手段。但由于激光在大气路径中传输，受到大气湍流等因素的影响会造成辐照在目标上的激光光强分布不均匀，同时激光波前会产生畸变，从而降低目标的成像质量，影响对... 详细信息

采用激光主动照明技术，是对远距离暗目标进行成像、定位和跟踪的重要手段。但由于激光在大气路径中传输，受到大气湍流等因素的影响会造成辐照在目标上的激光光强分布不均匀，同时激光波前会产生畸变，从而降低目标的成像质量，影响对目标的高精度跟踪能力。基于激光照明大气传输模型，对中等湍流、弱湍流和不同光束数情况下的激光照明结果进行了数值模拟，分析了照明激光光强和波前对远距离目标成像的影响。计算结果表明：照明光强起伏方差优于0．5，波前畸变标准误差优于0．2λ，可满足约1μrad量级的目标分辨能力。

关键词：激光技术激光主动照明大气湍流激光传输成像分辨率

1.319μm激光照明条件下目标特性的实验研究

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激光与红外 2010年第5期40卷 463-466页

作者：蔡雷姚东升关小伟景春元 63655部队西北核技术研究所

目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,利用双向反射分布函数经验公式推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法,基于该方法计算了圆锥体目标激光反射截面。采用1.319μm固体激光器,搭建实验平台,实... 详细信息

目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,利用双向反射分布函数经验公式推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法,基于该方法计算了圆锥体目标激光反射截面。采用1.319μm固体激光器,搭建实验平台,实际测量了圆锥体目标反射截面随入射角度的变化趋势,同提出的计算方法计算得到的结果相一致。实验测量了圆板,圆柱,圆锥等目标在不同涂层时目标反射截面随入射角度的变化关系。结果可以为激光主动照明系统模型的优化及后续目标特征的提取与识别工作提供参考。

关键词：激光主动照明目标特性双向反射分布函数反射截面

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激光照明下锥体目标反射截面理论分析

红外与激光工程 2008年第S2期37卷 734-737页

作者：蔡雷姚东升张己化西北核技术研究所

目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,根据双向反射分布函数定义的激光主动照明反射截面,研究双向反射分布函数与目标表面特性的关系。利用双向反射分布函数推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法... 详细信息

目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,根据双向反射分布函数定义的激光主动照明反射截面,研究双向反射分布函数与目标表面特性的关系。利用双向反射分布函数推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法,基于该方法分析计算两种不同的反射情况下,圆锥体激光反射截面与具有相同半径的圆形平板面的激光反射截面的比值随圆锥体半顶角的变化曲线。得到了圆锥顶角越小则圆锥面的反射截面就越小的结论,与实际情况相符合。可以为武器设计、目标隐身、系统建模提供一定的理论依据。

关键词：反射截面双向反射分布函数激光主动照明圆锥体目标