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激光光斑整形算法

红外与激光工程 2014年第12期43卷 3937-3940页

作者：王锋罗建军李明邓玥西北工业大学航天学院陕西西安710072 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119

为了消除红外激光光斑图像中的后向散射现象或使光斑的灰度分布更加均匀以便于观测,提出了一种基于光斑重心的后向散射抑制算法和一种激光光斑灰度值补偿的算法。基于光斑重心的后向散射抑制算法是在提取光斑重心位置的基础上,确定光斑... 详细信息

为了消除红外激光光斑图像中的后向散射现象或使光斑的灰度分布更加均匀以便于观测,提出了一种基于光斑重心的后向散射抑制算法和一种激光光斑灰度值补偿的算法。基于光斑重心的后向散射抑制算法是在提取光斑重心位置的基础上,确定光斑的半径,最后通过设定的阈值决定图像的灰度值。光斑灰度值补偿算法要在确定光斑边缘点的基础上,计算出光斑中心,再通过光斑的区域能量来修正中心位置并确定光斑半径,最后以光斑中心和半径来矫正光斑区域图像的灰度值。给出两种算法的实验结果及分析,研究证明算法可以基本全部去除光斑图像中的后向散射现象,较好的修正光斑区域的灰度值分布情况,经算法处理后的图像适合应用于进一步的工程实验分析中或是进行实时图像观测。

关键词：激光光斑整形算法灰度补偿后向散射

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基于稀疏表示的激光光斑复原方法

应用光学 2024年第3期45卷 543-548页

作者：黄明柱富容国于祥吕行马凌芸张华楠王鹏南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 江苏曙光光电仪器公司江苏扬州225000

使用探测器阵列对远场激光光斑分布进行测量,是目前评价激光大气传输特性以及激光发射系统性能的重要方法。利用阵列探测器对高能激光系统性能进行评估,需要准确复原探测器测量所得的激光远场光斑。介绍了一种基于字典学习的阵列探测器... 详细信息

使用探测器阵列对远场激光光斑分布进行测量,是目前评价激光大气传输特性以及激光发射系统性能的重要方法。利用阵列探测器对高能激光系统性能进行评估,需要准确复原探测器测量所得的激光远场光斑。介绍了一种基于字典学习的阵列探测器激光光斑复原方法。首先利用改进后的线性插值算法对原始低采样光斑进行插值,其次介绍了K-SVD(K-singular value decomposition)字典学习算法,将所提方法运用到插值后的图像复原中。此外,用峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和光斑质心偏移量对复原图像进行量化对比。该算法复原的图像PSNR比传统算法高出4 dB~5 dB,光斑质心偏差量在x轴和y轴方向与传统算法相比分别降低了14.7%和12.2%。实验结果表明,所提方法在视觉和量化指标上都取得了良好的光斑图像复原效果。

关键词：探测器阵列激光光斑字典学习光斑复原方法

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激光光斑在动态位移测量中的应用研究

电子设计工程 2023年第14期31卷 132-136页

作者：吴鹏浩钱国明南京邮电大学电子与光学工程学院江苏南京210023

动态位移是土木工程中一个重要的测量参数,传统的测量方法往往受限于测量条件,因而造成测量精度较低或实施成本较高。基于简化动态位移测量的目的,文中利用激光光斑作为动态位移测量的靶标,提出了一种基于最小二乘法拟合椭圆的改进算法... 详细信息

动态位移是土木工程中一个重要的测量参数,传统的测量方法往往受限于测量条件,因而造成测量精度较低或实施成本较高。基于简化动态位移测量的目的,文中利用激光光斑作为动态位移测量的靶标,提出了一种基于最小二乘法拟合椭圆的改进算法,增强了算法的抗干扰能力,提高了测量精度。通过在位移滑台上架设激光笔进行实验,测得位移误差在0.5个像素之内,验证了该方法的可行性与准确度,较为简便地实现了动态位移的测量。

