基于机器视觉技术的高精度光学仪器表面动态变形测量研究

伴随着光学仪器精度的逐渐提高,其表面动态变形事件发生频率也呈现急剧增加的趋势,是影响与制约光学仪器发展与应用的主要因素之一。为了满足光学仪器的应用需求,提出基于机器视觉技术的高精度光学仪器表面动态变形测量方法。采用机器视觉设备获取高精度光学仪器表面图像,对表面图像进行灰度化处理、去噪处理与增强处理,以此为基础,应用SURF特征检测算法提取表面图像的特征点,通过FLANN算法匹配相邻图像的特征点,利用Delaunay三角化在表面图像区域形成三角网格,进一步计算表面图像特征点的位移与应变,从而实现高精度光学仪器表面动态变形的测量。实验数据显示:在横坐标为1μm时,应用提出方法获得的表面动态变形位移纵坐标为1.8μm,与实际位移基本保持一致,在实验组别为6时,应用提出方法获得的光学仪器表面动态变形应变数值为3μm,与实际应变数值保持一致,充分证实了提出方法具备较好的应用性能。

光学仪器装备的质量控制与管理

随着社会的发展,光学仪器装备在现代社会中扮演着重要的角色,广泛应用于科学研究、工业制造、医疗卫生等诸多领域。为了保证光学仪器的质量和性能符合要求,保障用户利益和人身安全,对光学仪器装备进行控制和管理是十分必要的。本文将从设计与研发、生产与制造、测试与检验、售后服务以及整体质量管理等方面,进行深入探讨光学仪器装备的质量控制与管理。

《光学仪器》征稿简则

《光学仪器》创刊于1979年,是中国科学技术协会主管,中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所和中国光学学会工程光学专业委员会主办的中国科技期刊。本刊得到了广大光学科技工作者的热情支持,刊物的影响力不断扩大,为我国光学事业的发展发挥了积极作用。1.来稿内容(1)光学仪器(或装置)的最新进展、科研成果等方面的论文等。(2)新工艺、新技术、新材料和新元器件在光学仪器中的应用。(3)光学仪器新产品、新技术在各个领域中的推广应用。(4)光学仪器发展前景方面的预测、评估和探讨。

《光学仪器》征稿简则

《光学仪器》创刊于1979年,是中国科学技术协会主管,中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所和中国光学学会工程光学专业委员会主办的中国科技期刊。本刊得到了广大光学科技工作者的热情支持,刊物的影响力不断扩大,为我国光学事业的发展发挥了积极作用。1.来稿内容(1)光学仪器(或装置)的最新进展、科研成果等方面的论文等。(2)新工艺、新技术﹑新材料和新元器件在光学仪器中的应用。

《光学仪器》征稿简则

《光学仪器》创刊于1979年,是中国科学技术协会主管,中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所和中国光学学会工程光学专业委员会主办的中国科技期刊。本刊得到了广大光学科技工作者的热情支持,刊物的影响力不断扩大,为我国光学事业的发展发挥了积极作用。

《光学仪器》征稿简则

《光学仪器》创刊于1979年,是中国科学技术协会主管,中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所和中国光学学会工程光学专业委员会主办的中国科技期刊。本刊得到了广大光学科技工作者的热情支持,刊物的影响力不断扩大,为我国光学事业的发展发挥了积极作用。

《光学仪器》征稿简则

《光学仪器》创刊于1979年,是中国科学技术协会主管,中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所和中国光学学会工程光学专业委员会主办的中国科技期刊。本刊得到了广大光学科技工作者的热情支持,刊物的影响力不断扩大,为我国光学事业的发展发挥了积极作用。

基于Stewart平台的空间光学仪器主动隔振系统研究

随着空间光学仪器的精度不断提高,对航天器产生的振动干扰变得更加敏感,必须对其进行振动控制。以压电陶瓷杆作为激励器,采用立方Stewart平台的结构形式对六自由度主动隔振系统进行研究,分别以被动、单层主动和双层复合反馈控制分别对单杆建立动力学模型,并且对六自由度系统进行系统级建模分析。分析结果表明,采用双层前馈和反馈复合控制的策略系统隔振性能较好,有效隔振频段范围更大。

