基于迭代梯度算法的子孔径拼接检测技术研究

为了解决粗大调整误差下大口径光学平面镜的子孔径拼接检测问题,基于迭代梯度算法,建立了一套合理的拼接算法和数学模型,同时编制了拼接程序。结合工程实例,利用Φ600mm干涉仪实现了对Φ800mm平面镜的拼接测量。检测中,基于靶标对各子孔径实现对准,拼接所得面形光滑连续无狭缝。实验结果表明,利用迭代梯度算法可以高精度地完成粗大调整误差下大口径平面镜的拼接检测。     

子孔径拼接检测光学平面反射镜技术

干涉检测作为高精度光学面形加工的基础,其检测精度决定了加工精度。为了解决大口径光学平面反射镜检测问题,基于子孔径拼接算法,提出了一种拼接因子用于重叠区域取值,同时利用 100mm口径干涉仪对120mm口径平面反射镜完成拼接检验,并将拼接检测结果与利用150mm 口径干涉仪直接检测结果进行了对比分析,实验结果表明,拼接结果无拼痕,拼接检测结果与全口径测量结果PV 与RMS 的相对偏差分别为7.25%与7.14%,检测面形是一致的,由此验证了拼接检测的可靠性和准确性。     

子孔径拼接检测凸球面技术研究

为了解决大口径凸球面镜高精度检测问题,建立了子孔径拼接检测数学模型,模型以全局优化算法及最小二乘拟合算法为基础,优化得出被检测镜面全口径面形,并基于该数学模型对一口径120 mm凸球面镜完成了拼接检测,检测中共测量5个子孔径。由检测结果可以看出,拼接面形表面光滑连续,无拼接痕迹。为了验证拼接精度,在子孔径检测中另取一用于评价拼接精度的自检验子孔径,完成了对应子孔径的检测,并将拼接结果与自检验子孔径检测结果进行了点对点相减,从而获得残差图,实验结果表明:残差图PV值为0.014,RMS值为0.003,表明拼接结果的可信性,验证了算法的可靠性与准确性。     

平面镜子孔径加权拼接检测算法(特邀)

为了解决大口径平面反射镜高精度检测问题,建立了一种基于全局优化的子孔径拼接检测数学模型,同时提出了一种拼接因子用于重叠区域取值。基于上述方法,结合工程实例,对一口径为120 mm的平面反射镜完成拼接检测,检测中共规划了四个待测子孔径,为了对比文中所述算法与传统最小二乘拟合拼接算法的拼接性能,分别利用两种算法完成了待测平面镜的面形重构。实验结果表明,两种算法所得拼接结果光滑、连续、无“拼痕”,同时分别将两种算法所得拼接结果与全口径检测结果进行了对比分析,从传统拼接算法残差图中可以看到明显的“拼痕”,而加权拼接方法得到的拼接结果光滑、连续,同时其残差图的PV与RMS值分别为0.012λ与0.002λ,小于传统算法残差图的PV与RMS值,验证了算法的可靠性与精度。     

采用三角剖分算法的子孔径拼接检测技术

为了解决大口径光学平面镜的子孔径拼接检测问题,基于三角剖分算法与最小二乘拟合算法,建立了一套合理的拼接算法和数学模型,编制了拼接程序,并结合工程实例,利用600 mm干涉仪实现了对612 mm180 mm圆角矩型平面镜的拼接测量。检测中,基于靶标确定子孔径间的相对位置,完成子孔径间的对准,并且基于不同的镜体位置,对拼接检测的重复性进行了多次实验验证。实验结果表明:拼接结果无拼痕,并且两次基于不同镜体位置计算获取的拼接面形PV与RMS的相对偏差分别为2.07%与0.52%,拼接面形是一致的,验证了检测的可靠性和准确性。     

