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基于ChArUco板的相机与转轴间位姿简易标定方法
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作者 周渝钧 张宗华 +2 位作者 高楠 孟召宗 高峰 《河北工业大学学报》 2026年第1期10-16,共7页
在相机和旋转模块组成的旋转扫描系统中,相机与转轴的位姿关系对于后续数据融合至关重要。现有方法通常需借助辅助传感器来建立转轴与相机的位姿关系。为降低标定成本,本文提出一种基于ChArUco(Chess Augmented Reality University of C... 在相机和旋转模块组成的旋转扫描系统中,相机与转轴的位姿关系对于后续数据融合至关重要。现有方法通常需借助辅助传感器来建立转轴与相机的位姿关系。为降低标定成本,本文提出一种基于ChArUco(Chess Augmented Reality University of Córdoba)标定板的转轴位姿标定方法。利用ChArUco标定板图像解算不同转角下的相机光心坐标并拟合光心轨迹,根据轨迹中心可确定转轴所在位置。建立了旋转系统的数学模型,推导了在世界坐标系下转轴位姿的数学表达式,并基于旋转系统的空间约束构建联合优化,计算相机和转轴间最佳位姿。利用所提出方法进行旋转相机系统标定实验,实验结果表明:标定后的转轴与相机光轴夹角的平均绝对误差为0.036°,标定结果能有效消除全景拼接时的重影现象,验证了所提出方法的准确性和可行性。 展开更多
关键词 位姿标定 转轴拟合 ChArUco 联合优化 旋转扫描系统
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融合互信息和多特征约束的激光雷达与相机外参标定方法 被引量:2
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作者 刘万里 刘扬 张学亮 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期29-41,共13页
外参标定是激光雷达与相机数据融合的关键前提,但目前的标定方法仍存在诸多不足,如依赖先验条件、特征约束单一和标定精度不高等问题。为此,提出一种融合互信息与多特征约束的两阶段外参自动标定方法,该方法有机结合了基于互信息和基于... 外参标定是激光雷达与相机数据融合的关键前提,但目前的标定方法仍存在诸多不足,如依赖先验条件、特征约束单一和标定精度不高等问题。为此,提出一种融合互信息与多特征约束的两阶段外参自动标定方法,该方法有机结合了基于互信息和基于多特征约束两种标定方法的优点,可由粗到精自动实现外参精准标定。首先,第1阶段为基于互信息的外参粗标定,即在无初值、阈值等先验条件情况下利用激光雷达反射率与相机灰度值之间的关联性,通过构建最大化模型,在互信息最大时采用自适应梯度最值算法求解出外参的初值,从而摆脱对先验条件的依赖。其次,第2阶段为融合多特征约束的外参精标定,即利用激光雷达和相机获取的点-线、点-面、线-面等多种约束来优化第1阶段获得的外参,并使用ICP算法最小化点云3D几何特征与图像2D几何特征之间的重投影误差,以获得外参的最优值。最后,基于自制的镂空圆形标定板(同时具有点线面特征)在较为复杂的室内外环境下进行了外参标定试验,结果表明所提出的标定方法可以在没有初值的情况下,能自动计算出的激光雷达与相机外参,同时具有较高的精度和稳定性。 展开更多
关键词 激光雷达 相机 外参标定 互信息 多特征约束
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基于深度学习的光学元件表面缺陷检测方法 被引量:1
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作者 张静 刘思莹 +2 位作者 王甜 王红军 田爱玲 《光学与光电技术》 2025年第2期46-55,共10页
为了满足对高精度光学元件表面瑕疵检测算法简洁性和高准确性的要求,以划痕、麻点为研究目标,提出一种基于改进U^(2)-Net的光学元件表面缺陷检测方法。首先,网络的数据集由光学元件表面的缺陷信息构建,采用改进U^(2)-Net网络对应用的元... 为了满足对高精度光学元件表面瑕疵检测算法简洁性和高准确性的要求,以划痕、麻点为研究目标,提出一种基于改进U^(2)-Net的光学元件表面缺陷检测方法。首先,网络的数据集由光学元件表面的缺陷信息构建,采用改进U^(2)-Net网络对应用的元件表面缺陷数据集实时训练与测试,最终将新方法与先前的U^(2)-Net网络进行了比对分析。实验结果显示,新的网络模型在准确率、相似度系数、交并比、召回率等关键性能指标上分别达到了95.7%、91.3%、91.2%、91.3%,该技术能够抵御噪声点的干扰,用于检测并展示图像中的划痕与麻点缺陷,同时提升缺陷分割的精确度和检测的准确性,实现对光学元件表面缺陷的有效识别与分割。 展开更多
