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An Algorithm to Recognize the Target Object Contour Based on 2D Point Clouds by Laser-CCD-Scanning 被引量:1
1
作者 MAO Hongyong SHI Duanwei +4 位作者 ZHOU Ji XU Pan CHEN Shiyu XU Yuxiang FENG Fan 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS CSCD 2015年第4期355-361,共7页
For a vision measurement system consisted of laser-CCD scanning sensors, an algorithm is proposed to extract and recognize the target object contour. Firstly, the two-dimensional(2D) point cloud that is output by th... For a vision measurement system consisted of laser-CCD scanning sensors, an algorithm is proposed to extract and recognize the target object contour. Firstly, the two-dimensional(2D) point cloud that is output by the integrated laser sensor is transformed into a binary image. Secondly, the potential target object contours are segmented and extracted based on the connected domain labeling and adaptive corner detection. Then, the target object contour is recognized by improved Hu invariant moments and BP neural network classifier. Finally, we extract the point data of the target object contour through the reverse transformation from a binary image to a 2D point cloud. The experimental results show that the average recognition rate is 98.5% and the average recognition time is 0.18 s per frame. This algorithm realizes the real-time tracking of the target object in the complex background and the condition of multi-moving objects. 展开更多
关键词 laser-ccd scanning sensor 2D point cloud contour recognition improved Hu invariant moments BP neural network
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In-process tool wear monitoring using laser-CCD
2
作者 李旦 陈明君 杨剑明 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 1999年第3期37-39,共3页
A simple and reliabe monitoring method based on laser-CCD trigonometric measurement is Proposed for toolwear sensing in the automation of manufacturing processes, and experimental results show this method is good for ... A simple and reliabe monitoring method based on laser-CCD trigonometric measurement is Proposed for toolwear sensing in the automation of manufacturing processes, and experimental results show this method is good for in-dustrial use. 展开更多
