TDI CCD相机实验室辐射定标的研究

TDI CCD相机辐射定标的目的是建立输入辐亮度和探测器数字化输出之间的关系,为相机提供调光参数.本文推导了辐射定标的原理,并针对特定的TDI CCD相机在应用光学国家重点实验室里使用积分球对其进行了基于光谱辐照度灯的辐射定标,标定了TID CCD相机响应的线性度、TDI CCD相机响应分别与增益和级数的关系,根据实验结果我们得到了在不同的辐亮度值下的增益和级数参考值,从而确定了TDI CCD相机的调光参数,并给出了标定的误差和各项误差源的影响.     

利用积分球对CCD线性和面均匀性的标定

积分球对CCD(Charge-coupled Device)的标定,主要是利用积分球光源具有较好的均匀性、稳定性以及精度高的特点,通过CCD采集积分球光源的图片,将积分球光源亮度转换为CCD拍摄图像的灰度,通过对采集图片灰度信息的提取,得出了CCD标定的各项参数。CCD线性标定试验的结果表明:在CCD快门值固定时,光源亮度的变化和图像灰度呈线性关系,并且在转换后的不同灰度值区段,线性度有一定的差别:在中值区,线性度最好,低值区次之,高值区最差;在光强一定的情况下,CCD快门值的改变和采集图像的灰度也呈线性关系。均匀性标定的试验结果表明:CCD的光电响应的非均匀性是随着快门值和灰度的增加而减小的,但最终趋于一个较稳定的值。     

基于两步法线阵CCD标定技术研究

线阵CCD具有高采集率、宽视场的优点，一般应用在高速扫描系统中，CCD与扫描物间的相对位姿不仅影响扫描范围，而且影响其扫描精度，所以需要高精度标定CCD位姿参数。文中首先给出了线阵CCD全位姿的数学模型，通过不断对模型的变换处理，将模型参数分离为两组，分别表征CCD的视范围及物像映射关系，两者既独立又相互联系，可以独立进行标定，简化了标定过程。     

大视场偏振CCD相机的偏振特性实验标定

大视场偏振CCD相机内部的多个光学表面会改变入射光的偏振状态,并且改变的程度与入射光的偏振态、视场角和方位角等有关,影响了仪器偏振测量精度,从而制约了偏振成像遥感数据的定量化应用水平。为解决这一问题,从考虑偏振效应的大视场偏振相机响应输出模型出发,研究模型参数的标定方法,通过设计试验获取了模型参数标定数据。将经过标定的大视场偏振CCD相机测试值和可调偏振度光源预设偏振度值进行对比,结果显示偏振相机在0°、15°、25°视场角下的偏振度测量平均误差不大于1.18%,远小于光学镜头自身的起偏度。消除偏振遥感仪器自身的偏振敏感性影响,为将来我国自主星载偏振遥感图像的定量化应用奠定基础。     

图像测速法的摄像机标定技术

针对漂浮在空气中或者液体中的粒子的速度测量,提出了一种基于双目视觉的测量方法。采用两个光轴相互垂直的CCD摄像机,分布在测量腔体的左右两侧。结合系统的几何结构特点,两个CCD摄像机分别标定,将标定模型方程转化为多项式形式,利用最小二乘原则获取平面模型标定参数,然后再利用公垂线距离最短原则实现三维坐标测量。实验给出了三维坐标的偏差分布图,证明这是一种实用有效快速的标定方法。     

多波长可视化测温系统标定的实验研究

讨论了一种基于光学的火焰／温度场测量系统的标定方法。借助黑体炉等标定源，利用温控系统提供温度参数，经CCD系统成像得到图像的灰度值，通过函数拟合获得辐射图像灰度与温度之间的关系。通过调整不同的快门速度，扩大了CCD的动态范围，从而扩大测温范围。应用图像处理技术对辐射图像去噪，对标定数据进行了整理和拟合，并对结果进行了分析。     

三维重构视觉系统的标定

文章基于改进两步法的标定思想,在三维重构中提出了一种新的视觉系统参数标定与镜头畸变修正方法.该方法根据图像中心附近点畸变量较小的性质,利用中心附近点和全场视点对CCD相机和DLP投影仪的内外部参数标定和镜头畸变修正进行分离.在标定过程中,所设计的带标准圆阵列的靶标和伪随机连续方形编码可以实现特征点的自动识别和匹配.实验表明,该方法能快速、方便地对视觉系统参数进行标定和镜头畸变修正.     

星敏感器参数标定及误差补偿

针对CCD星敏感器光学系统存在焦距不准确、CCD平面倾斜和旋转及光学镜头畸变等误差因素,在理想针孔模型的基础上,用几何方法建立了星敏感器模型。利用地面实验数据,以最小二乘法解算该数学模型,求出焦距、CCD平面倾斜和旋转因子及畸变因子等待标定参数。将标定出的参数代回数学模型,便可由星象点测量坐标直接计算并修正入射光方向矢量,从而对光学系统的误差进行了补偿。计算结果表明:星对角距统计偏差由标定前41″降到了17″,提高了计算精度。     

