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Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering最新文献

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光学陀螺背向散射问题综述(特邀) 光学陀螺背向散射问题综述(特邀)
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230181
谭中奇 Tan Zhongqi, 纪鈜腾 Ji Hongteng, 毛元昊 Mao Yuanhao, 吴耿 Wu Geng, 蒋小为 Jiang Xiaowei, 管世钰 Guan Shiyu, 陈丁博 Chen Dingbo, 全豫川 Quan Yuchuan
{"title":"光学陀螺背向散射问题综述(特邀)","authors":"谭中奇 Tan Zhongqi, 纪鈜腾 Ji Hongteng, 毛元昊 Mao Yuanhao, 吴耿 Wu Geng, 蒋小为 Jiang Xiaowei, 管世钰 Guan Shiyu, 陈丁博 Chen Dingbo, 全豫川 Quan Yuchuan","doi":"10.3788/irla20230181","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20230181","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"70224948","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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学科交叉视角下的光纤激光:回顾与展望(特邀) 学科交叉视角下的光纤激光:回顾与展望(特邀)
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230334
周朴 Zhou Pu, 蒋敏 Jiang Min, 吴函烁 Wu Hanshuo, 邓宇 Deng Yu, 常洪祥 Chang Hongxiang, 黄良金 Huang Liangjin, 吴. Wu Jian, 许将明 Xu Jiangming, 王小林 Wang Xiaolin, 冷进勇 Leng Jinyong
{"title":"学科交叉视角下的光纤激光:回顾与展望(特邀)","authors":"周朴 Zhou Pu, 蒋敏 Jiang Min, 吴函烁 Wu Hanshuo, 邓宇 Deng Yu, 常洪祥 Chang Hongxiang, 黄良金 Huang Liangjin, 吴. Wu Jian, 许将明 Xu Jiangming, 王小林 Wang Xiaolin, 冷进勇 Leng Jinyong","doi":"10.3788/irla20230334","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20230334","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"70225820","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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基于银-丝蛋白-银结构的柚子型三芯光纤痕量水传感器 基于银-丝蛋白-银结构的柚子型三芯光纤痕量水传感器
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230394
谢永鹏 Xie Yongpeng, 刘硕 Liu Shuo, 赵霖晚 Zhao Linwan, 俎群 Zu Qun
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基于单色条纹投影的高动态范围物体表面形貌三维测量 基于单色条纹投影的高动态范围物体表面形貌三维测量
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230327
王张颖 Wang Zhangying, 张宁宁 Zhang Ningning, 高楠 Gao Nan, 李奎 Li Kui, 孟召宗 Meng Zhaozong, 张宗华 Zhang Zonghua
条纹投影轮廓术以其高速、高精度的优点在机械零件自动在线检测、汽车制造、文化遗产保护等领域得到了广泛的应用。然而,传统的条纹投影采用单一曝光时间或单一投影强度来测量高动态范围的物体,在反射率较大的区域会发生过度曝光,超过相机传感器的最大亮度范围,导致无法获得真实的强度和准确的三维数据。为解决此问题,利用彩色相机对单色条纹投影的不同颜色通道响应,提出了一种基于单色条纹投影的高动态范围物体表面三维测量方法。该方法投影蓝色条纹图到被测物体表面,彩色相机从另一个视角采集彩色条纹图像。从采集的彩色条纹图像中分离蓝绿通道对应的两个条纹图像。从蓝绿通道条纹图像中选择不饱和且调制度最大的一组像素生成蓝绿通道的掩膜图像,利用蓝绿通道的掩膜图像和蓝绿通道条纹图像合成高动态图像。然后应用相位解算方法和系统标定,实现高动态范围物体表面形貌的三维测量。实验验证了该方法的有效性。所提方法一方面减少了投影图像的数量,避免了复杂的计算问题,提高了测量效率;另一方面,不需要额外的硬件设施。
