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期刊信息/Journal information
光学与光电技术
光学与光电技术

潘德彬

双月刊

1672-3392

717yfb@vip.sina.com

027-59002236

430223

武汉市阳光大道717号

光学与光电技术/Journal Optics & Optoelectronic TechnologyCSTPCD
查看更多>>本刊以“武汉中国光谷”为依托，是中国光学学会光电技术专业委员会,中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会,中国造船工程学会光电技术专业委员会,湖北省光学学会,湖北省激光学会会刊。2007年被收录为“中国科技论文统计源期刊”（中国科技核心期刊）,在本刊发表论文，一律免收版面费和审稿费。
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    基于模拟退火重采样的点质量滤波重力匹配方法

    蔡体菁鲁智谦高帅鹏
    1-7页
    查看更多>>摘要：使用点质量滤波算法进行重力辅助导航计算时,粒子群在经过若干次迭代后,重要性权值的方差会随着时间递增,使得粒子群不能有效表达状态量的后验概率密度.使用模拟退火算法对点质量滤波算法重采样过程进行优化,通过随机概率方式来保留小权重粒子和新生成粒子,分别保证了粒子权重与粒子空间分布的多样性,能够有效降低粒子权重方差,增大粒子分布的离散程度,使点质量滤波算法具有突破局部最优解的能力.实验验证表明,改进的算法可以在较短时间内将平均匹配位置误差降至500 m内.改进算法兼顾有效性与稳定性,减缓了粒子退化速率,解决了由于粒子退化而造成后续估计都不准确的问题,提高了重力匹配算法的定位精度和长时稳定性.

    重力辅助导航点质量滤波贝叶斯估计重采样模拟退火算法

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    湖泊监测多通道光子计数激光雷达接收光学系统设计

    郭祺向雨琰周智标李松...
    8-15页
    查看更多>>摘要：高原内陆的湖区占我国湖泊总面积的57.2％,是环境、气候资源的重要研究对象.由于大量高原湖泊地处无人区,且覆盖面积广,目前对高原湖泊的实际观测资料非常有限.为解决无人地区高原湖泊的监测难题,研究了高精度的无人机平台光子计数激光雷达,建立了单光子探测器探测概率模型,推导了激光雷达信号水平、接收通道数与漂移误差之间的理论关系.为进一步减小光子计数激光雷达的漂移误差,设计了一种基于四通道探测的工作波段为532±0.1 nm,系统口径为50 mm,视场角为0.2 mrad,传播距离为2～3 km的光子计数激光雷达接收光学系统.通过优化设计,系统像差指标符合设计要求,分光镜组的能量效率为83.87％,结构设置合理,可为多通道光子计数激光雷达光学系统用于湖泊监测提供参考.

    光子计数激光雷达漂移误差多通道探测探测概率分布光学设计

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    变间隙F-P干涉仪的形变对光谱结果的影响分析

    王红勇岳松赖建军胡栋...
    16-22页
    查看更多>>摘要：传统的傅里叶红外光谱成像设备(FTIR)所用的干涉仪体积较大,变间隙法布里-珀罗干涉仪(F-P干涉仪)以其小体积紧凑型的优点解决了传统FTIR设备的小型化问题.但由于变间隙F-P干涉仪内部光学镜片在安装时需要将镜片紧密贴合在一起,其紧固力可能对镜片局部施加力使得镜片产生形变,从而影响所得到的光谱数据的精确度.以某型基于变间隙F-P干涉仪的红外成像光谱设备为例,通过Zygo激光干涉仪测量F-P干涉仪镜片在紧固后的受力形变,建立干涉仪形变仿真模型.通过仿真模型分析,明确了 F-P干涉仪的形变会导致光谱响应强度和波长准确度的下降,为后续对F-P腔的结构优化设计指明了方向.

    光谱红外干涉仪F-P腔光学形变

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    一种改进ICP点云配准方法的研究

    李燕
    23-29页
    查看更多>>摘要：点云配准是计算机视觉中一个基本而又重要的研究课题.针对现有配准算法对初值敏感、特征描述符普适性差的问题,提出了一种Harris3D与改进RANSAC结合粗配准和基于新型加权因子与新型特征描述符ICP精配准的两步配准法.改进RANSAC方法不断迭代,为精配准提供良好的位姿初值.点云的法线计算可充分描述点云特征的描述符与加权因子.在精配准中根据特征距离查询最近点,不断计算点云间特征距离,根据3σ准则剔除误匹配点对,从而实现加快收敛和提高精度的效果.结果表明,该算法相比传统ICP算法,收敛时间仅为其20％,使最终的配准误差降低至0.008 mm以下,可对一般点云进行快速坐标系对齐.

    点云配准迭代最近点Harris3D算法特征描述符精配准

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    基于YOLO图像检测的激光时序控制与二次跟踪打击方法

    葛奇鹏杨林李子龙杨建强...
    30-36页
    查看更多>>摘要：在激光打击无人机过程中,主要依靠激光在目标飞控区域灼烧击穿目标外壳击中飞控区域致其坠落,能否精确打击目标飞控区是击落目标的关键,但长时间激光打击产生的火焰、烟雾会导致基于图像的目标检测与跟踪受到严重干扰,导致激光无法精确锁定无人机飞控区域,严重影响了实战击落概率.设计了一种打击方法,采用YOLO算法对目标图像进行检测,用检测结果控制激光出光时序并进行二次跟踪.实验表明所用打击方法能够将稳定度提高59％以上,跟踪策略的改良有效提高了击落无人机的能力.

