别汉棱镜光轴一致性检测与装调方法

针对在平行光路中无法检测别汉棱镜光轴和机械轴之间的位移误差问题,提出了位移误差检测方案,设计了别汉棱镜光轴一致性检测系统,包括检测光路和对照光路,这两条光路总长相等,MTF均接近衍射极限,根据设计的检测系统搭建检测光路,对口径为25 mm的别汉棱镜进行装调,先后在传统平行光路和本文所设计的检测光路中检测并调整棱镜光轴和机械轴之间的角度误差和位移误差,并使其最小,最终测得别汉棱镜的出射光轴与入射光轴的光轴一致性精度为±48″,将装调好的别汉棱镜和旋转轴系装入正式系统中装调,测得光轴一致性精度为±0.8个像素,达到像素级精度。本文提出的检测方法提高了在系统中装调别汉棱镜光轴的效率和精度。

基于改进后YOLOv5模型的微镜头缺陷目标检测

目前,针对工业中微镜头缺陷检测困难、效率低下、误检率高、对微小缺陷识别能力不足等问题,本文首先提出了一种新的工业微镜头缺陷检测方案,具体方法是利用散斑透射的方式,将表面缺陷问题转化为光学图像检测问题。其次还提出了一种针对图像过大、冗余信息过多的图像预处理方式,该方式不仅能够有效丰富数据集,并且能够模拟在工业检测过程中出现的情况,有助于提升模型鲁棒性。最后提出了改进后YOLOv5目标检测模型,通过改进后YOLOv5模型引入了空间注意力以及通道注意力,不仅能够有效针对微小缺陷识别不足问题提升模型学习能力,并抑制噪声影响,还能够在不同尺度上对特征图进行注意力评估,并且自适应关注到图像中的缺陷部分。本文提出的改进后模型能够在MAP指标上取得99.3%的分数,满足了工业微镜头缺陷检测任务中的检测需求。

复杂截面型材力控制拉弯成形数值模拟分析

复杂截面挤压型材的高精度拉弯成形是制造框架式车身的关键技术.本文基于动态显式有限元软件PAM-STAMP,针对一种典型的框架式车身用复杂截面挤压型材,对其力控制方式的直进台面式拉弯成形进行了数值模拟研究,对比分析了两种截面形状的型材截面畸变和回弹随补拉力增大的变形规律,并得到了摩擦系数对成形精度的影响.数值模拟结果表明,增加型材截面的变形刚度,可以显著地减小截面畸变和回弹;增加补拉力,增大了截面畸变但减小了回弹;增大摩擦系数,截面畸变量减小而回弹增加.

轻质碳化硅平面反射镜超光滑表面加工

介绍了对角线为110mm六边形反应烧结轻质碳化硅平面反射镜超光滑光学加工工艺流程。详细阐述了各个工序所使用的磨具、磨料和抛光机床工艺参数,对实际加工的轻质碳化硅平面反射镜超光滑表面进行检测,检测结果为:面形精度均方根值(RMS)为0.011λ(PV值为0.071,λ=632.8nm),表面粗糙度RMS达0.75nm。

琼斯矩阵在偏振干涉滤光片设计中的应用研究

利用琼斯矩阵分析偏振干涉滤光片输出特性 ,并与给定的期望输出进行比较 ,可以快速准确地设计出偏振干涉滤光片的各个参量 .本文着重利用琼斯矩阵分析了由第一块延迟片厚度为 L、光轴与 X轴夹角为 45°、后面串接偶数个厚度为 2 L 延迟片构成的新型偏振干涉滤光片的输出特性 。

大视场广角物镜畸变的实时数字校正

分析了利用数字图像处理进行畸变校正的理论 ,采用点阵样板校正的方法 ,对特殊的大视场广角物镜光学系统进行畸变的实时校正。通过计算机多项式拟合 ,得到该光学系统畸变的非线性变换关系 ,进而得到理想图像对应于畸变图像的空间位置及其偏移量 ,并以查找表的形式存于 EPROM中。利用实时数字逻辑电路 (FPGA) ,对畸变图像上的每个像素进行空间位置和灰度校正 ,最终得到无畸变的图像 ,完成畸变的实时校正过程。