条纹投影轮廓术以其高速、高精度的优点在机械零件自动在线检测、汽车制造、文化遗产保护等领域得到了广泛的应用。然而,传统的条纹投影采用单一曝光时间或单一投影强度来测量高动态范围的物体,在反射率较大的区域会发生过度曝光,超过相机传感器的最大亮度范围,导致无法获得真实的强度和准确的三维数据。为解决此问题,利用彩色相机对单色条纹投影的不同颜色通道响应,提出了一种基于单色条纹投影的高动态范围物体表面三维测量方法。该方法投影蓝色条纹图到被测物体表面,彩色相机从另一个视角采集彩色条纹图像。从采集的彩色条纹图像中分离蓝绿通道对应的两个条纹图像。从蓝绿通道条纹图像中选择不饱和且调制度最大的一组像素生成蓝绿通道的掩膜图像,利用蓝绿通道的掩膜图像和蓝绿通道条纹图像合成高动态图像。然后应用相位解算方法和系统标定,实现高动态范围物体表面形貌的三维测量。实验验证了该方法的有效性。所提方法一方面减少了投影图像的数量,避免了复杂的计算问题,提高了测量效率;另一方面,不需要额外的硬件设施。
{"title":"基于单色条纹投影的高动态范围物体表面形貌三维测量","authors":"王张颖 Wang Zhangying, 张宁宁 Zhang Ningning, 高楠 Gao Nan, 李奎 Li Kui, 孟召宗 Meng Zhaozong, 张宗华 Zhang Zonghua","doi":"10.3788/irla20230327","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20230327","url":null,"abstract":"条纹投影轮廓术以其高速、高精度的优点在机械零件自动在线检测、汽车制造、文化遗产保护等领域得到了广泛的应用。然而,传统的条纹投影采用单一曝光时间或单一投影强度来测量高动态范围的物体,在反射率较大的区域会发生过度曝光,超过相机传感器的最大亮度范围,导致无法获得真实的强度和准确的三维数据。为解决此问题,利用彩色相机对单色条纹投影的不同颜色通道响应,提出了一种基于单色条纹投影的高动态范围物体表面三维测量方法。该方法投影蓝色条纹图到被测物体表面,彩色相机从另一个视角采集彩色条纹图像。从采集的彩色条纹图像中分离蓝绿通道对应的两个条纹图像。从蓝绿通道条纹图像中选择不饱和且调制度最大的一组像素生成蓝绿通道的掩膜图像,利用蓝绿通道的掩膜图像和蓝绿通道条纹图像合成高动态图像。然后应用相位解算方法和系统标定,实现高动态范围物体表面形貌的三维测量。实验验证了该方法的有效性。所提方法一方面减少了投影图像的数量,避免了复杂的计算问题,提高了测量效率;另一方面,不需要额外的硬件设施。","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135156310","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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基于事件相机的空间目标事件流降噪算法 基于事件相机的空间目标事件流降噪算法
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20220824
周晓丽 Zhou Xiaoli, 贝超 Bei Chao, 张楠 Zhang Nan, 辛星 Xin Xing, 孙祚明 Sun Zuoming
针对事件相机探测空间目标时输出大量噪声的问题,提出基于事件相机的空间目标事件流降噪算法。首先,考虑到事件流的时空相关性和异步特性,提出基于邻域密度的时空相关性事件流滤波器(Neighborhood Density-based Spatiotemporal Event Filter,NDSEF),以帧的形式在时间维度累积事件并计算邻域密度,达到降噪的目的。然后,提出基于NDSEF的级联滤波器,通过增加像素维度窗口累积实现算法的高度优化,达到细化滤波的目的。最后,在公共数据集和仿真数据集实验中实现滤波算法的高速与高泛化能力,该滤波器在信噪比和噪声比两项指标上均超过了经典滤波器,事件处理速度可达10 μs,对于多目标空间事件流可以有效处理噪声事件。实验结果表明该滤波器在低信噪比空间场景中保证了降噪算法的准确性和时效性。
针对事件相机探测空间目标时输出大量噪声的问题,提出基于事件相机的空间目标事件流降噪算法。首先,考虑到事件流的时空相关性和异步特性,提出基于邻域密度的时空相关性事件流滤波器(Neighborhood Density-based Spatiotemporal Event Filter,NDSEF),以帧的形式在时间维度累积事件并计算邻域密度,达到降噪的目的。然后,提出基于NDSEF的级联滤波器,通过增加像素维度窗口累积实现算法的高度优化,达到细化滤波的目的。最后,在公共数据集和仿真数据集实验中实现滤波算法的高速与高泛化能力,该滤波器在信噪比和噪声比两项指标上均超过了经典滤波器,事件处理速度可达10 μs,对于多目标空间事件流可以有效处理噪声事件。实验结果表明该滤波器在低信噪比空间场景中保证了降噪算法的准确性和时效性。