    目标检测目标跟踪反无人机系统高能激光武器打击策略激光控制

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    一种基于非线性优化的人脸姿态高稳定实时估计方法

    郝志峰翁金平陆国强
    37-42页
    查看更多>>摘要：人脸姿态求解是人脸识别系统中的关键技术之一.为了解决少量人脸特征点求解姿态不稳定的问题,提出了一种基于非线性优化的姿态求解方法,该方法首先根据相机成像原理求解出3D点重投影坐标,并根据投影点坐标与观测点坐标关系构建关于重投影误差的最小二乘问题,再结合李代数相关知识求解出最小二乘方程的雅克比矩阵,利用高斯牛顿法在梯度方向上迭代求解最小重投影误差,最终求解出人脸姿态角度.仿真和实验结果表明,在5个特征点情况下能稳定求解出人脸姿态信息,准确性优于其他算法,旋转角度与实际值误差降低至1.9％,平移降低至1.5％.本算法已应用到实际产品人脸合规检测流程中,人脸姿态识别更精确,比传统算法有了 8％左右的提升.该算法在不同噪声和不同特征点对的情况下均具有较高的稳定性,满足了人脸识别的实时性要求,其在识别前的合规判断中有重要的应用意义.

    姿态优化特征点最小二乘重投影

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    基于光电延时模拟法的激光测距仪校准系统设计

    邓雪峰付永杰
    43-49页
    查看更多>>摘要：为了校准激光测距仪的测距精度,设计了一套激光测距仪校准系统,该系统主要由衰减组件、测距精度模拟器组成.设计了基于光电延时模拟法的测距精度模拟器,该模拟器通过分光棱镜对激光二极管输出激光进行分光,并通过时间测量精度为皮秒级的TDC模块对输出激光信号进行测量,降低了时钟引起的不确定性误差,并且使光路和电路上产生的延迟相互抵消,提高了模拟距离的精度.该测距精度模拟器经国家法定计量技术机构检测,满足设计要求.利用设计的激光测距仪校准系统对某型激光测距仪测距精度进行了校准验证,结果显示,该装置可以实现对激光测距仪测距精度的校准,测量重复性在1.0 m以内,可以作为计量标准设备使用.

    长度计量激光测距仪测距精度校准光电延时

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    基于级联IFFT/FFT的P2MP光收发机可扩展性分析

    杨刚陈琳靳唯江明扬...
    50-56,69页
    查看更多>>摘要：点对多点(Point-to-Multipoint,P2MP)光收发机,使不同位置的多个低速光收发机同时与集中或分布在网络中心局的几个高速光收发机通信,为5G-Advanced网络提供了一种高效的解决方案.针对基于级联快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)/傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)多信道聚合/解聚合技术,深入研究了 P2MP光收发机在上行强度调制直接检测(Intensity Modulation and Direct Detection,IMDD)无源光网络(Passive Optical Network,PON)中的可扩展性.仿真结果表明:每个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)可以自适应地改变其聚合的信道数目,而不会明显降低系统传输容量和ONU发射功率动态范围;ONU数目的增加也可以通过略微降低传输容量和ONU发射功率动态范围来有效实现.因此,该P2MP光收发机为PON提供了良好的可扩展性.

    点对多点光收发机多信道聚合/解聚合强度调制/直接检测无源光网络可扩展性

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    一种无源干扰试验中烟幕遮蔽面积的测量计算方法

    梁建兴陈庆良刘虎张旭...
    57-62页
    查看更多>>摘要：在烟幕无源干扰试验中,烟幕对红外辐射源的有效遮蔽面积是评估和鉴定成烟装备综合性能的重要指标,由于烟幕的流动扩散性特点,其遮蔽面积的计算方法和标准已成为业界研究的难点和热点.通过对烟幕遮蔽面积和红外辐射点源衰减率的测量原理分析,推导出利用红外辐射点源的衰减率插值得到焦平面内衰减率空间分布的函数关系,列出了具体方法步骤,用红外辐射图像的插值效果进行了验证,当采样间隔大于20倍像元间距时无法恢复红外烟幕轮廓,并根据插值效果推导了红外辐射点源阵列布设的最大有效距离.该方法可作为光电外场试验中红外辐射点源阵列布设的参考,具有较高的实用价值.

    烟幕衰减率辐射源遮蔽面积插值

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    校准红外热像仪的双黑体准直光管辐射源设计

    付永杰徐紫薇张鑫
    63-69页
    查看更多>>摘要：为了校准红外热像仪的成像特性参数,设计了一种双黑体准直光管辐射源.采用反射式光学系统设计,解决了传统的透射式光学系统难以消除色差的问题,其工作谱段能够覆盖0.38～12 µm宽光谱范围.靶标组件采用反射靶形式,通过目标自校准黑体辐射源和背景自校准黑体辐射源之间的共同作用,实现对热特性目标的模拟,并可以杜绝差分靶标的温升现象.该辐射源经国家法定计量技术机构检测,满足设计要求.利用该辐射源对某型红外热像仪成像特性参数进行了校准验证,结果显示,该辐射源可用于黑体温度范围5～100 ℃,差分温度范围-15～45 ℃的红外热像仪的信号传递函数(SITF)、噪声等效温差(NETD)和最小可分辨温差(MRTD)等参数的自动测试,温差不确定度为0.02 ℃,能够广泛应用于各种型号红外热像仪的校准.

    光电测量双黑体辐射源红外热像仪成像特性校准

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