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基于仿射近似从序列图像重建目标三维结构

光学学报 2007年第6期27卷 1004-1010页

作者：邱志强梁永辉于起峰国防科学技术大学光电科学与工程学院光信息科学与技术系

从序列图像重建目标三维结构是摄影测量学和计算机视觉的研究热点。针对传统算法中精度与计算量的矛盾,提出一种基于仿射近似的新算法,首先用仿射三线性张量合成序列图像中的缺失图像点,重新建立图像测量矩阵,然后用仿射矩阵分解从图像... 详细信息

从序列图像重建目标三维结构是摄影测量学和计算机视觉的研究热点。针对传统算法中精度与计算量的矛盾,提出一种基于仿射近似的新算法,首先用仿射三线性张量合成序列图像中的缺失图像点,重新建立图像测量矩阵,然后用仿射矩阵分解从图像特征直接获得目标三维结构的初始值,最后用基于“R-T”模式的光束法平差进行优化。仿真数据和真实图像实验表明,新算法精度高、稳定性好,有效解决了传统算法中精度、算法复杂性与结果数值稳定性的矛盾,为序列图像三维解析中的关键技术问题提供了解决方案。算法可广泛应用于航空测绘、工业检测、虚拟现实、动画制作以及军事侦察等领域。

关键词：光学测量仿射近似序列图像矩阵分解光束法平差三线性张量三维结构

基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声特性研究

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物理学报 2012年第15期61卷 111-120页

作者：王建飞王潇罗洪孟洲国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073

偏振诱导信号衰落现象的抑制是干涉型光纤传感系统的关键技术之一.针对法拉第旋镜(FRM)法抑制偏振诱导信号衰落技术的残留偏振相位噪声问题进行了深入的理论和实验研究.运用琼斯矩阵法建立了基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相... 详细信息

偏振诱导信号衰落现象的抑制是干涉型光纤传感系统的关键技术之一.针对法拉第旋镜(FRM)法抑制偏振诱导信号衰落技术的残留偏振相位噪声问题进行了深入的理论和实验研究.运用琼斯矩阵法建立了基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声的理论模型;分析了影响系统偏振相位噪声的主要原因:法拉第旋镜的旋光角度偏差、入射光偏振态调制度、干涉仪两臂光纤双折射;提出了相应的抑制偏振相位噪声的方法.详细仿真分析了入射光偏振态调制度对干涉型光纤传感系统偏振相位噪声的影响,仿真分析得出若法拉第旋镜旋光角度偏差为最大工艺制造误差1°,当入射光偏振态调制度为1.84 rad时,系统可能出现的最大偏振相位噪声为0.0815 rad.最后,搭建了基于M-Z型偏振态调制器的偏振相位噪声测试系统,测试了在传输光纤受到外界偏振扰动的情况下,干涉传感系统存在的偏振相位噪声,实验测试结果与理论分析结果基本一致,有力地证明了该偏振相位噪声理论分析模型的正确性.

关键词：法拉第旋镜偏振衰落琼斯矩阵偏振相位噪声

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成像激光雷达与摄像机外部位置关系的标定

光学精密工程 2011年第4期19卷 938-943页

作者：胡峰胡春生王省书焦宏伟国防科技大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

为了确定成像激光雷达与摄像机两种不同传感器的相互位置参数,建立两者的一一映射关系,在现有激光雷达与摄像机外部参数标定方法的基础上,通过引入奇异值分解技术,对现有标定算法进行了改进。首先,介绍了改进标定算法的基本原理,采用奇... 详细信息