关键词 光学表面 瑕疵检测 暗场成像 U^(2)-Net网络 缺陷识别
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基于深度学习的自动光学检测在引线键合中的应用研究 被引量:1
4
作者 孙伟 张沅 +4 位作者 胡永芳 张伟 王越飞 牛牧原 濮宬函 《电子机械工程》 2025年第2期46-51,共6页
在微波组件的微组装过程中,基于标准图像对比、灰阶二值化等传统算法的引线键合自动光学检测技术存在手动引线键合质量检测困难、复杂图像检测编程繁琐、需要大量人工复判等问题。文中基于深度学习算法构建面向机器视觉的引线键合质量... 在微波组件的微组装过程中,基于标准图像对比、灰阶二值化等传统算法的引线键合自动光学检测技术存在手动引线键合质量检测困难、复杂图像检测编程繁琐、需要大量人工复判等问题。文中基于深度学习算法构建面向机器视觉的引线键合质量智能检测模型,通过微小目标智能识别分类和基于注意力机制的旋转目标检测,实现焊点缺陷检测、不定形引线检测和更好的自适应引线键合缺陷识别。相比传统检测算法,在应用基于深度学习的自动光学检测模型后,误报率由4.97%下降至1.92%,人工复判工作量下降62%,同时,随着缺陷数据的积累和模型训练的迭代,基于深度学习的自动光学检测模型引线键合检测质量和检测效率将得到进一步提升。 展开更多
关键词 自动光学检测 深度学习 引线键合
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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)
5
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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机载粗精双反射镜光电稳定平台控制技术
6
作者 雷霏霖 刘超 +3 位作者 胥青青 陆红强 李超 张慧 《激光与红外》 北大核心 2025年第9期1460-1465,共6页
针对机载光电系统传统整体稳定加快反镜组合稳定平台,控制系统占用有效体积大,空间利用率低,传感器光路设计受限的问题。设计了一种三轴三框架的稳定平台,采用第一级反射镜粗稳定和第二级万向架下快速反射镜精稳定的组合稳定控制方法,... 针对机载光电系统传统整体稳定加快反镜组合稳定平台,控制系统占用有效体积大,空间利用率低,传感器光路设计受限的问题。设计了一种三轴三框架的稳定平台,采用第一级反射镜粗稳定和第二级万向架下快速反射镜精稳定的组合稳定控制方法,实现机载光电系统瞄准线高精度稳定。粗精双反射镜稳定技术,简化了传统整体稳定加快反镜组合稳定控制对象,仅需要稳定光路中的两块反射镜。依据控制系统结构布局,推导了稳定控制原理,理论分析了二级稳定控制的补偿依据。通过仿真和实验验证,结果显示本控制方案可有效提升系统稳定精度,达到机载稳定平台指标要求。 展开更多
关键词 稳定平台 二级稳定 稳定精度 快速反射镜
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静电MEMS微镜垂直梳齿驱动器的设计
7
作者 吴云 彭安杰 +6 位作者 郑岩 张建祥 王雅昕 贺盈波 陈真 华宝成 乔大勇 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第9期41-46,共6页
垂直梳齿驱动的静电MEMS微镜在实现对光束的准静态和矢量偏转中具有显著优势,受到包括激光雷达、光通信、激光显示以及生物断层检测等应用领域的广泛关注。为了对垂直梳齿驱动器的性能进行优化,文中通过建立交错垂直梳齿(SVC)驱动的静电... 垂直梳齿驱动的静电MEMS微镜在实现对光束的准静态和矢量偏转中具有显著优势,受到包括激光雷达、光通信、激光显示以及生物断层检测等应用领域的广泛关注。为了对垂直梳齿驱动器的性能进行优化,文中通过建立交错垂直梳齿(SVC)驱动的静电MEMS微镜的理论模型,研究了可动梳齿和固定梳齿的交叠高度对静电MEMS微镜的静态偏转角度与两驱动电极压差的关系及其线性度的影响。理论结果表明:相同驱动压差下,SVC驱动的静电MEMS微镜静态偏转角度随着梳齿交叠高度的增大而减小,而静态偏转角度与两驱动电极压差的线性度随着梳齿交叠高度的增大先增大后减小,因此可以通过调节梳齿的交叠高度来优化静电MEMS微镜的最大静态偏转角度以及偏转角度与驱动压差的线性度,为静电MEMS微镜垂直梳齿驱动器的设计和参数优化提供参考。 展开更多