卫星光学仪器辐射交互定标方法的应用和发展

卫星遥感器的在轨交互定标是保证仪器数据记录的可靠性、连续性和一致性的核心方案,配合高精度的在轨参考基准仪器可使定标精度达到2%左右。本文介绍了交互定标技术的相关概念和意义,强调该技术是修正仪器间辐射定标相对偏差的重要手段。指出了交互定标的前提条件及现存难点。总结了交互定标实现流程,包括数据收集、匹配、筛选、处理,基准确定,精度分析等,分析了影响交互定标精度的各种因素。叙述了当前卫星光学遥感器交互定标的各类方法及其使用条件,总结了不同应用条件下所适用的各交互定标方法的定标精度。最后结合当前交互定标的国际合作活动,分析展望了未来光学遥感器在轨可溯源SI定标方法的前景趋势和难点问题。

空间光学仪器光、机、热一体化总体设计

论述了一种在光学仪器总体设计过程中，从系统工程的观点出发，全面考虑光学系统、机械结构与外部热环境间的关系，利用ＣＡＤ／ＣＡＥ的技术手段，在进行光学设计和机械结构设计的同时进行热设计，以达到空间光学仪器系统总体设计参数优化的新思想。并以某空间相机的设计为例，介绍了这种方法在实际工程中的应用。

基于加速度各向同性的空间光学仪器主动隔振Stewart平台设计

为保证高精度空间光学仪器的仪器精度,采用主动隔振Stewart平台作为多维振动隔离系统。基于加速度各向同性定义,考虑负载的质量几何特性,推导了加速度各向同性的解析数学表达式,揭示了各向同性、机构结构以及负载特性之间的联系,给出了柔顺中心的数学表达式以及各向同性Stewart平台的特征不变量。为降低系统非线性及耦合影响,提出以运动正交、加速度各向同性为指标的主动隔振Stewart平台设计,建立了生成一类加速度各向同性隔振Stewart平台的设计方法。

基于数字图像的军用光学仪器参数测试技术进展

军用光学仪器参数综合测试技术是研究基于数字图像法实现对军用光电火控装备的视场,视差、视度、放大率、出瞳、像倾斜、分辨率、光学传递函数、透射比、倍率色差、焦距、畸变和照度均匀性以及多光轴一致性等各种光学和光电性能参数的准确、快速、简便、高效的测试,以摆脱单一参数、人工目视操作的传统光学检具的模式,适应新武器和高科技工程对光学和光电性能参数测试的需求.概要介绍如下研究内容:(1)液晶光电图形发生器技术.将液晶光电图像发生器成功用于光学测试,需要解决分划图案对比度、噪声、照明均匀、光照强度,以及液晶器件空间分辨率受限等一系列问题,以保证光电分划图案的高分辨率、高对比度、高均匀度.其中,优选液晶器件及其分划图案信号生成、传输与驱动等关键技术.(2)CCD 光电像分析器技术.包括 CCD 光电像分析器硬件的光机电一体化设计、分划图像采集与处理软件,最终实现光电调焦、光电时准、光电测角、光电测光度量、光电测调制度量等五种基本测试功能.光电像分析器采用高性能面阵 CCD 进行图像实时采集,避免了机械扫描等机电器件带来的测量效率低、速度慢、精度低等问题,但要解决好其本身的成像调制度、线性响应、亮度均匀性等性能的标定与校准问题.另外,光电像分析器需要适应望远和显微两种接收光束结构,还要适应望远试样0视度和多个非0视度的测试功能,以及显微试样大视场小倍率找像和小视场大倍率精细调焦的测试功能.基于数字图像法的光电自动定焦和对准是光电像分析器的一个核心技术,我们从点目标和面目标两个方面都达到了高于目视定焦五倍以上的精度.(3)较大规模的测控软件包研发.该软件功能包括综合测试系统机构的多维精密调整控制、光电图像采集、处理与综合分析、测试任务管理等,还引入虚拟测试技术和网络技术,实现一机高效多用途.为适应集成化综合测试的要求,软件采用了组件对象模型 COM、信号、事件及多线程技术、嵌入式集成化软件模块设计、动态连接库技术、ActiveX 技术和 GrabLink Value 系统图像采集处理组件设计等先进软件工程技术,开发了包括步进电机驱动控制软件模块、液晶分划图形发生与传输控制软件模块、分划图形发生与传输控制软件模块、自动定焦算法及软件模块设计在内的近20个参数的测控软件包,共编写7万多条计算机语句,已经2年多的实际使用和考核,做到界面友好、操作方便、可编程、可重用性和可移植性.(4)对军用光学仪器各种光学性能参数的数字化检测原理及其实现方式.以光学焦距和放大率测量为例,改变过去用传统的光学分划板测试,改用液晶光电图形生成的测试图案,通过精细的光电自动定焦和数字图像处理技术,使焦距和放大率测量达到0.1%的精度,重复性也远好于目视操作的方法.该综合测试系统的主要参数测试功能均通过计量检定,也经过一年以上的实际使用和考核,不仅适合于军工科研实时测试,也适合大规模产业化检验的需求,并可扩展用于测试某些非光学参数.综上所述,基于数字图像的军用光学仪器参数测试技术的应用,使光学测试摆脱了单一参数、单一检具、人工目视的传统光学检验模式,实现了集成化、数字图像化,并具有可灵活扩展测试功能的特点,期望能进一步提升该技术,并扩展其应用,为国防科技工业及其光电测试技术的现代化发挥积极作用.