一种用于数字成像的自动对焦系统

提出一种用于数字成像的自动对焦系统,它以CMOS为图像传感器,用DSP进行数据处理并控制驱动电路调整镜头的位置,达到准确自动对焦的目的。系统采用对焦深度法实现自动对焦,通过改变镜头的位置获得一系列模糊程度不等的图像,计算每幅图像的清晰度评价值构成对焦评价曲线;采用梯度函数作为评价标准来评价图像的清晰度;采用窗口选择技术控制对焦感兴趣范围,减少了数据处理量;对实验样机的测试表明,系统有较好的自动对焦性能,并解决了百叶窗问题,对透过玻璃窗户的目标仍然能正确对焦。

基于机器视觉的大输液智能灯检机研究

本文面向医用大输液溶液的在线自动化检测,运用机器视觉技术、自动控制原理,开发了一台智能灯检机。为了从复杂的视觉图像中提取出微小的检测目标,该灯检机运用机械方法使检测目标与背景间产生运动差异,再利用精密的光学成像系统获取目标运动序列图像,最后应用智能图像处理算法完成对产品的检测。本文给出了灯检机的系统结构,并详细介绍了目标检测的关键算法,给出了实验结果。该研究证明机器视觉技术可以有效的运用于大输液产品的在线检测。

用射影不变性纠正鱼眼镜头畸变

计算机视觉通常采用针孔摄像机模型,但对于存在较大畸变的鱼眼镜头或广角镜头,必须首先纠正镜头畸变才能应用针孔模型。为了从同时存在透视变形和鱼眼畸变的图像中纠正鱼眼畸变,采用了以下射影不变性:空间中直线的投影为直线;平行直线束的投影平行或相交于一点;直线段投影的交比不变。首先,用待纠正的鱼眼镜头对一幅等间隔正交网格图成像,提取网格结点作为控制点,然后用射影不变性求解畸变模型,达到纠正畸变的目的。该算法巧妙地运用三次方程的Cardan解法,大大提高了速度。结果表明,运用该方法纠正鱼眼镜头畸变速度快、精度高。

高精度轻型长条形反射镜多点支撑方案

轻型、大视场、高分辨力可见光空间遥感器的研制已成为空间光学工作者的重点研究课题。本文结合某研究项目拟探讨高精度长条形反射镜的多点支撑方案及其实施，重点论述其研究过程和方法。

星敏感器光学系统弥散斑测试方法

提出了一种星敏感器光学系统弥散斑尺寸的测试方法,主要是利用平行光管、转台和CCD显微摄像系统组成弥散斑测量系统,采集图像后,采用双三次插值像元细分,提取图像中灰度值,依据瑞利判据计算弥散斑尺寸。通过实际测量和试验验证,光学系统0.8视场弥散斑测量精度可以达到0.5μm,重复测量精度可达0.2μm。

球面投影光刻物镜的设计

针对人工晶体或隐形眼镜的面形上连续浮雕结构加工的特点,本文介绍了基于空间光调制器(DMD)曲面投影光刻物镜系统的设计方法。根据其成像面为曲面的特点,根据光学设计理论多次利用弯向物方的弯月形负透镜结构进行场曲校正,同时运用光的衍射原理优化设计物镜系统的数值孔径以消除DMD投影过程中的栅格效应。运用ZEMAX工程光学设计软件对系统进行了模拟、优化,并对优化后的结果进行了分析。对于设计实例利用上述设计原则给出了设计结果,工作波长为g线(峰值波长λ=436nm),像面曲率r=22.5mm,视场Ф6mm,数值孔径NA=0.1,分辨力为7.8μm(64lp/mm)时的光学调制传函值>0.8,畸变<±0.05%。

