基于由照射目标向光源映射和微带表面构型的分离变量三维自由曲面非成像光学系统设计

为了使以发光二极管为代表的光源在照射目标平面上获得高分辨率的并具有复杂预定形状的远场照度分布,提出了从照射目标平面向光源映射、基于微带表面构型的分离变量三维自由曲面非成像光学系统设计方法。首先,计算依赖于映射关系的表面法向矢量;其次,逐步计算网格格点和表面微带的边缘曲线形状;最后,将所有表面微带联结在一起构成光学系统的表面。该设计方法具有无需误差校正过程,可以高效设计具有复杂照度分布形状的光学系统等独特优势。高分辨率光线追踪模拟结果表明,对于照射目标平面上的棋盘状和条状等多种预定照度分布形状,应用该方法均可高效地获得精准的非成像光学系统。

分布式孔径半主动激光探测计量系统设计

随着电子、信息、材料、光学、机械等学科的飞速发展,基于非成像光学的激光探测技术近年来受到人们越来越多的关注。高准确度和非接触测量的特性使激光探测光学系统广泛应用于激光测距、激光雷达和激光制导等领域。本文根据四象限探测器原理以及传像束光纤的特点,提出了一种新型的分布式孔径半主动激光探测系统来获得目标的角度信息。该系统由四个满足像方远心光路的光学系统、一个4×1的传像束光纤、一个探测器组成。通过搭建系统原理样机,定量测量半主动激光探测系统的线性区范围及测角误差。实验结果表明,系统具有±12°的线性视场,测量值与线性区的理想曲线相接近,满足光学系统的设计技术指标。

基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统

开发了适应大批量流水线生产和检测需要的轴承内外径机器视觉检测系统。对系统的机械及运动控制部分以及光学成像系统等进行了设计 ,提出了一种利用多项式插值精确测量轴承边缘点位置的方法 ,分析提出了将锐化图像进行再滤波的技术 ,优化了轴承图像内外径尺寸的边缘获取的技术路线。检测结果表明 ,系统具有非接触、在线实时、速度快、精度合适、现场抗干扰能力强等优点 。