{"title":"基于事件相机的空间目标事件流降噪算法","authors":"周晓丽 Zhou Xiaoli, 贝超 Bei Chao, 张楠 Zhang Nan, 辛星 Xin Xing, 孙祚明 Sun Zuoming","doi":"10.3788/irla20220824","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20220824","url":null,"abstract":"针对事件相机探测空间目标时输出大量噪声的问题,提出基于事件相机的空间目标事件流降噪算法。首先,考虑到事件流的时空相关性和异步特性,提出基于邻域密度的时空相关性事件流滤波器(Neighborhood Density-based Spatiotemporal Event Filter,NDSEF),以帧的形式在时间维度累积事件并计算邻域密度,达到降噪的目的。然后,提出基于NDSEF的级联滤波器,通过增加像素维度窗口累积实现算法的高度优化,达到细化滤波的目的。最后,在公共数据集和仿真数据集实验中实现滤波算法的高速与高泛化能力,该滤波器在信噪比和噪声比两项指标上均超过了经典滤波器,事件处理速度可达10 μs,对于多目标空间事件流可以有效处理噪声事件。实验结果表明该滤波器在低信噪比空间场景中保证了降噪算法的准确性和时效性。","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135157270","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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激光无线能量传输发射光学系统研制 激光无线能量传输发射光学系统研制
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230115
孟祥翔 Meng Xiangxiang, 尚涵 Shang Han, 辛明瑞 Xin Mingrui, 王旭东 Wang Xudong, 邱明杰 Qiu Mingjie
为了提升激光无线能量传输系统光能传输效率,避免使用准直镜头导致在数百米距离处接收端光斑边界模糊和照度均匀性差现象的发生,开展了基于共轭成像原理的可调焦发射光学系统研制。首先理论分析了准直法和共轭成像法的设计原理,然后针对光纤输出的808 nm半导体激光光源,采用共轭成像法设计了焦距550 mm、口径260 mm的发射光学系统,通过光纤端面的移动实现调焦设计,分析了不同调焦距离下光纤端面的移动量,并与准直法设计结果调焦后对比,在200 m~1 km处的波像差明显较小。利用Lighttools软件模拟对比了调焦前后的照射光斑,验证了调焦的作用。模拟结果显示,通过对基于共轭成像原理设计的发射光学系统增加调焦机构,可在不同距离处得到清晰的光斑边界。最后对激光发射光学系统进行了加工,经测试,波像差RMS为0.092λ(λ=632.8 nm)。结果表明:激光无线能量传输系统使用基于共轭成像原理设计的可调焦发射光学系统可获得边界清晰、更加均匀的照明光斑。
为了提升激光无线能量传输系统光能传输效率,避免使用准直镜头导致在数百米距离处接收端光斑边界模糊和照度均匀性差现象的发生,开展了基于共轭成像原理的可调焦发射光学系统研制。首先理论分析了准直法和共轭成像法的设计原理,然后针对光纤输出的808 nm半导体激光光源,采用共轭成像法设计了焦距550 mm、口径260 mm的发射光学系统,通过光纤端面的移动实现调焦设计,分析了不同调焦距离下光纤端面的移动量,并与准直法设计结果调焦后对比,在200 m~1 km处的波像差明显较小。利用Lighttools软件模拟对比了调焦前后的照射光斑,验证了调焦的作用。模拟结果显示,通过对基于共轭成像原理设计的发射光学系统增加调焦机构,可在不同距离处得到清晰的光斑边界。最后对激光发射光学系统进行了加工,经测试,波像差RMS为0.092λ(λ=632.8 nm)。结果表明:激光无线能量传输系统使用基于共轭成像原理设计的可调焦发射光学系统可获得边界清晰、更加均匀的照明光斑。