彩色数码相机光强响应特性的标定实验

当前高动态彩色数码相机的光强响应具有强烈的非线性,针对于此,用多项式这种非线性模型对彩色数码相机红、绿、蓝三通道的光强响应特性予以描述。建立了一种利用曝光时间测量CCD彩色数码相机光强响应特性的方法,通过调整快门速度获得不同的光强。同时,设计了标定实验,选用OLYMPUSE20数码相机对上述理论分析成果进行了实验验证,分别采用多项式模型和幂模型对实验数据进行拟合。实验结果表明,光强响应标定方法是可行的,多项式模型更适于描述彩色数码相机光强响应特性。     

基于交比不变性的投影仪镜头畸变参数标定方法

利用了透视投影中的交比不变的性质,针对由CCD和投影仪组成的测量系统,在CCD已经标定的情况下,仅考虑投影仪畸变模型为一阶径向畸变的情况,只需要投影仪投射共线的投影坐标已知的4个点,利用交比不变性,建立一元二次方程就可以标定投影仪镜头的畸变参数.该方法的特点是算法简单,易于实施,需要已知条件较少.     

The inverse transformation of angular spectrum propagation algorithm and its application to phase retrieval

An angular spectrum propagation (ASP) algorithm with a scaling parameter to simulate optical diffraction propagation through optical systems is studied. The alterable observation size is obtained by adding the scaling parameter to the Collins formula. A directly mathematical inverse transformation of the ASP algorithm (IASP) is proposed to calculate the source optical field from the known observation optical field, and the results are proved more precise. The IASP algorithm is applied to execute the phase retrieval to derive the aberrations of optical systems from intensity profiles measured in the observation plane. The derived aberrations are fitted by Zernike polynomials under the constraint that the wavefront aberrations are smooth. Numerical simulations are performed to test the accuracy of this method.     

用于时变系统参数识别的状态空间小波方法

该文利用系统的激励和受迫响应数据,基于状态空间和小波变换理论,提出了一种识别时变系统参数的新方法.该方法首先将线性时变系统的二阶振动微分方程转换为一阶状态方程,然后对系统的激励和响应信号进行小波尺度函数空间投影,利用小波尺度函数的正交性,把一阶状态空间方程解耦为线性代数方程组.其次求解方程组,识别出不同时刻的等效系统转...     

半导体激光经纬仪光电自准直测角当量的标定

采用半导体激光器作光源、线阵ＣＣＤ作光电传感器研制了一台全新的、适于野外使用的半导体激光经纬仪。ＣＣＤ光电自准直测角零位及当量的标定,直接关系到仪器的精度,我们采用一种简便、易实现的方法对ＣＣＤ自准直测角零位及当量进行了标定,并给出了标定结果。     

激光衍射小直径的CCD测量

介绍了一种利用激光衍射的原理测量小直径的方法。它是采用线阵CCD器件接收激光衍射图像，由8098单片机进行数据采集、处理与计算，从而实现了小直径细丝的直径在线测量。     

线阵CCD在颜色测试中的应用

介绍了一种以线阵ＣＣＤ器件为多通道探测器的光源颜色快速测试系统。该系统采用平场凹面光栅为主器件构成多色仪分光系统，测量全过程由微型计算机控制，实现快速，自动的光源能谱及颜色测量。具体给出了系统测试的原理，总体结构，软件和硬件配置，并提供了系统定标方法和实验结果，该系统具有广阔应用前景。     

Scaling of the Resistance and Magnetization for High Temperature Superconductors under Pressure

The scaling relation of single parameter scaling hypothesis is applied to the study of the scaling behavior of high temperature superconductors under pressure. The data of resistance and magnetization under various pressures are scaled onto a universal curve according to this scaling relation. The scaling parameters are pressure dependent while temperature independent. It is found that the controlling parameter B _i equals the relative critical temperature t _cP , which indicates that the superconducting energy gap at the zero temperature 2Δ _s0 is the controlling parameter in this scaling.      

Electronic speckle pattern shearing interferometer with a photopolymer holographic grating

A photopolymer holographic grating is used to produce the two sheared images in an electronic speckle pattern shearing interferometer. A ground glass screen following the grating eliminates unwanted diffraction orders and removes the requirement for the CCD camera to resolve the diffraction grating's pitch. The sheared images on the ground glass are further imaged onto the CCD camera. The fringe pattern contrast was estimated to be above 90%. A validation of the system was done by comparing the theoretical phase difference distribution with the experimental data from the three-point bending test.     

Scaling the response of circular plates subjected to large and close-range spherical explosions. Part II: Buried charges

This paper discusses scaling of the dynamic response of clamped circular plates subjected to close-range, large spherical blast loadings that are flush buried in dry sand. As a continuation of part I which dealt with air blasts, similarity is obtained by using replica scaling for all geometrical parameters, while the blast effect is scaled by using the Hopkinson scaling law.     

印前扫描仪光电转换器件分析研究

分析了平台扫描仪的光电转换器件CCD和滚筒扫描仪的光电转换器件PMT的结构和成像原理,对CCD和PMT参数进行了比较.得到结论:滚筒扫描仪在印前扫描中对原稿细微层次再现有利.     

基于线阵CCD的判读镜镜头直径的精确测量

判读镜镜头直径直接影响着航空照片的观察效果,实现对其精确测量有着很重要的意义。本文基于圆孔夫琅和费衍射测量微孔直径的原理和线阵CCD信号串行输出的特点,给出了判读镜镜头直径测量的硬件和软件实施方案。