关键词 TOOL WEAR MONITORING LASER CCD
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1064 nm/532 nm皮秒激光对可见光CCD干扰损伤效应研究
3
作者 韩仁杰 黄晨 +8 位作者 郑长彬 王佳敏 孙俊杰 陈毅 于晶华 张逸文 张新 赵振 陈飞 《中国光学(中英文)》 北大核心 2026年第2期317-324,共8页
随着短脉冲激光技术的快速发展,CCD图像传感器受到的潜在威胁呈现区别于传统连续/长脉冲激光的新特征。为了探究不同波长短脉冲激光致CCD图像传感器干扰损伤的影响机制和作用原理,选用波长为1064 nm、532 nm,脉宽为30 ps,重复频率为1 H... 随着短脉冲激光技术的快速发展,CCD图像传感器受到的潜在威胁呈现区别于传统连续/长脉冲激光的新特征。为了探究不同波长短脉冲激光致CCD图像传感器干扰损伤的影响机制和作用原理,选用波长为1064 nm、532 nm,脉宽为30 ps,重复频率为1 Hz的皮秒激光对可见光CCD进行干扰损伤实验研究。通过光学显微镜、图像传感器自身成像观察CCD干扰损伤不同阶段的辐照效能。分析了短脉冲激光对CCD干扰损伤的机理,对比了两种波长激光辐照CCD不同阶段的成像图像、微观形貌以及阈值。结果表明,对于可见光CCD,波长为532 nm激光比波长为1064 nm的微透镜层贯穿能力更强,波长532 nm激光比波长1064 nm激光干扰阈值低1-2个数量级,点损和线损阈值低2个数量级。 展开更多
关键词 短脉冲激光 CCD 辐照效应 干扰损伤
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基于双CCD相机标定的面形测量中反向激光共线性位姿检测方法
4
作者 罗明哲 李加福 +3 位作者 张楠 董钧港 杜华 朱小平 《计量学报》 北大核心 2025年第10期1454-1460,共7页
针对面形测量中反向激光共线性的高精度要求,提出了一种基于双CCD相机的激光位移传感器光轴位姿测量方法。采用单束激光的反射共线性路径,以左像平面图像坐标系为xOy基准面,结合光栅尺构建z轴,建立了测量系统的三维坐标系,由2台CCD相机... 针对面形测量中反向激光共线性的高精度要求,提出了一种基于双CCD相机的激光位移传感器光轴位姿测量方法。采用单束激光的反射共线性路径,以左像平面图像坐标系为xOy基准面,结合光栅尺构建z轴,建立了测量系统的三维坐标系,由2台CCD相机连续捕捉光斑中心坐标,通过多点拟合确定激光光轴直线方程,并提出了一种新的位姿关系计算方法,通过坐标系转换直接计算2束激光的位姿关系。优化了传统的单CCD相机检测方法,减少了分步标定引入的人为误差,提高了检测效率。实验结果表明,调校前2条激光束夹角为0.337°,距离为2.179 mm,经调整后,夹角降低至0.054°,距离减少至0.431 mm,表明该方法可实现光轴夹角亚角分(<0.1°)与光轴偏移亚毫米级(<0.5 mm)的位姿检测精度。该方法有助于定量分析面形测量中激光不共线引起的测量误差,同时,优化了传统的单CCD相机检测方法,使检测过程更简便,引入的误差因素更少。 展开更多
关键词 几何量计量 面形测量 反向激光 共线性检测 CCD相机
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纳秒激光辐照彩色CCD探测器损伤实验研究
5
作者 佐明慧 张翠恒 +2 位作者 聂品 王頔 魏智 《应用光学》 北大核心 2025年第2期451-457,共7页
随着光电技术的发展,彩色电荷耦合器件(CCD)探测器在各种应用中的重要性不断提升。因此,分析其在激光辐照下的损伤特性是提升其可靠性的关键。选用波长为532 nm,脉冲宽度为10 ns,重复频率为1 Hz的纳秒激光对彩色CCD探测器进行损伤实验研... 随着光电技术的发展,彩色电荷耦合器件(CCD)探测器在各种应用中的重要性不断提升。因此,分析其在激光辐照下的损伤特性是提升其可靠性的关键。选用波长为532 nm,脉冲宽度为10 ns,重复频率为1 Hz的纳秒激光对彩色CCD探测器进行损伤实验研究,分析其在不同峰值功率密度下的损伤特性。通过金相显微镜、扫描电子显微镜和三维表面测量仪观察彩色CCD探测器损伤区域的微观结构和深度,从而确定内部损伤的位置。结果表明:在2.675×10^(5)W/cm^(2)功率密度下,损伤集中在分色滤色片层,出现白洞损伤,当功率密度增至3.534×10^(6)W/cm^(2)时,遮光铝膜熔化,引发白线损伤,进一步增加功率密度至4.526×10^(6)W/cm^(2),损伤深入到N型光敏区,导致灰-白屏损伤,在最大功率密度5.926×10^(6)W/cm^(2)时,N型硅基底受损,彩色CCD探测器完全失效。 展开更多