用于空间光学仪器的镜子的轻量化研究

对用于空间光学仪器的镜子实施轻量化工艺的必要性作了阐述,并对轻量化镜子的材料及结构的选择作了讨论。用有限元计算法对轻量化镜子在外力作用下的变形情况进行了计算分析。最后,文中还具体介绍了镜子实施轻量化技术后的结果。

差动电磁作动器的超大型光学仪器隔振基础的主动控制机理

提出了一种基于差动电磁作动器的超大型光学仪器隔振基础的主动控制机理。该控制机理采用差动布置方案,使电磁作动器变为输出力和控制电流呈线性关系的线性作动器,再利用小阻尼条件下,绝对速度反馈与Skyhook控制方法性能接近且易于工程实现的特点,采用了绝对速度反馈的控制方法,可在不改变中/高频隔振性能的前提下大幅提高谐振区隔振性能。实验结果表明:利用所提出的控制机理,在时域上,z、xθ和θy三个自由度的速度(角速度)均方根值分别由10.06μm/s、4.16×10-6rad/s和4.65×10-6rad/s降至3.38μm/s、1.76×10-6rad/s和1.49×10-6rad/s;在频域上,三个自由度谐振区隔振性能均有约10 dB的提高。

空间光学仪器结构件的动态特性分析及优化

利用ＣＡＥ的建模及仿真手段对空间光学仪器结构进行了动态特性分析、发射运载过程及空间环境激励响应的仿真，并对方案进行可行性研究。利用有限元法与优化方法相结合的手段进行了可行方案的优化设计，为解决在空间光学仪器的设计过程中如何针对环境条件合理选择设计参数提供了积极的、有价值的参考。

光学仪器结构动态分析设计方法探讨

阐述了动态分析设计作为一种现代设计方法在光学仪器研制开发中的必要性、目标及任务，探讨了动态分析设计的基本方法，列举了应用实例说明动态分析设计方法给人们带来的益处。

光学仪器视差自动检测研究

在用平行光管视差仪或视度筒检测光学仪器的视差时 ,检测结果受人的主观影响太大。为此 ,提出了应用CCD进行视差智能化检测的方法 ,并推导出了用该方法检测的理论依据。通过与视度筒检测的结果相比较 ,发现二者基本一致。该方法不但具有快速、定量化检测的特点 ,而且能直观的给出视差量的大小 。

CAD／CAE／CAM技术在空间光学仪器研制与开发中的应用

论述了ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术在空间光学仪器研制开发中的应用及与传统手段比较的特点，并以空间遥感相机为例说明ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术在研制开发过程中的作用。

空间光学仪器研制开发中的虚拟工程技术

论述了虚拟工程技术在空间光学仪器研制开发中所起的重要作用及其特点，概括性地描述了虚拟工程技术在产品设计、工程分析、制造等方面的应用。

弹性基体对光学仪器动态特性的影响

弹性基体对光学仪器主体的动态特性影响较大，建立光学仪器的力学模型进行动力学分析时有必要考虑弹性基体的影响。同时考察了主体光学仪器受弹性基体刚度影响的一般性规律。