新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定

旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。

基于动态虚拟相机的旋转棱镜扫描成像系统运动模糊消除技术研究

旋转棱镜–相机成像系统在动态目标识别和跟踪等新兴领域展现了很好的应用前景。然而,其性能受到运动模糊问题的限制。为了解决旋转棱镜–相机成像系统中的运动模糊问题,本文基于运动成像分析方法,建立了动态虚拟相机的运动模糊数学模型,以表征系统的实时成像模糊机制。通过分析动态虚拟相机一阶运动表达式,提出了动态虚拟相机成像的运动模糊核估计方法和运动模糊消除算法。基于所提出的方法,可以获得扫描图像的运动模糊核,然后结合维纳滤波来消除模糊。实验结果表明,所提出的运动模糊消除算法能有效地消除运动模糊,提高实时扫描成像系统的成像质量。

用于三维成像的激光传感器旋转扫描系统

以实现物体三维成像为目的,设计用于三维成像的激光传感器旋转扫描系统。激光传感器采集物体光条图像,将光条图像传到上位机,使用旋转扫描测量模型获取物体光束的三维空间坐标数据,使用OpenGL开发图形库构建物体三维云图,将光条图像按照3D轮廓扫描顺序获取物体红、绿、蓝分量,将这些分量与物体3D空间坐标数据整合后,完成物体三维云图着色。实验结果表明:该系统具备较丰富的伺服控制功能,且标定物体光平面坐标误差仅为0.005 mm;物体三维成像逼真度较高,与实物颜色较为接近,三维成像效果优秀。

测风激光雷达双棱镜2维扫描系统的光学设计

传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简单正反向函数关系式,对楔形棱镜的折射率和楔角进行了优化选取和设计。结果表明,当工作波长为532 nm、楔形棱镜材料折射率为2.03时,最优设计楔角为19.5°;出射光束最大天顶角不仅取决于楔形棱镜折射率和楔角,还受光束压缩效应的制约。该系统结构紧凑、便于集成,能实现出射光束大范围和快速高精度的扫描,也能实现测风激光雷达以平面位置显示、距离高度显示等光束扫描模式工作。

基于三维激光扫描成像系统的树冠生物量研究

林业中对树冠进行准确量测一直都难以实现,对树冠体积、表面积的估测也多是将树冠近似为规则几何体,所得到的数据偏差较大,使与树冠相关的一些研究受到限制.该文将三维激光扫描成像系统运用于立木测量,建立立木三维模型,通过对模型进行量测获取包括树冠体积、表面积等各种测树因子.以此为基础,运用非线性回归方法建立树冠体积、表面积回归方程,相关系数都在0.95左右.利用树冠体积、表面积回归模型,可以用传统林业调查数据推算树冠的体积表面积,可以使与树冠相关的估测、研究得到较好的结果.同时该文将树冠因子引入生物量模型,建立包含树冠体积、表面积的生物量模型,获得了较传统CAR模型更好的效果,可作为生物量估测的基本模型.

三维激光扫描成像系统在森林计测中的应用

该文介绍了三维激光扫描成像系统的组成、工作原理、仪器的性能指标及软件功能.通过在甘肃省小陇山林业局的试验,总结了三维激光扫描成像系统进行精准测树的流程、内业数据处理方法、提取各种测树因子的方法、测量立木材积以及树冠体积的方法.结果表明:使用三维激光扫描成像系统可以获取树木的立体模型,得到某些传统方法难以获得的数据,如树冠体积、表面积等,并且可以随意重复量测;通过扫描获得的树木材积可以替代传统的区分求积方法,建立材积表不再需要大量伐树;使用立木扫描模型解决了树冠测量的难题.因此,将三维激光扫描成像系统作为精准测树工具,是一种切实可行的方法.

同步扫描水下激光成像系统主要参数的分析

利用光束扩展函数和点扩展函数，计算了在一般海水介质中，同步扫描水下激光成像系统，成像距离和成像质量与目标距离、接收视场角、光斑的大小和光功率等参数之间的数量关系．结果表明，压缩激光束和采用窄视场接收能有效地提高成像距离和改善成像质量，适当增大激光光功率也能使得成像距离和成像质量有所提高，但当光功率增加到一定值后。

基于三维激光扫描成像系统的树木干曲线的分形特征

树木干曲线具有分形的结构,文章应用分形方法对甘肃小陇山地区86棵不同树种的单木以及解析木干曲线进行研究,通过计算得到干曲线的分形维数介于2-3之间,研究结果表明同一树种树木干曲线的生长趋势是一致的。经过对单木干曲线和标准解析木干曲线分形维数的测定以及比较分析,可以发现同一树种不同径阶的树木干曲线具有统计意义上的自仿射分形特征,表明分形方法在对树木及其组成部分的形态上的描述作用极大。文章针对立木的测量,采用三维激光扫描成像系统,不仅获得了丰富的测树因子信息,更以此为基础对森林计测学研究进行了扩展,是一项非常有意义的工作。

水下激光扫描成像系统及其在冷泉研究中的应用

利用深潜器及其搭载光学设备获得重点调查区的高分辨率影像资料是深远海调查的重要内容,对于研究冷泉、热液等特殊海底环境及其生态系统的组成、空间规模、分布特征以及演化规律具有重要意义。主要介绍了搭载于"发现"ROV的4500m级L1000型图像和激光扫描系统及其应用实例。利用该系统拍摄并带有位置信息的海底高清照片,首次获得了台西南冷泉区的高清全幅海底拼接图像,并根据该拼接图像对台西南冷泉区的海底特征、空间分布规律和规模进行了直观分析和量化研究,有效地提高了我国深远海近海底测绘的能力。