{"title":"激光无线能量传输发射光学系统研制","authors":"孟祥翔 Meng Xiangxiang, 尚涵 Shang Han, 辛明瑞 Xin Mingrui, 王旭东 Wang Xudong, 邱明杰 Qiu Mingjie","doi":"10.3788/irla20230115","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20230115","url":null,"abstract":"为了提升激光无线能量传输系统光能传输效率,避免使用准直镜头导致在数百米距离处接收端光斑边界模糊和照度均匀性差现象的发生,开展了基于共轭成像原理的可调焦发射光学系统研制。首先理论分析了准直法和共轭成像法的设计原理,然后针对光纤输出的808 nm半导体激光光源,采用共轭成像法设计了焦距550 mm、口径260 mm的发射光学系统,通过光纤端面的移动实现调焦设计,分析了不同调焦距离下光纤端面的移动量,并与准直法设计结果调焦后对比,在200 m~1 km处的波像差明显较小。利用Lighttools软件模拟对比了调焦前后的照射光斑,验证了调焦的作用。模拟结果显示,通过对基于共轭成像原理设计的发射光学系统增加调焦机构,可在不同距离处得到清晰的光斑边界。最后对激光发射光学系统进行了加工,经测试,波像差RMS为0.092λ(λ=632.8 nm)。结果表明:激光无线能量传输系统使用基于共轭成像原理设计的可调焦发射光学系统可获得边界清晰、更加均匀的照明光斑。","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135159340","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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高功率自由空间拉曼放大技术研究进展(特邀) 高功率自由空间拉曼放大技术研究进展(特邀)
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230337
白振旭 Bai Zhenxu, 郝鑫 Hao Xin, 郑浩 Zheng Hao, 陈晖 Chen Hui, 齐瑶瑶 Qi Yaoyao, 丁洁 Ding Jie, 颜秉政 Yan Bingzheng, 崔璨 Cui Can, 王雨雷 Wang Yulei, 吕志伟 Lv Zhiwei
高功率特殊波段激光在钠信标、激光测距、激光雷达、自由空间通信等领域具有重要的应用价值。目前,基于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)的拉曼激光器及放大器已经被证实为拓展激光波段和功率的有效途径。不同于基于粒子数反转激光器在产生和放大过程中需匹配激光增益介质固有的吸收和发射谱,SRS过程理论上能够在其拉曼增益介质透过光谱的全范围内工作,故只需要相互作用光束的频率差满足拉曼增益介质的固有频移,便可实现光束之间的能量直接转移。因此,拉曼放大技术能够利用常规波段的泵浦光对特殊波段的种子光进行放大,从而实现高功率、大能量、高光束质量的特殊波段激光输出。该方法具备波长选择灵活、结构简单、功率拓展性强等优点,近年来已经在钠信标光源等领域得到了应用。文中综述了高功率自由空间拉曼放大技术的主要原理、特性和研究进展,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。
高功率特殊波段激光在钠信标、激光测距、激光雷达、自由空间通信等领域具有重要的应用价值。目前,基于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)的拉曼激光器及放大器已经被证实为拓展激光波段和功率的有效途径。不同于基于粒子数反转激光器在产生和放大过程中需匹配激光增益介质固有的吸收和发射谱,SRS过程理论上能够在其拉曼增益介质透过光谱的全范围内工作,故只需要相互作用光束的频率差满足拉曼增益介质的固有频移,便可实现光束之间的能量直接转移。因此,拉曼放大技术能够利用常规波段的泵浦光对特殊波段的种子光进行放大,从而实现高功率、大能量、高光束质量的特殊波段激光输出。该方法具备波长选择灵活、结构简单、功率拓展性强等优点,近年来已经在钠信标光源等领域得到了应用。文中综述了高功率自由空间拉曼放大技术的主要原理、特性和研究进展,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。
{"title":"高功率自由空间拉曼放大技术研究进展(特邀)","authors":"白振旭 Bai Zhenxu, 郝鑫 Hao Xin, 郑浩 Zheng Hao, 陈晖 Chen Hui, 齐瑶瑶 Qi Yaoyao, 丁洁 Ding Jie, 颜秉政 Yan Bingzheng, 崔璨 Cui Can, 王雨雷 Wang Yulei, 吕志伟 Lv Zhiwei","doi":"10.3788/irla20230337","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20230337","url":null,"abstract":"高功率特殊波段激光在钠信标、激光测距、激光雷达、自由空间通信等领域具有重要的应用价值。目前,基于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)的拉曼激光器及放大器已经被证实为拓展激光波段和功率的有效途径。不同于基于粒子数反转激光器在产生和放大过程中需匹配激光增益介质固有的吸收和发射谱,SRS过程理论上能够在其拉曼增益介质透过光谱的全范围内工作,故只需要相互作用光束的频率差满足拉曼增益介质的固有频移,便可实现光束之间的能量直接转移。