关键词 彩色CCD探测器 激光辐照 输出图像 峰值功率密度
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激光对CCD及CMOS图像传感器的损伤阈值研究 被引量:41
6
作者 林均仰 舒嵘 +2 位作者 黄庚华 方抗美 闫志新 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期475-478,共4页
针对激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰损伤进行了理论分析和实验研究.实验测量出常压及真空条件下1064nm激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰阈值、损伤阈值及完全损坏阈值.实验结果表明,CCD或CMOS图像传感器的各种阈值在常压和真空两种不... 针对激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰损伤进行了理论分析和实验研究.实验测量出常压及真空条件下1064nm激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰阈值、损伤阈值及完全损坏阈值.实验结果表明,CCD或CMOS图像传感器的各种阈值在常压和真空两种不同条件下的差别不明显.实验结果还显示,无论在常压还是在真空条件下,CCD比CMOS更容易受到激光的干扰和损伤甚至严重损坏;而CMOS相机具有很好的抗干扰和抗损伤能力. 展开更多
关键词 激光干扰 CCD图像传感器 CMOS传感器 损伤阈值 激光
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CCD强光串扰效应的串扰线缺口现象及其机制 被引量:14
7
作者 张震 江天 +1 位作者 程湘爱 姜宗福 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1505-1510,共6页
在激光辐照行间转移CCD相机的实验中发现了关于CCD串扰效应的一个新现象,即在串扰线上出现缺口,该缺口紧邻主光斑上侧且随光强增大而减小。基于行间转移面阵CCD的构造和工作过程,利用CCD串扰效应的一种新机制对现象作出了合理的解释。... 在激光辐照行间转移CCD相机的实验中发现了关于CCD串扰效应的一个新现象,即在串扰线上出现缺口,该缺口紧邻主光斑上侧且随光强增大而减小。基于行间转移面阵CCD的构造和工作过程,利用CCD串扰效应的一种新机制对现象作出了合理的解释。串扰线的形成依赖于在垂直转移动作过程中CCD信号积分势阱中的载流子向垂直转移CCD寄存器中的溢出。串扰线上缺口的出现则是由于CCD的信号积分势阱被读出转移动作清空后再次填满需要经过一定时间,该时间内无信号电荷溢出至转移沟道;读出转移清空存储势阱的时刻是构成主光斑的主体信号电荷按正常时序进入垂直转移CCD寄存器的时刻,故缺口紧邻主光斑的上侧;光强越大,光电子再次填满存储势阱乃至溢出形成串扰线所需要的时间越短,则缺口越小。 展开更多
关键词 激光 CCD 串扰线缺口 溢出中断 耦合转移
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固体激光远场瞬时光斑时空分布测量技术 被引量:10
8
作者 李艳娜 唐力铁 +3 位作者 谢翔云 尹飞 于志闯 沈丽娟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期182-188,共7页
基于漫透射CCD成像法原理,建立了固体激光瞬时光斑时空分布测量系统。开展了该测量方法的可行性验证实验,能够精确地获得激光远场光斑图像,并运用Matlab软件对测量数据进行处理,得到激光远场光斑半径、光束质量、质心位置、光轴抖动、... 基于漫透射CCD成像法原理,建立了固体激光瞬时光斑时空分布测量系统。开展了该测量方法的可行性验证实验,能够精确地获得激光远场光斑图像,并运用Matlab软件对测量数据进行处理,得到激光远场光斑半径、光束质量、质心位置、光轴抖动、光强分布以及平均功率密度等参数。实验结果表明:利用漫透射CCD成像法测量固体激光远场瞬时光斑时空分布是可行的,测试系统采集频率可达120 Hz。该方法具有高分辨率、高帧频、低成本、使用方便的突出优点,能同时实现激光强度分布和功率的测量,测量功率误差小于2%。 展开更多