基于最大似然估计算法的子孔径拼接检测技术

大口径平面镜作为光学系统的重要组成部分, 其面形精度对系统成像具有重要影响。子孔径拼接检测作为大口径光学平面反射镜检测的常用手段, 子孔径拼接算法是该技术的核心。研究了平面子孔径拼接算法, 基于最大似然估计与正交化Zernike多项式拟合建立了一套合理的拼接算法与数学模型, 基于该算法模型可以有效实现对大口径平面镜的拼接检测, 同时编写了相应的拼接程序, 并利用100 mm干涉仪对120 mm的平面镜进行了拼接检测, 给出了拼接检测与全口径检测的对比结果, 对比结果表明: 拼接所得全孔径相位分布与全口径检测结果的RMS值偏差分别为0.002, 验证了算法的可靠性与准确性。     

大口径碳化硅反射镜面形子孔径拼接干涉检测

为了突破大口径反射镜面形检测的瓶颈,提出了子孔径拼接干涉检验方法。分析研究了子孔径拼接的基本原理与实现流程。基于三角剖分算法、最小二乘拟合和齐次坐标变换等建立了综合优化子孔径拼接数学模型。结合工程实际,规划7个子孔径完成了口径为800mm的大口径碳化硅反射镜的拼接测量,获得了全口径面形分布。利用基准靶标并基于迭代算法实现了镜面物理坐标与拼接像素坐标之间的转换,从而为大口径反射镜后续数控精确加工提供了依据。     

子孔径拼接干涉测量一大口径双曲面(英文)

为了无需辅助元件就能够实现对大口径非球面的检测,将子孔径拼接技术与干涉技术相结合,提出了一种利用子孔径拼接干涉检测非球面的新方法.分析了该技术的基本原理,并基于齐次坐标变换、最小二乘拟合建立了一种综合优化的拼接模型,在此基础上初步设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装备.利用该方法对一口径为350 mm的双曲面进行了5个子孔径的拼接检测,得到拼接后的全口径面形误差的PV值为0.319λ,RMS值为0.044λ(=632.8 nm).为了对比和验证,对该非球面进行了零位补偿检测,两种方法测量所得的全口径面形分布是一致的,其PV值和RMS值的偏差分别为0.032λ和0.004λ.实验结果表明:该数学模型和拼接算法是准确可行的,从而提供了一种非零补偿测试大口径非球面的手段.     

子孔径拼接检测浅度非球面

子孔径拼接技术可实现无需辅助元件且低成本、高精度地对大口径光学镜面的测量。针对浅度非球面,在用子孔径拼接检测平面和高陡度非球面的基础上,提出了利用圆形子孔径检测浅度非球面的算法。对其数学模型、拼接算法以及检测过程进行了分析和探讨。利用37项Zernike多项式拟合浅度非球面,用圆形子孔径进行了划分。最后完成子孔径的拼接仿真,验证了数学模型及拼接算法的可行性,同时分析了子孔径的平移、倾斜和随机误差对拼接精度的影响。     

大口径凸非球面反射镜子孔径拼接检测

为了获得大口径凸非球面反射镜全口径的面形,提出了利用子孔径拼接检测大口径凸非球面的新方法。利用干涉仪标准球面波前依次干涉测定大口径镜面上各个区域的相位分布,通过子孔径拼接算法即可求解得到镜面全口径面形信息。对该方法的基本原理和实现步骤进行了分析和研究,建立了大口径拼接检测算法的数学模型,设计并研制了大口径反射镜拼接检验装置。结合实例对一口径为260 mm 的碳化硅凸非球面反射镜进行了9 个子孔径的拼接干涉测量,并将拼接检测结果与全口径面形测量结果进行对比,两种方法测量面形PV 值和RMS 值的偏差分别为0.043和0.021（=632.8 nm）。     

高陡度保形光学非球面环形子孔径检测方法

环形子孔径拼接技术检测大口径、高陡度光学非球面具有低成本、高效率的特点。提出一种基于最小二乘法和泽尼克多项式拟合的环形子孔径拼接方法检测高陡度光学非球面。研究了环形子孔径拼接算法的基本原理,对环形子孔径的划分方式进行数学公式推导及参数运算,建立被测非球面的有效数学模型。全口径的拼接结果与原始波面基本一致,二者PV和RMS差值分别为0.015 1、0.004 7(为632.8 nm),残差的PV和RMS值为0.043 5、0.005 2,验证该算法的有效性和准确性。     