非量测相机镜头光学畸变的改正

镜头的光学畸变是造成数字相机影像误差的主要原因之一,可以用径向畸变表示。为了改正相机的光学畸变,形成了多种径向畸变改正模型。在分析这些模型的基础上,引入了最大畸变量,推导出了这些模型的共同公式形式,揭示了这些模型背后的共性。

高均匀性W3Re热电偶材料的制备及性能研究

介绍了一种高均匀性W3Re热电偶合金材料的制备新工艺,并探讨了材料的力学性能和热电特性。分析了掺杂和退火制度等因素对合金性能的影响,利用TEM、SEM及EDS等方法分析评价了合金组织及微量元素含量,采用同名极法测试了材料热电势均匀性和稳定性。结果表明,该工艺制备的直径小于0.1mm的W3Re热电偶合金丝材连续电势均匀性小于19μV,配对后的WRe3/25热电偶测温精度优于0.25%t,具有良好的力学和可加工性能。

大气湍流对激光信号传输影响的研究

在不同的大气条件下,分析和研究了大气湍流对激光信号传输时所产生的强度起伏、光束漂移、扩展和相位起伏及到达角起伏等现象,并在此基础上设计了相应的实验方案,对各种效应进行了具体测试。实验结果表明,随机大气信道湍流效应对激光信号传输的影响很大,在不同的条件下,大气湍流效应的不同影响程度、湍流的强弱与阳光的强烈程度有关。晴天中午前后最强,其他时间较弱。这为激光大气通信在大气湍流效应方面提供了一定的依据。

变焦距镜头初始结构智能化设计方法

给出一个智能化专家系统 ,实现了对变焦距镜头初始结构参数的自动设计 ,包括对任一变焦方式的高斯光学参数的计算 。

航天光学遥感器信噪比的人工神经网络评价

提出基于人工神经网络进行航天光学遥感器信噪比评价的方法,首先对航天遥感图像进行分析,从图像中将与景物结构和噪声有关的特征向量分别提取出来,作为ANN的输入。网络通过对大量信噪比已知的图像样本训练后,可完成对航天光学遥感器传输下来的任意一幅地面景物图像进行系统的信噪比测试,从而避免了采用特定景物目标进行测量中的诸多弊端,测量平均误差低于10%。

超广角光学镜头畸变的约束最小二乘优化

在普通最小二乘算法的基础上,根据短焦距、超广角光学镜头的实际特性,在线性回归方程组中添加约束条件,并借助 MATLAB Optimization 工具箱求得拟合的结果。计算结果表明, 该方法减小了测量误差对计算结果的影响,改善了畸变随视场的分布,使计算结果更加合理。

离轴反射式光学系统设计

提出通过光瞳和视场离轴,实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计方法。在同轴三反射光学系统基础上,将光瞳和视场适当离轴,实现镜间遮拦的消除。分主镜或次镜为系统孔径光阑两种情况,导出同轴三反射光学系统初级像差公式和初始结构参数计算公式。由三反射系统成像性质,进一步总结无焦光路条件。根据设计理论计算离轴三反射系统初始结构,利用Zemax优化得到无中心遮拦的离轴三反射空间观测望远镜。入瞳320mm,视场(±0.3°)×(±0.6°),焦距1800mm。

利用二元光学和消色差复合透镜组合校正二级光谱色差

从像差理论出发,导出了消二级光谱的理论公式;根据公式对传统的两种用CaF2(萤石)与利用FK玻璃和TK玻璃组合消二级光谱色差方法和二元光学消二级光谱色差方法进行了实例计算,并用ZEMAX软件对它们验证、优化.两种方法都能在校正色差的基础上一定程度地减小二级光谱.对两者的结果进行对比分析发现,其二级光谱相异号,利用这一特点把两者结合在一起,能够更好地减小长焦系统中的二级光谱色差.