关键词：土木工程动态位移激光光斑椭圆拟合

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激光光斑检测方法在变形监测中的应用

测绘通报 2018年第A01期 43-46页

作者：张恒滕德贵王大涛重庆市勘测院重庆401123

通过检测激光光斑中心位置偏移来进行变形监测,是一种易布设、低成本且具有较高精度的新方法。在实际应用中,由于光轴与靶面间存在夹角,光斑为类圆形状,本文通过对激光光斑影像进行正射变换纠正,检测出激光光斑中心位置的像素偏移量,间... 详细信息

通过检测激光光斑中心位置偏移来进行变形监测,是一种易布设、低成本且具有较高精度的新方法。在实际应用中,由于光轴与靶面间存在夹角,光斑为类圆形状,本文通过对激光光斑影像进行正射变换纠正,检测出激光光斑中心位置的像素偏移量,间接推导出监测点的实际偏移量。通过模拟试验分析,获得了亚毫米级的变形监测精度。

关键词：激光光斑变换纠正亚毫米变形监测

“句芒号”激光光斑质心提取方法与稳定性分析

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光学学报 2023年

作者：万科黎荆梅韩启金李功伟王宁徐兆鹏赵航马灵玲中国科学院大学资源与环境学院中国资源卫星应用中心中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室

陆地生态系统碳监测卫星句芒号搭载的光轴监视相机可摄取地物和激光光斑影像，光斑影像中的光斑质心可表征激光出射方向，在辅助激光定位中具有重要作用。本文针对句芒号足印影像特点，提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法... 详细信息

陆地生态系统碳监测卫星句芒号搭载的光轴监视相机可摄取地物和激光光斑影像，光斑影像中的光斑质心可表征激光出射方向，在辅助激光定位中具有重要作用。本文针对句芒号足印影像特点，提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法：基于灰度转换模型去除地物背景，结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声，最后利用灰度重心法计算质心坐标。使用提出的方法对多种地物类型仿真光斑和实测光斑进行质心提取，结果表明：本文方法质心提取均方根误差约0.074pixel，最大误差约0.482pixel，对句芒号光斑影像适应性较好。对句芒号足印影像光斑开展了稳定性分析，结果表明所有波束激光光斑质心坐标标准差小于0.34pixel，激光器与光轴监视相机的相对几何关系较为稳定。本文方法可用于激光光斑质心提取及稳定性监测，对句芒号激光数据处理和应用有一定参考价值。

关键词：遥感足印影像激光光斑影像背景噪声光斑质心提取

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激光光斑特性测量方法研究

天文研究与技术 2020年第4期17卷 463-470页

作者：万凡汤儒峰翟东升苏向泽赵闯闯李语强中国科学院云南天文台云南昆明650216 中国科学院大学北京100049

在卫星激光测距系统中,激光光斑特性的好坏关系到测距成功与否,而经望远镜出射后的真实激光光斑特性尤为重要。为了准确掌握经望远镜出射后的激光光斑特性,提出了一种精准测量激光光斑特性的方法。首先将激光照射在一定距离的漫反射屏上... 详细信息

在卫星激光测距系统中,激光光斑特性的好坏关系到测距成功与否,而经望远镜出射后的真实激光光斑特性尤为重要。为了准确掌握经望远镜出射后的激光光斑特性,提出了一种精准测量激光光斑特性的方法。首先将激光照射在一定距离的漫反射屏上,利用CCD相机采集激光光斑的漫反射图像,同时利用安装在漫反射屏上的能量计实时记录光斑相应区域的激光能量,然后结合激光光斑的CCD图像以及光斑相应区域的能量分布,分析计算激光光斑的特性参数。详细给出了激光光斑的测量原理、实验方案以及数据处理方法,并通过实测数据精确计算出经望远镜出射后的激光光斑半径、发散角、平均能量密度分布等参数。实验结果表明,本测量方法具有测量精度高、响应速度快、操作简单、易于控制等优点,在激光光斑测量方面具有重要的应用前景。