关键词 漫透射 激光 CCD成像法 光强分布 功率
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高重复频率飞秒激光对面阵CCD的干扰和破坏 被引量:38
9
作者 郭少锋 程湘爱 +6 位作者 傅喜泉 孙运强 王飞 李文煜 周玉平 陆启生 文双春 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1783-1786,共4页
采用800 nm,100 fs的超短脉冲激光器对硅面阵CCD进行辐照实验,观测到饱和、串扰以及永久性损伤等多种可能造成成像器件失效的现象,特别是在激光能量较高时,发现CCD在成像时出现了黑白屏的现象。在飞秒激光器以1,10和1000 Hz工作的条件下... 采用800 nm,100 fs的超短脉冲激光器对硅面阵CCD进行辐照实验,观测到饱和、串扰以及永久性损伤等多种可能造成成像器件失效的现象,特别是在激光能量较高时,发现CCD在成像时出现了黑白屏的现象。在飞秒激光器以1,10和1000 Hz工作的条件下,分别测量了硅面阵CCD的饱和阈值、串扰阈值和破坏阈值。对破坏后的CCD器件进行了显微分析。在1 kHz工作的条件下进行了视场外干扰实验,观察到串扰和全屏饱和的现象。 展开更多
关键词 飞秒激光 面阵CCD 破坏机理 串扰 饱和
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车载式钢轨磨耗近红外动态测量装置原理 被引量:9
10
作者 蒋本和 靳文瑞 +3 位作者 纪淑波 朱奎义 闫伟 陈文毅 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期91-93,共3页
文章采用激光近红外线状光源,CCD技术及计算机图像处理等技术,实时采集钢轨断面图像,并快速准确地计算出钢轨断面磨损参数的大小,给铁路的安全运行提供可靠的信息依据。
关键词 钢轨 磨损参数 激光近红外线状光源 CCD技术 计算机图像处理 动态测量装置原理
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1.319μm连续YAG激光束对可见光面阵CCD系统的干扰研究 被引量:27
11
作者 张大勇 赵剑衡 +2 位作者 王伟平 刘仓理 唐小松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1050-1052,共3页
 利用1.319μm连续钇铝石榴石激光对可见光面阵CCD系统进行干扰实验,分析了该CCD系统发生干扰饱和的原因,计算了1.319μm激光辐照面阵可见光CCD的干扰饱和阈值,利用实验数据在定量上验证了计算结果。当像面上激光功率密度达到102W/cm2...  利用1.319μm连续钇铝石榴石激光对可见光面阵CCD系统进行干扰实验,分析了该CCD系统发生干扰饱和的原因,计算了1.319μm激光辐照面阵可见光CCD的干扰饱和阈值,利用实验数据在定量上验证了计算结果。当像面上激光功率密度达到102W/cm2量级时,CCD出现饱和串音,达到103W/cm2量级时,出现全屏饱和。 展开更多
关键词 钇铝石榴石激光 面阵电荷耦合器件系统 饱和阈值
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激光双路对称透射法在线测量平板玻璃厚度 被引量:6
12
作者 张景超 闫玺 +3 位作者 朱艳英 李潮洋 李贺光 胡学良 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2812-2816,共5页
针对传统测量平板玻璃厚度的不足,基于光的折射原理,提出一种双路激光对称透射法,设计了在线测量平板玻璃厚度的装置,以线激光做光源,以对称平面镜组为光路转换装置,将对称分布的光路调制为两束相互平行的线激光,线阵CCD传感器作为视觉... 针对传统测量平板玻璃厚度的不足,基于光的折射原理,提出一种双路激光对称透射法,设计了在线测量平板玻璃厚度的装置,以线激光做光源,以对称平面镜组为光路转换装置,将对称分布的光路调制为两束相互平行的线激光,线阵CCD传感器作为视觉探测工具,并针对测量图像的特点,选定背景与目标的过渡区域段的灰度值,作为单束线光带图像的边界阈值,使用改进灰度重心法提取线光带中心像素。通过对待测样品的实验检测,结果表明该方法测量精确可达0.1mm,该精度符合玻璃生产线中对其厚度检测标准的要求。由此证明了该方法的可行性,并具有良好的实用价值。 展开更多