基于自适应匹配的实时视频拼接系统

为了实现基于PC机的实时视频拼接,提出一种基于自适应匹配的平移参数计算方法。设计基于海思HI3520D开发平台采集两路视频,UDP传输视频,PC机接收视频并实现视频拼接。在系统启动时候,通过巴氏距离方法得到融合后的图像重叠区域匹配度,反馈优化,得到最佳平移参数。试验证明该系统不仅提高了图像融合质量而且具有良好的实时性,实现了两路视频实时拼接,系统总体拼接速度为40ms左右。     

面向深海序列图像拼接的快速匹配方法

在分析深海序列图像具有时间和空间上连续性的 基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波跟踪序列图像的 空间位置实施序列图像的快速匹配方法。以序列图像间相似变换矩阵的4个参数为状态向 量建立卡尔曼滤 波器。首先根据前序序列图像匹配后的状态向量预测当前帧待拼接图像的状态向量,建立相 对于前一帧图像 的相似变换矩阵;然后建立前后帧图像中子区域的对应关系,分别实现子区域内特征点的局 部匹配;最后根 据局部匹配的结果估计相似变换矩阵,并修正状态向量。实验中,为提高匹配的可靠性,对 每个子区域进行放 大,当子区域取128×128,放大系数为1.5时 ,本文提出的局部匹配方法得到的匹配准确率超过90%,匹 配效率提升约50%,表明本文方法能有效地应用于序列图像的拼接。     

基于特征匹配拼接的大锻件测量研究

在对大锻件尺寸非接触测量的研究中,为有效解决传统双目视觉测量视野狭小的问题,文中提出一种基于图像特征拼接的测量方法,首先通过理论分析和实验重点研究了相关特征检测算子,使改进后的算子不仅提高了检测效果,提升了匹配精度而且鲁棒性更强;然后结合余弦相似度原则和RANSAC法完成大锻件截面轮廓拼接,最后通过摄像机标定原理得到截面尺寸。通过多组实验结果与实际数据相比较,表明文中方法确实能有效测量大锻件截面轮廓尺寸。     

基于SIFT匹配的两视点坐标映射模型应用

针对两视点立体合成技术提出了一种镜头遮挡图像修复方法,该修复方法利用左右视图坐标映射模型实现。首先利用尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform)算法提取左右视图特征点,然后进行特征匹配,利用匹配点对坐标信息和随机采样一致性算法(Random Sample Consensus)求解左右视图基本矩阵,最后根据该映射模型,用正常视图内容修复被遮挡区块,以提供可靠的两视点立体素材,能达到良好的修复效果。实验证明,该算法具有高鲁棒性和高运算速度。     

基于SIFT匹配的两视点坐标映射模型应用

针对两视点立体合成技术提出了一种镜头遮挡图像修复方法,该修复方法利用左右视图坐标映射模型实现。首先利用尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform）算法提取左右视图特征点,然后进行特征匹配,利用匹配点对坐标信息和随机采样一致性算法（Random Sample Consensus）求解左右视图基本矩阵,最后根据该映射模型,用正常视图内容修复被遮挡区块,以提供可靠的两视点立体素材,能达到良好的修复效果。实验证明,该算法具有高鲁棒性和高运算速度。     

基于深度信息改进的RGB-D图像拼接技术

针对RGB-D相机拍摄目标的深度信息复杂导致RGB-D图像拼接出现错误的现象,提出一种基于深度信息改进的RGB-D图像拼接技术.首先使用像素比重与点云可视化密度联合的深度相机最优测量范围估计方法确定RGB-D相机拍摄目标的最优测量范围;其次设计一种深度值改进的特征匹配算法对RGB-D图像进行拼接;最后对拼接后的RGB-...