关键词：测量方法激光光斑 CCD成像漫反射光斑半径发散角

基于圆定位算法的热物理激光光斑位置定位方法

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激光杂志 2023年第7期44卷 234-238页

作者：魏作余柳洁冰张家口学院河北张家口075000

热物理激光光斑位置定位能够提高测量精度,设计一个基于圆定位算法的热物理激光光斑位置定位方法。分析激光图像的高斯分布情况,采用高斯函数描述脉冲激光,判定激光光斑空间分布形式,选择一个合适的阈值,对误差补偿,对光斑边缘检测,采... 详细信息

热物理激光光斑位置定位能够提高测量精度,设计一个基于圆定位算法的热物理激光光斑位置定位方法。分析激光图像的高斯分布情况,采用高斯函数描述脉冲激光,判定激光光斑空间分布形式,选择一个合适的阈值,对误差补偿,对光斑边缘检测,采用最小二乘圆的拟合准则对圆心拟合,采用圆来逼近激光光斑的轮廓,确定圆的中心点,实现基于圆定位算法的热物理激光光斑位置定位。实验结果表明,在主观分析与客观分析上,所提出的定位方法偏差都较小,能够准确获得激光光斑的中心位置,并且,在不同信噪比下,所提出的定位方法定位误差都较小,满足方法的设计需求。

关键词：圆定位算法热物理激光光斑位置定位分布形式补偿

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星载激光光斑影像质心自动提取方法

测绘学报 2018年第2期47卷 135-141页

作者：袁小棋李国元唐新明高小明黄庚华李野长春理工大学吉林长春130022 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心北京100048 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023 中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200083 中科院上海技术物理研究所上海200083

激光光斑影像的质心提取是卫星激光测高数据处理中的重要环节,对于获得精确的激光指向角有重要的意义。本文总结了灰度重心法、高斯拟合法以及椭圆拟合法3种常用的质心提取方法,在比较其优缺点之后结合高斯曲面拟合法和椭圆拟合法,提出... 详细信息

激光光斑影像的质心提取是卫星激光测高数据处理中的重要环节,对于获得精确的激光指向角有重要的意义。本文总结了灰度重心法、高斯拟合法以及椭圆拟合法3种常用的质心提取方法,在比较其优缺点之后结合高斯曲面拟合法和椭圆拟合法,提出了一种基于高斯阈值的椭圆拟合方法,针对仿真数据进行试验,有较好的精度结果。采用GLAS(geoscience laser altimeter system)的实际激光光斑影像LPA(laser profile array)数据进行试验,发现LPA光斑质心位置变化周期约为1.5h,幅度最大可达2~3个像素,对应激光指向角变化约9″,说明在轨监视激光质心位置变化对于提高激光指向角测量精度非常必要。相关结论可为后续国产卫星激光测高仪足印影像处理提供参考。

关键词：卫星激光测高激光光斑足印影像 LPA影像质心提取

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激光光斑测试靶的参数估算

激光与红外 2015年第8期45卷 889-892页

作者：李佩军胡林亭曾嫦娥樊丁丁中国白城兵器试验中心吉林白城137001 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

激光照射精度外场测试中,随着载机航路的变化,照射在测试靶上的激光光斑位置和尺寸是不同的。针对测试靶参数选取问题,提出了一种估算方法,建立了测试靶参数的估算模型,满足了不同载机航路的测试靶参数计算需要,为合理设置测试靶提供了... 详细信息

激光照射精度外场测试中,随着载机航路的变化,照射在测试靶上的激光光斑位置和尺寸是不同的。针对测试靶参数选取问题,提出了一种估算方法,建立了测试靶参数的估算模型,满足了不同载机航路的测试靶参数计算需要,为合理设置测试靶提供了一种实用方法。试验结果表明,用该方法设置测试靶倾角、尺寸及十字线位置,可以测量全部激光光斑,为准确测量激光照射精度提供了依据。

关键词：激光照射精度估算模型测试靶激光光斑