为了确定成像激光雷达与摄像机两种不同传感器的相互位置参数,建立两者的一一映射关系,在现有激光雷达与摄像机外部参数标定方法的基础上,通过引入奇异值分解技术,对现有标定算法进行了改进。首先,介绍了改进标定算法的基本原理,采用奇异值分解方法求解超定方程组,得到成像激光雷达坐标系与摄像机坐标系之间的投影变换矩阵。为了降低噪声影响,使用非线性优化算法优化初值。然后,利用自制的立体标定靶进行了标定实验,并使用已标定出的结果对成像激光雷达图像和摄像机图像进行了融合实验来验证提出的标定算法。实验结果表明,该算法平均标定精度达到13.33μm,标准差为7.49μm,比原始算法提高了1倍,基本满足图像融合对标定精度的一般要求。

关键词：成像激光雷达摄像机外部参数标定图像融合

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单矢量水听器的姿态修正测向问题探讨

国防科技大学学报 2011年第6期33卷 105-110页

作者：牛嗣亮张振宇胡永明倪明国防科技大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

提出了一种采用姿态修正的单矢量水听器远场测向方法。在实际应用中,矢量水听器的测向及其接收的质点振速分量信噪比(SNR)均会受到水听器偏转姿态的影响。为此,利用远场条件下只需两个振速分量和声压信息即可实现二维测向的原理,提出了... 详细信息

提出了一种采用姿态修正的单矢量水听器远场测向方法。在实际应用中,矢量水听器的测向及其接收的质点振速分量信噪比(SNR)均会受到水听器偏转姿态的影响。为此,利用远场条件下只需两个振速分量和声压信息即可实现二维测向的原理,提出了一种基于振速分量选择处理的远场测向方法,该方法充分利用高SNR的振速分量,提高了测向精度。计算机仿真和光纤矢量水听器海上试验结果初步验证了该方法的有效性和可行性。

关键词：矢量水听器姿态修正方位估计

基于非平衡光纤干涉仪的窄线宽激光光源跳模实时测试方法

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光学学报 2009年第2期29卷 437-442页

作者：梁迅姚琼胡永明熊水东胡正良饶伟国防科技大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

窄线宽激光器随机发生的跳模现象,是影响光学系统稳定的重要因素。激光器线宽窄往往意味着较长的谐振腔和较小的模间隔,从而给跳模的监测带来了难度。本文提出一种基于非平衡光纤干涉仪的窄线宽光源跳模测试方法,该方法将激光器跳模的... 详细信息

窄线宽激光器随机发生的跳模现象,是影响光学系统稳定的重要因素。激光器线宽窄往往意味着较长的谐振腔和较小的模间隔,从而给跳模的监测带来了难度。本文提出一种基于非平衡光纤干涉仪的窄线宽光源跳模测试方法,该方法将激光器跳模的频率变化转变为干涉仪的相位变化,并通过相位产生载波(PGC)调制解调技术来检测相位信息,从而实现对跳模过程的监测。该方法灵敏度高,能够长时间连续监控,测试效果优于Fabry-Perot干涉仪,还可在kHz量级上测量窄线宽激光器的线宽,为单纵模窄线宽激光器研究提供有效的测试手段。

关键词：光纤激光器跳模光纤非平衡干涉仪相位产生载波(PGC)

应用Kalman滤波器提高机抖激光陀螺姿态测量系统瞬时精度的方法

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仪器仪表学报 2011年第1期32卷 201-205页

作者：吴赛成秦石乔王省书胡春生国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073

机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度... 详细信息

机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度实时姿态测量系统造成影响。本文提出了一种基于姿态角运动跟踪预测模型和Kalm an预测的姿态测量滤波延迟补偿方法。实验结果表明,本方法能有效估计并预测运动载体的姿态运动,补偿由于FIR滤波器时间延迟带来的不利影响,提高姿态测量系统的实时性和瞬时精度。

关键词：激光陀螺机械抖动姿态测量 FIR滤波延迟 Kalman滤波器

光纤倏逝波生物传感器光纤探头的耦合光束限定

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光子学报 2006年第7期35卷 1066-1070页

作者：邓立新冯莹国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073

根据光纤的模式匹配理论计算了给定条件下光纤探头的模式匹配半径,以此匹配半径为基础分析了激发光在锥型光纤探头中的光线传输轨迹.结果表明,在此条件下如不对光纤探头的耦合光束进行限定,将有一部分激发光在锥型光纤探头中因不满足全... 详细信息