关键词 静电MEMS微镜 垂直梳齿 交叠高度 偏转角度 参数优化
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“先进光学制造与检测技术”专题序言
8
作者 王孝坤 薛常喜 +1 位作者 孙国燕 张全利 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第9期F0002-F0002,I0001,共2页
随着光学制造技术的创新发展、成像理论研究的不断深入、新型军民应用场景的层出不穷,光学制造与检测由古典走向数控、自动及智能,由单一走向多元,在结构/尺寸/精度等要求上逐步走向极端。中国精密光学元件行业市场规模高达约700亿元,... 随着光学制造技术的创新发展、成像理论研究的不断深入、新型军民应用场景的层出不穷,光学制造与检测由古典走向数控、自动及智能,由单一走向多元,在结构/尺寸/精度等要求上逐步走向极端。中国精密光学元件行业市场规模高达约700亿元,涵盖了激光核聚变、大型空间望远镜、航空航天、同步辐射光源、极紫外光刻等为代表的国家重大项目中的高精度光学元件,以及电子产品、摄像设备、AR/VR、工业测量等广阔市场中的消费级光学元件。 展开更多
关键词 光学制造 创新发展 自动 数控 成像理论
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基于Koopman滤波的双条状抗温光学电流传感器设计及实验研究
9
作者 张静 李岩松 +2 位作者 张子傲 侯凯允 刘君 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期20-31,共12页
光学电流传感器符合新型电力系统智能化,数字化的发展需求,但目前光学电流传感器在电力系统宽温域测量中没有同时满足实时性和长期运行稳定性的抗温方案。为此,提出了一种基于Koopman自适应滤波的双条状抗温磁光式光学电流传感器(DS-MO... 光学电流传感器符合新型电力系统智能化,数字化的发展需求,但目前光学电流传感器在电力系统宽温域测量中没有同时满足实时性和长期运行稳定性的抗温方案。为此,提出了一种基于Koopman自适应滤波的双条状抗温磁光式光学电流传感器(DS-MOCT)。首先介绍了磁光传感原理以及磁光传感温度扰动机理,应用琼斯矩阵构建了直通光路式光学电流传感器起检偏器任意角度光学电流传感偏振解析模型;然后分析起检偏器不同角度对传感器输出结果的影响并提出了起检偏器特殊角度温度补偿方法,构建了DS-MOCT抗温结构,包括测量臂和温度补偿臂,测量臂输出待测电流信号,温度补偿臂输出温度补偿信号,使用温度补偿信号对待测电流信号实时抗温补偿,DS-MOCT输出抗温扰动测量电流值;分析了DS-MOCT的误差来源并提出了基于Koopman理论的降噪方法;接着,在有限元仿真软件中模拟了实验系统中DS-MOCT多物理场耦合环境,可视化了DS-MOCT光波抗温过程,验证了DS-MOCT的抗温性能;最后搭建了软硬件协同设计的DS-MOCT实测系统。实验结果表明,在-40℃~40℃宽温域内,DS-MOCT测量误差<0.2%,满足GB/T 20840.8—2007对电子式互感器的0.2级测量标准;动态响应时间<14 ms,满足电力系统实时监控需求。所提基于Koopman自适应滤波的DS-MOCT,解决了新型电力系统中光学电流传感器的抗温性、实时性与长期运行稳定性之间的三重矛盾。 展开更多
关键词 直通光路式光学电流传感器 线性双折射 温度补偿 起检偏器特殊角度 Koopman自适应滤波
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三次样条插值优化渐进多焦点镜片非对称设计
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作者 项华中 吴科婷 +6 位作者 马乐飞 梅志贤 解敏 樊骏 郑泽希 张大伟 庄松林 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期839-849,共11页