关键词 玻璃厚度 线激光 CCD 灰度图像 在线测量
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1.06μm激光对CCD、CMOS相机饱和干扰效果对比研究 被引量:21
13
作者 邵铭 张乐 +2 位作者 张雷雷 柴国庆 胡琥香 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期163-167,共5页
为了对比激光对CCD、CMOS两种图像传感器的干扰效果,利用1.06 μm高重频激光开展了对CCD、CMOS两种相机的饱和干扰实验研究,分析了两种相机在干扰有效面积、饱和干扰面积、干扰前后图像相关度等与激光入射功率之间的关系.实验结果表明:... 为了对比激光对CCD、CMOS两种图像传感器的干扰效果,利用1.06 μm高重频激光开展了对CCD、CMOS两种相机的饱和干扰实验研究,分析了两种相机在干扰有效面积、饱和干扰面积、干扰前后图像相关度等与激光入射功率之间的关系.实验结果表明:CMOS相机达到单元像素饱和的激光功率阈值是CCD相机的20倍;要达到相同的干扰有效面积,所需的激光功率CMOS相机要大于CCD相机10倍~100倍;要达到相同的饱和像元数,所需的激光功率CMOS相机比CCD相机约大10倍~60倍.因此,CMOS相机要比CCD相机具有更好的抗1.06 μm激光干扰能力. 展开更多
关键词 激光干扰 CCD相机 CMOS相机 饱和效应
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单脉冲激光对CCD探测器的硬损伤及损伤概率 被引量:17
14
作者 朱志武 张震 +2 位作者 程湘爱 黄良金 刘泽金 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期113-118,共6页
在纳秒激光脉冲辐照下,随着CCD探测器损伤程度的加深,成像系统输出画面中先后出现点损伤、白线损伤以及完全失效等现象,且损伤阈值呈现出概率分布特性。实验激光波长为1064nm,首先采用n-on-1辐照模式,研究CCD探测器在不同损伤程度下的... 在纳秒激光脉冲辐照下,随着CCD探测器损伤程度的加深,成像系统输出画面中先后出现点损伤、白线损伤以及完全失效等现象,且损伤阈值呈现出概率分布特性。实验激光波长为1064nm,首先采用n-on-1辐照模式,研究CCD探测器在不同损伤程度下的损伤现象,从器件工作原理的角度分析各种现象出现的机理。利用光学显微镜观察样品的损伤形貌,发现探测器的损伤部位从内部材料开始,逐渐发展到位于表面的微透镜结构。接下来,采用1-on-1辐照模式测量了点损伤和完全失效阶段的激光能量密度阈值,并以损伤概率的形式进行描述,得到实验样品的完全失效阈值在100 mJ/cm2左右。 展开更多
关键词 激光损伤CCD探测器 损伤机理 损伤概率 单脉冲激光
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基于CCD的玻璃厚度在线测量系统 被引量:19
15
作者 刘力双 张铫 +1 位作者 卢慧卿 王宝光 《传感技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期652-654,共3页
浮法玻璃生产中需要对玻璃在高温区进行在线测量。研究了利用半导体激光和线阵CCD组成的在600℃高温条件下工作的玻璃厚度在线测量系统。系统采用循环水冷却方法使测头工作在正常条件下,利用软件对数据进行处理来克服高温气流等造成的... 浮法玻璃生产中需要对玻璃在高温区进行在线测量。研究了利用半导体激光和线阵CCD组成的在600℃高温条件下工作的玻璃厚度在线测量系统。系统采用循环水冷却方法使测头工作在正常条件下,利用软件对数据进行处理来克服高温气流等造成的随机误差。系统样机对玻璃厚度进行在线测量的精度达到15μm,测量范围为2~20mm。 展开更多
关键词 高温 在线测量 激光 线阵CCD 玻璃
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脉冲激光对CCD图像跟踪系统干扰效果评估 被引量:19
16
作者 王世勇 付有余 +1 位作者 郭劲 李文力 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期20-22,共3页