根据光纤的模式匹配理论计算了给定条件下光纤探头的模式匹配半径,以此匹配半径为基础分析了激发光在锥型光纤探头中的光线传输轨迹.结果表明,在此条件下如不对光纤探头的耦合光束进行限定,将有一部分激发光在锥型光纤探头中因不满足全反射的传输条件而透射出光纤探头,从而使传感器系统得到虚假检测信息·针对此问题,在光纤倏逝波生物传感器的系统设计中给出了具体的解决方法·

关键词：光学计量传感器技术生物传感器倏逝波光束限定

减小由光谱测量数据误差造成的薄膜光学参数反演不确定度的方法

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中国激光 2009年第8期36卷 2171-2177页

作者：吴素勇龙兴武黄云杨开勇国防科技大学光电科学与工程学院光电工程系湖南长沙410073

基于对光谱测量数据中系统误差和随机误差的不同特性分析,提出了两种方法来分别减小其对薄膜光学参数反演测量精度的影响。方法一是利用薄膜光谱系数关于薄膜光学参数的一阶偏导数信息筛选数据点,选取偏导数符号相反的波段或入射角区域... 详细信息

基于对光谱测量数据中系统误差和随机误差的不同特性分析,提出了两种方法来分别减小其对薄膜光学参数反演测量精度的影响。方法一是利用薄膜光谱系数关于薄膜光学参数的一阶偏导数信息筛选数据点,选取偏导数符号相反的波段或入射角区域作为最佳测量数据点采集区域,以最小化系统误差引起的薄膜光学参数相对真实值的偏差大小。方法二是在实测光谱数据中注入独立同分布的随机噪声,利用基于偏差函数最小化方法的混合优化算法多次进行反演计算,将每次反演得到的薄膜光学参数估计值的统计均值作为薄膜真实光学参数的估计值,以减小甚至消除随机误差引起的薄膜光学参数不确定度。这两种方法不仅在提高薄膜光学参数测量精度上具有明显的实用价值,而且物理意义明确,可操作性强,不局限于特定波段和特定材料的薄膜光学参数测量,具有良好的普适性,可望在薄膜光学参数的准确测量技术中发挥重要作用。

关键词：薄膜光学光学参数反演不确定度偏导数筛选噪声注入光谱测量误差遗传算法

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异面腔四频差动激光陀螺的色散平衡

光学学报 2009年第10期29卷 2892-2897页

作者：汪之国龙兴武王飞国防科技大学光电科学与工程学院光电工程系湖南长沙410073

为了减小异面腔四频差动激光陀螺(DLG)腔长变动导致的零漂,对DLG的色散平衡进行了研究。利用气体激光的经典理论,推导了DLG零偏与工作点和轴向磁场的函数关系,给出了色散平衡的理论证明。利用在DLG增益管上缠绕通电线圈,给增益介质施加... 详细信息

为了减小异面腔四频差动激光陀螺(DLG)腔长变动导致的零漂,对DLG的色散平衡进行了研究。利用气体激光的经典理论,推导了DLG零偏与工作点和轴向磁场的函数关系,给出了色散平衡的理论证明。利用在DLG增益管上缠绕通电线圈,给增益介质施加大小可控的轴向磁场,通过驱动腔平移镜上的压电换能器调节腔长来改变工作点,做出了零偏随腔长和线圈电流的变化曲线。结果表明,零偏对腔长变化的灵敏度是轴向磁场的函数,当增益曲线的塞曼分裂量等于非互易分裂量时零偏对腔长变动不敏感。色散平衡技术减小了腔变动对DLG的影响,有利于提高DLG精度.

关键词：光学测量异面腔四频差动激光陀螺色散平衡零漂工作点