为了改善和优化传统对称设计的渐进多焦点镜片存在视野死角和扭曲等问题,提出基于旋转平移算法和插值算法的两种偏移研究方法。首先,分析人眼的双眼汇聚现象,介绍了两种非对称设计方法:旋转平移偏移和插值偏移。其次,设定一个偏移量函数... 为了改善和优化传统对称设计的渐进多焦点镜片存在视野死角和扭曲等问题,提出基于旋转平移算法和插值算法的两种偏移研究方法。首先,分析人眼的双眼汇聚现象,介绍了两种非对称设计方法:旋转平移偏移和插值偏移。其次,设定一个偏移量函数,分别采用拉格朗日插值、牛顿插值、三次样条插值构造穿过初始偏移点的插值函数;再次,通过设定两组子午线上偏移定点值和三次样条插值的两个边界条件,分析对比三种插值算法。最后,通过仿真和实际加工给出光焦度和像散分布。实验结果表明:插值算法中三次样条插值更为平滑且无拐点,两种非对称设计方法远近用区的像散梯度都实现了平滑过渡,最大散光从1.125倍加光度减小至0.875倍加光度,偏移角度在20°~23°之间,基本满足人眼自动汇聚的特点,改善人眼视物扭曲、失真等问题。 展开更多
关键词 光学设计 渐进多焦点镜片 非对称设计 三次样条插值
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空间望远镜的设计仿真和低温波前测试
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作者 宋俊儒 童卫明 +3 位作者 金忠瑞 何东科 刘志远 马越 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期895-904,共10页
低温空间望远镜在实验室常温常压环境下研制,但是在90 K深低温环境下应用。研制和应用环境的巨大差异,使得光学件几何参数和支撑结构尺寸在实验室环境与低温环境是两套不同的参数,低温下像质良好的望远镜在实验室环境下反而是一个带大... 低温空间望远镜在实验室常温常压环境下研制,但是在90 K深低温环境下应用。研制和应用环境的巨大差异,使得光学件几何参数和支撑结构尺寸在实验室环境与低温环境是两套不同的参数,低温下像质良好的望远镜在实验室环境下反而是一个带大像差的系统。为了定量评价低温望远镜工作状态时的成像质量,对望远镜低温性能进行结构热光学性能仿真,并设计了一种90 K低温环境下望远镜波前误差的测试方法。首先,在真空环境模拟系统内通过液氮热沉辐射和制冷机双重制冷实现望远镜90 K的工作温度,采用平行光管扩束的干涉测量实现望远镜的波前测试。其次,分析了测试系统的误差源并进行了标定,以便对测试结果进行校正。最后,对比分析了望远镜低温波前实测值与模型仿真的符合性,以及波前误差的表现形式和对应的结构设计的映射关系。实验结果表明,望远镜的设计仿真准确,90 K低温波前测试方法合理可行,仿真精度优于20 nm,波前测试精度优于9 nm,测试结果可用于空间望远镜光机系统的设计改进。 展开更多
关键词 空间望远镜 设计仿真 低温波前 干涉测量
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三波段共孔径模块化光学系统设计
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作者 佟静波 侯作勋 杨立欣 《激光与红外》 北大核心 2025年第5期771-780,共10页
为满足对空间碎片的检测与跟踪,增强对空间碎片的分析预测能力,设计了一款可见、红外和激光三种光路共孔径一体化的光学系统。其基本指标为可见光谱段400~850 nm,视场2°×2°,焦距366.7 mm,入瞳直径100 mm;红外谱段7.5~9.5... 为满足对空间碎片的检测与跟踪,增强对空间碎片的分析预测能力,设计了一款可见、红外和激光三种光路共孔径一体化的光学系统。其基本指标为可见光谱段400~850 nm,视场2°×2°,焦距366.7 mm,入瞳直径100 mm;红外谱段7.5~9.5μm,视场2°×2°,焦距190 mm,入瞳直径95 mm;激光谱段1064.4±0.5 nm,视场0.6 mrad,焦距370 mm,入瞳直径100 mm。三光路共用离轴三反结构,通过分析设计自由曲面面型使一次像面具有较好成像质量和共轴对称特性。在激光和红外通道一次像面前反向放置楔形平板校正分色片产生的像散,使两通道前组可完善成像,进而中继系统具有同轴特性且可独立测试、装调。通过对各光路的像差分析及优化,可见光系统在特征频率200 lp/mm处,MTF值为0.44,红外系统2×2像素内能量集中度接近衍射极限达到80%,激光系统Φ30μm范围内能量集中度大于93%,各通道成像效果均达到较高质量,此系统有效降低了装调难度,还可根据需求模块化更换中继系统,在空间碎片探测定轨领域具有广阔应用前景。 展开更多