CCD图像跟踪系统广泛应用于图像制导、光电观测等领域 ,其利用目标的二维图像信息 ,实现对目标的跟踪 ,具有跟踪精度高、隐蔽性好、抗干扰能力强等特点。作为新概念武器之一的激光武器能否对其实现干扰及干扰效果如何是人们最为关心的问... CCD图像跟踪系统广泛应用于图像制导、光电观测等领域 ,其利用目标的二维图像信息 ,实现对目标的跟踪 ,具有跟踪精度高、隐蔽性好、抗干扰能力强等特点。作为新概念武器之一的激光武器能否对其实现干扰及干扰效果如何是人们最为关心的问题 ;通过开展该领域的实验 ,回答了上述问题 。 展开更多
关键词 脉冲激光 光电对抗 CCD图像跟踪系统 电子线 干扰效果评估
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连续波YAG激光辐照对面阵CCD探测器成像质量影响的研究 被引量:10
17
作者 许晓军 曾交龙 +2 位作者 陆启生 舒柏宏 刘泽金 《红外与激光工程》 EI CSCD 1999年第1期36-39,共4页
用可见光面阵CCD探测器破坏阈值以下的YAG连续波激光辐照CCD探测器,同时对其成像质量的影响进行了研究,并将其与YAG脉冲激光对可见光面阵CCD的破坏进行了对比。得出了连续波激光对面阵CCD破坏的一些结论,最后对破... 用可见光面阵CCD探测器破坏阈值以下的YAG连续波激光辐照CCD探测器,同时对其成像质量的影响进行了研究,并将其与YAG脉冲激光对可见光面阵CCD的破坏进行了对比。得出了连续波激光对面阵CCD破坏的一些结论,最后对破坏机理进行了分析。 展开更多
关键词 连续波激光 面阵CCD 破坏机理 激光器
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远场激光光斑图像处理方法研究 被引量:14
18
作者 张海庄 姚梅 +2 位作者 雷萍 李鹏 曾庆平 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期460-463,共4页
常用的基于高斯光束特性的激光光斑图像处理算法,处理远场光斑图像会丢失部分能量较低的光斑数据,致使处理出的光斑能量密度低端精度不能达到0.01μJ/cm2的需求。为了得到更精确的远场激光光斑数据信息,提出了基于噪声特性的激光光斑图... 常用的基于高斯光束特性的激光光斑图像处理算法,处理远场光斑图像会丢失部分能量较低的光斑数据,致使处理出的光斑能量密度低端精度不能达到0.01μJ/cm2的需求。为了得到更精确的远场激光光斑数据信息,提出了基于噪声特性的激光光斑图像自动阈值处理算法。该算法在分析系统噪声特性的基础上,依据3σ原则确定图像提取阈值进行光斑图像处理。通过试验验证了该算法既能够有效抑制系统噪声,又能够改善光斑图像的处理质量,恢复光斑图像丢失的数据信息,使光斑能量密度低端达到探测需求。结果表明,基于噪声特性的光斑图像处理算法能够有效提高远场激光光斑的处理精度,更适用于远场激光光斑图像的处理。 展开更多
关键词 图像处理 阈值提取 激光光斑 CCD摄像法
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CCD测量激光光斑方法研究 被引量:31
19
作者 胡林亭 卢显葵 +1 位作者 金俊坤 韩福利 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期154-157,共4页
给出了用CCD进行激光光斑成像试验的结果 ,分析了激光光斑的测量精度和测量中存在的问题 。
关键词 CCD 激光光斑 测量方法
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激光光斑漂移的检测 被引量:26
20
作者 王春阳 李金石 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第2期205-208,共4页
针对激光光斑漂移设计了一套光斑漂移检测系统。利用该系统实现了对He-Ne激光器出射光束漂移的检测。它采用CCD摄像头和图像采集卡采集激光器输出光斑,通过专门软件对数字图像进行处理,得出光斑漂移的大小;另外,利用几何光学方法得到了... 针对激光光斑漂移设计了一套光斑漂移检测系统。利用该系统实现了对He-Ne激光器出射光束漂移的检测。它采用CCD摄像头和图像采集卡采集激光器输出光斑,通过专门软件对数字图像进行处理,得出光斑漂移的大小;另外,利用几何光学方法得到了激光光束在X方向、Y方向以及空间立体角上的漂移大小。分析了引起光束漂移的原因。结果表明:He-Ne激光器出射光束的指向主要受温度、环境振动、空气扰动和激光器自身结构的影响。该系统能准确地测量出激光器出射光束的漂移大小,实现光束漂移的控制。 展开更多
关键词 HE-NE激光器 CCD摄像机 光斑漂移 图像处理
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