多光路激光成像扫描光学系统分析

介绍了多光路激光成像扫描光学系统装置和结构,分析了扫描光学系统的光束变换以及根据成像扫描光学系统分别作出了输出的束腰宽度与光学系统中透镜位置、成像线宽与光学系统中透镜位置的变化规律图。对扫描光学系统的参数进行了优化选择,给出了对激光照排机的成像扫描光学系统进行优化后的成像结果。

机载推帚式激光扫描成像系统的分析

本文介绍了激光扫描成像系统的定义、特点和应用,对光机扫描型的激光扫描成像系统与推帚式激光扫描系统进行了对比。对现有系统的系统组成和各个参数进行了比较,对系统的发展方向进行了总结,并从光学和电子学的角度对推帚式激光扫描成像系统的设计进行了具体的阐述。

基于激光扫描成像系统的一种农药喷洒方法

提高农药的利用率、降低污染,一直是农药喷洒技术的一个发展方向。为此,从分析传统农药喷洒方法入手,阐述了传统方法污染大、浪费严重的弊端,并在论述激光扫描成像系统原理的基础上,介绍了一种利用该成像装置的机载农药喷洒方法。有关实验数据表明,该方法具有节约、环保、高效等优点,具有极好的推广应用前景。

激光成像系统非均匀扫描对目标定位精度的影响

文中用正态曲线描述目标在扫描视窗中的位置分布,定义了检测分辨率用以表征成像系统对目标的定位精度,研究了非均匀扫描对目标定位精度的影响。

激光扫描成像系统的全息扫描装置设计

激光全息扫描成像系统具有体积小、重量轻、结构简单等特点 .它可用于小型物体的三维成像、大型物体某一侧面的浮雕式图像及地貌图的制作等 ,同时它又能克服传统电子扫描摄像系统无法采集三维空间信息的缺陷 ,这为计算机进行三维图像处理提供了必要的条件 .根据给定的分辨率和扫描区域纵横比设计了用于扫描成像系统的全息扫描装置 ,并对此进行了讨论 .

半导体激光扫描二维成像系统研制

介绍一种基于激光主动扫描物体，记录物体表面反射光强，然后重现物体二维图像的激光成像系统。该系统是进一步发展机器视觉三维距离成像的基础。

激光扫描光学断层成像系统的设计与应用

设计了基于LabVIEW控制的激光扫描光学断层成像系统,该系统以准直激光器为光源,高精度四维平移台为样本定位单元,光电倍增管为采集单元,实现了针对小鼠肺等小尺寸样本的三维成像.该系统空间分辨率优于20μm,成像视野大于1cm,通过对离体小鼠肺器官的自发荧光成像,展示了系统的操作流程、成像结果和初步生物应用,并探索了它对整个生物器官组织的成像能力.与传统生物医学光学成像方法相比,该方法具有光子收集效率高、成像样本尺寸大、系统操作简单等优点.

车载激光雷达Risley棱镜光束扫描系统

光束扫描系统是激光雷达的重要组成部分,决定了激光雷达的视场范围。为了增大视场范围同时保持一定的角度分辨率,车载激光雷达中常采用多个半导体激光器作为光源,而不同激光器的时间响应存在差异,使激光雷达的不同测距通道之间产生测距互差。Risley棱镜是一种常用的光束指向器件,具有扫描范围大、指向精度高等特点,在车载激光雷达的光束扫描上具备良好的应用前景。本文建立了Risley棱镜的光束指向角模型与扫描轨迹模型,在此基础上合理设计了扫描系统的光机结构,解决了Risley棱镜扫描不均匀的问题,用单路激光光源实现了大视场的二维扫描,水平视场角和垂直视场角分别达到360°和30.4°,当激光器脉冲重频为1MHz,扫描频率为5Hz,扫描线数为30线时,水平分辨率为0.05°,垂直分辨率为1.0°。该系统的技术指标与主流车载激光雷达相当,且消除了多路激光器之间的互差,可有效提高激光雷达的整体测距精度。

用于潜指纹检测的激光扫描成像系统

潜指纹检测一直是物证检验鉴定工作中的难题,本文提出的激光扫描成像系统是以激光扫描共焦显微技术为核心的一种高灵敏度潜指纹检验装置,实验表明,该系统对经茚三酮和稀土混合物处理的潜在指纹成像,效果明显。

固体激光测风雷达扫描镜旋转控制系统

多普勒激光测风雷达是近年来方兴未艾的 1种全新的大气风场探测手段。但是激光测风雷达直接测量的是视线方向上的激光反射光的频移 (视线风速 )。在这个基础上 ,激光雷达还必须能够获得多方位的风速数据才能够反演出风场。这就需要相应的光学扫描系统 ,它在保证发射、接收视场重叠的前提下 ,控制激光束投射到指定的方向 ,使激光雷达获得不同视线角度的风速数据。本文介绍的激光雷达测风系统中的光学扫描部分实现了上述要求 ,在水平旋转和俯仰控制上的精度都达到了<0 .5°。完全能够满足激光测风系统的实用需要。

激光水下扫描成像系统的图像修正机理

同步扫描系统可以克服后向散射,但同时也产生了两种非线性,一是扫描线速度的非线性,一是由于距离对光能衰减造成的非线性,两种非线性都需要修正,本文从原理上讨论水下激光成像时能量衰减的修正原理与修正方法,并给出仿真结果。