关键词 光学设计 共孔径 自由曲面 模块化
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基于DQN和圆拟合的机器人手眼标定方法
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作者 储昭碧 何沣奕 +1 位作者 高金辉 彭乐峰 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期330-340,共11页
近年来,随着工业机器人技术的不断发展,机器人搭载激光测距仪实现多姿态测量的应用场景和对手眼标定的需求逐渐增多,对手眼标定技术的精度提出了更高要求,而传统标定方法往往依赖专用标定物或传感器,操作复杂且成本较高。故提出了一种... 近年来,随着工业机器人技术的不断发展,机器人搭载激光测距仪实现多姿态测量的应用场景和对手眼标定的需求逐渐增多,对手眼标定技术的精度提出了更高要求,而传统标定方法往往依赖专用标定物或传感器,操作复杂且成本较高。故提出了一种基于深度Q网络(DQN)算法和圆轮廓拟合的机器人手眼标定方法。利用DQN算法控制机器人末端两关节带动激光测距仪运动,使得激光测距仪返回值最小,在此基础上,建立机械臂运动学模型计算得到此时光点的理论坐标值。通过设定关节一的多个角度值,使光点在目标平面形成一个圆轨迹,对实际采集的光点坐标值进行圆拟合,建立等式约束下的优化模型,求解得到手眼标定的参数值。基于MATLAB平台模拟仿真,对该方法的可行性进行了验证,分析了角度参数和位移参数初始值对标定结果的影响和抗激光测距噪声干扰的性能。与其他标定方法进行对比,结果显示该方法具有更高的精度。搭建了实验系统,利用该方法求解标定参数,实验结果表明,标定后的系统扫描实验误差不大于0.5 mm,满足工业应用的精度要求。该方法无需额外昂贵的标定物,仅依靠激光测距仪的单测量量和几何约束,显著降低了标定成本与操作难度,同时具备良好的抗噪声性能,能实现工业现场高精度标定。 展开更多
关键词 手眼标定 强化学习 DQN算法 圆拟合
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光纤光栅光谱分光解调与接入光纤芯径相关性分析 被引量:2
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作者 邢宇航 李红 +2 位作者 孙广开 胡林聪 祝连庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期54-64,共11页
面向细芯光纤光栅传感应用,针对接入光纤芯径不适配所引起的光学成像分辨率较低、光能损失较大、成像质量较差的问题,本文以双光栅二次色散解调光学系统为模型,对比分析了常规单模光纤与不同规格芯径细芯光纤分别接入分光光谱解调模块... 面向细芯光纤光栅传感应用,针对接入光纤芯径不适配所引起的光学成像分辨率较低、光能损失较大、成像质量较差的问题,本文以双光栅二次色散解调光学系统为模型,对比分析了常规单模光纤与不同规格芯径细芯光纤分别接入分光光谱解调模块时对成像和解调精度的影响,模拟了系统成像光斑分辨率、光束发散角、接收面辐照度和MTF曲线在截止频率处取值的变化情况。计算结果表明,当光纤芯径从8μm减小至2μm时,分辨率从0.8 nm提升到0.1 nm。接收面辐照度随芯径值缩小逐渐提升,芯径小于4.8μm后接收面光能利用率达到极限74.98%,曝光时间缩减为常规状态下0.36倍。MTF曲线在截止频率处取值与芯径值呈抛物线相关,芯径取4.2μm时图像接近衍射极限。本文提出并验证了光纤芯径与分光光谱解调成像指标的相关关系,为不同芯径光纤光栅传感的解调技术提供了参考和借鉴。 展开更多
关键词 光纤光栅传感 解调光谱仪 解调 细芯光纤
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基于长度角度并行传感的多目标位姿测量 被引量:1
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作者 杨朔 韩野 +4 位作者 杨凌辉 吴腾飞 史慎东 董文博 邾继贵 《光学精密工程》 北大核心 2025年第5期728-740,共13页
大尺寸空间精密位姿测量技术是航空、航天、船舶、射电望远镜等高端装备实现自动化、高精度装配制造的关键支撑技术。针对传统方法无法同时兼顾测量效率与测量精度的问题,提出了一种长度角度并行传感的多目标位姿测量方法。通过光电扫... 大尺寸空间精密位姿测量技术是航空、航天、船舶、射电望远镜等高端装备实现自动化、高精度装配制造的关键支撑技术。针对传统方法无法同时兼顾测量效率与测量精度的问题,提出了一种长度角度并行传感的多目标位姿测量方法。通过光电扫描测角实现空间多目标的自主识别并提供高精度角度约束,同时利用高动态光束偏转机构引导绝对测距光束,主动实施逐点扫描测距,从而实现长度、角度并行测量。然后,设计了一种集成化位姿测量合作靶标,构建了长度角度加权融合的精确位姿测量模型。最后,提出了系统参数的高精度快速标定方法,详细分析了位姿测量方法的测量不确定度,并研究了合作靶标相对测量基站的位置、姿态与位姿测量精度之间的关系。通过实验验证了该方法的可行性和测量精度,实验结果表明:与激光跟踪仪进行精度对比,该方法的位置、姿态测量准确度分别优于0.131 mm和0.041°,测量重复性分别优于0.034 mm和0.018°,多目标测量过程中平均每个目标耗时0.9 s。该方法同时具有较高的多目标位姿测量效率与测量精度。 展开更多
关键词 位姿测量 大尺寸测量 光电扫描 绝对测距 多目标
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基于Sampson距离参数估计的光纤水听器弱信号解调方法 被引量:1
16
作者 梁楸岷 王敏 +2 位作者 杨平 王文侠 郑慧峰 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期345-357,共13页
基于3×3耦合器的干涉型光纤水听器在海洋目标监测中已经进入工程化应用阶段,其相移信号解调通常采用基于最小二乘法的椭圆拟合对干涉信号进行参数估计,以消除非理想3×3耦合器引起的解调结果偏差问题。然而,当光纤水听器接收... 基于3×3耦合器的干涉型光纤水听器在海洋目标监测中已经进入工程化应用阶段,其相移信号解调通常采用基于最小二乘法的椭圆拟合对干涉信号进行参数估计,以消除非理想3×3耦合器引起的解调结果偏差问题。然而,当光纤水听器接收信号较弱,通过干涉仪产生的相移较小时,干涉信号形成的李萨如图椭圆不完整,最小二乘法的高曲率偏差问题会导致拟合解调的相移信号结果出现较大偏差。此外,尽管正交距离拟合方法可以有效拟合不完整椭圆,但其计算复杂且耗时较长,不利于实现实时解调。针对上述问题,提出了一种基于Sampson距离参数估计的光纤水听器弱信号解调方法。通过Sampson距离拟合3×3耦合器光纤水听器接收弱信号时形成的不完整李萨如图椭圆,能够准确拟合估计光纤水听器输出干涉信号参数,不仅提高了解调精度,还显著提升了计算效率,优于正交距离拟合方法。通过数值仿真对比分析了Sampson距离与最小二乘法、正交距离的解调结果。结果表明,所提Sampson距离解调方法在弱信号条件下的拟合解调误差小于最小二乘法,且解调耗时远低于正交距离。依托激光干涉法自由场校准系统和振动液柱法低频校准系统,分别在10~30 kHz、20 Hz~2 kHz频率范围内对光纤水听器解调方法进行了实验对比验证,证明了所提Sampson距离解调方法的有效性。 展开更多
关键词 干涉型光纤水听器 非理想3×3耦合器 Sampson距离 椭圆拟合 弱信号解调
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基于卷积神经网络的线结构光高精度三维测量方法 被引量:1
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作者 叶涛 何威燃 +2 位作者 刘国鹏 欧阳煜 王斌 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期183-195,共13页
线结构光视觉三维测量技术因其高精度和非接触的三维重建优势而被广泛应用。然而,现有的线结构光三维测量方法在标定过程中往往面临较高的耦合性问题,且在复杂环境下,背景噪声和光照变化会严重干扰条纹的提取,导致结构光条纹中心定位精... 线结构光视觉三维测量技术因其高精度和非接触的三维重建优势而被广泛应用。然而,现有的线结构光三维测量方法在标定过程中往往面临较高的耦合性问题,且在复杂环境下,背景噪声和光照变化会严重干扰条纹的提取,导致结构光条纹中心定位精度下降,进而影响整体三维测量的精度和鲁棒性。针对上述问题,提出了一种基于卷积神经网络的鲁棒三维测量方法。首先,设计了一种创新性的残差U型块特征金字塔网络(RSU-FPN),旨在实现背景噪声的干扰抑制和结构光条纹区域中心的高精度鲁棒提取。其次,构建了一种新型的线结构光视觉传感器,并提出了一种分离式测量模型,成功将摄像机标定与光平面标定解耦,极大地提高了系统的灵活性与扩展性。通过这种解耦的标定方式,避免了传统标定方法中存在的耦合问题,使得整个测量系统更加高效且易于调整。实验结果表明,所提出的基于卷积神经网络的鲁棒三维测量方法,在复杂背景下能够实现结构光条纹中心的高精度提取,利用提取出的光条纹中心进行标定,其均方根误差分别为x方向0.005 mm、y方向0.009 mm以及z方向0.097 mm。并且,该方法在不同表面类型(如漫反射表面和光滑反射表面)上均能实现高精度的三维重建,验证了其在实际应用中的优越性和强大的鲁棒性。 展开更多
关键词 线结构光 三维测量 卷积神经网络 残差U型块特征金字塔网络 背景噪声抑制
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先进光学超精密制造技术现状、问题与建议 被引量:1
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作者 张鑫 海阔 +11 位作者 李资政 张瀛怀 张斌智 张云飞 臧仲明 曾鹏 吴明涛 李凯隆 闫力松 陈太喜 钱宜刚 焦宏飞 《中国科学院院刊》 北大核心 2025年第5期870-878,共9页
随着激光核聚变、空间对地观测、深空探测、极紫外光刻等关键领域的不断发展,对高面形精度、高表面质量光学元件需求的不断增加,先进光学超精密制造技术已成为国家高端制造领域的核心支柱。文章围绕光学元件的材料制备技术、超精密成形... 随着激光核聚变、空间对地观测、深空探测、极紫外光刻等关键领域的不断发展,对高面形精度、高表面质量光学元件需求的不断增加,先进光学超精密制造技术已成为国家高端制造领域的核心支柱。文章围绕光学元件的材料制备技术、超精密成形、抛光、检测及表面处理技术等方面,阐述了国内先进光学超精密制造技术的研究现状,分析了国内该领域存在的问题及应对措施,对先进光学超精密制造技术的下一个新阶段进行了展望,希望能引发该领域研究的一些思考。 展开更多
关键词 光学元件 超精密制造 复杂曲面 全频段
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JJF 2169-2024《氘灯光谱辐射照度(200nm~400nm)校准规范》解读 被引量:1
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作者 代彩红 吴志峰 +5 位作者 王彦飞 李玲 黎俊 张帆 张恒 杜岚 《中国计量》 2025年第2期50-53,61,共5页
文章阐述了JJF 2169-2024《氘灯光谱辐射照度(200 nm~400 nm)校准规范》的制定背景、主要内容以及执行过程中应注意的问题,使从事该计量器具校准的人员能够深刻理解JJF 2169-2024制定的意义和具体操作规范,为确保(200~400) nm氘灯光谱... 文章阐述了JJF 2169-2024《氘灯光谱辐射照度(200 nm~400 nm)校准规范》的制定背景、主要内容以及执行过程中应注意的问题,使从事该计量器具校准的人员能够深刻理解JJF 2169-2024制定的意义和具体操作规范,为确保(200~400) nm氘灯光谱辐射照度量值的准确可靠提供依据。 展开更多
关键词 计量学 氘灯 光谱辐射照度 紫外波段 校准规范
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JJF 2170-2024《激光光束分析仪校准规范》解读 被引量:1
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作者 邓玉强 马冲 +1 位作者 张云鹏 李超辰 《中国计量》 2025年第2期54-57,共4页
文章阐述了JJF 2170-2024《激光光束分析仪校准规范》的制定背景和主要内容,并对其执行过程中应注意的问题进行了说明,旨在帮助从事该计量器具校准的人员进一步理解和执行JJF 2170-2024,保障激光光束分析仪计量量值准确统一,以及激光光... 文章阐述了JJF 2170-2024《激光光束分析仪校准规范》的制定背景和主要内容,并对其执行过程中应注意的问题进行了说明,旨在帮助从事该计量器具校准的人员进一步理解和执行JJF 2170-2024,保障激光光束分析仪计量量值准确统一,以及激光光束参数测量结果准确可靠。 展开更多
关键词 计量学 光束分析仪 光束宽度 光束传输比 校准规范
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