因此,拉曼放大技术能够利用常规波段的泵浦光对特殊波段的种子光进行放大,从而实现高功率、大能量、高光束质量的特殊波段激光输出。该方法具备波长选择灵活、结构简单、功率拓展性强等优点,近年来已经在钠信标光源等领域得到了应用。文中综述了高功率自由空间拉曼放大技术的主要原理、特性和研究进展,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135784428","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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面向结构光三维测量的相位展开技术综述(特邀) 面向结构光三维测量的相位展开技术综述(特邀)
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230126
张宗华 Zhang Zonghua, 李雁玲 Li Yanling, 高峰 Gao Feng, 高楠 Gao Nan, 孟召宗 Meng Zhaozong, 蒋向前 Jiang Xiangqian
结构光三维形貌测量方法越来越多地应用于逆向工程、航空航天、生物医学、文物保护等领域。相位展开作为结构光三维测量中的一个关键环节对测量精度、速度和可靠性起着决定性作用。文中综述了相位展开技术的基本原理、国内外研究现状、各类方法的优缺点和未来发展方向。首先根据相位展开计算方法不同,将现有的用于结构光三维形貌测量技术的相位展开技术分为以下四类进行详细的介绍:时间相位展开技术、空间相位展开技术、基于深度学习的相位展开技术和其他相位展开技术;然后详细比较了各种技术的优缺点;最后总结了相位展开技术的特点并展望了该技术的未来研究方向。基于文中综述的内容,研究者们可用于了解各类相位展开技术的原理与进展,进而根据不同方法的特点对比结合应用需求和测量条件选择最有效的相位展开技术,实现三维形貌的精确测量。
结构光三维形貌测量方法越来越多地应用于逆向工程、航空航天、生物医学、文物保护等领域。相位展开作为结构光三维测量中的一个关键环节对测量精度、速度和可靠性起着决定性作用。文中综述了相位展开技术的基本原理、国内外研究现状、各类方法的优缺点和未来发展方向。首先根据相位展开计算方法不同,将现有的用于结构光三维形貌测量技术的相位展开技术分为以下四类进行详细的介绍:时间相位展开技术、空间相位展开技术、基于深度学习的相位展开技术和其他相位展开技术;然后详细比较了各种技术的优缺点;最后总结了相位展开技术的特点并展望了该技术的未来研究方向。基于文中综述的内容,研究者们可用于了解各类相位展开技术的原理与进展,进而根据不同方法的特点对比结合应用需求和测量条件选择最有效的相位展开技术,实现三维形貌的精确测量。
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基于双策略差分进化算法的太赫兹MIMO阵列雷达优化 基于双策略差分进化算法的太赫兹MIMO阵列雷达优化
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230244
魏旭东 Wei Xudong, 庞亚军 Pang Yajun, 郎利影 Lang Liying
太赫兹波由于其高分辨率、高穿透性和高安全性等特点,太赫兹MIMO阵列雷达结合了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)阵列技术,能够实现实时高分辨率成像,在人体安检等领域得到了广泛应用。然而,由于太赫兹波波长更短以及稀疏布阵使阵元间距远大于发射信号半波长,使阵列雷达波束方向图中出现高栅旁瓣电平问题,影响成像质量。针对该问题,文中在差分进化算法的基础上提出了一种双策略自适应差分进化算法(Dual Strategy Adaptive Differential Evolution,DSADE)用于阵列优化:首先,改进种群初始化方法,使用Kent混沌序列生成初始种群,该方法能够使初始个体基因在解空间中分布更加均匀;其次,提出了一种双变异策略,使算法能够根据迭代次数和个体适应度值选择合适的变异策略;最后,对参数进行了自适应改进,使参数能够根据个体进化情况进行自主调整。为验证DSADE算法收敛性选取了8组标准函数对算法进行了测试,DSADE算法在所有测试函数上均能取得最好的收敛效果。此外,使用DSADE算法对太赫兹MIMO雷达进行了仿真优化实验,该算法比优化效果最好的人工蜂群算法的归一化峰值旁瓣电平比值降低了1.21 dB。实验结果表明:文中提出的DSADE算法能够有效抑制太赫兹MIMO阵列雷达的峰值旁瓣电平,优化后的阵列雷达具有更低的旁瓣电平水平。
太赫兹波由于其高分辨率、高穿透性和高安全性等特点,太赫兹MIMO阵列雷达结合了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)阵列技术,能够实现实时高分辨率成像,在人体安检等领域得到了广泛应用。然而,由于太赫兹波波长更短以及稀疏布阵使阵元间距远大于发射信号半波长,使阵列雷达波束方向图中出现高栅旁瓣电平问题,影响成像质量。针对该问题,文中在差分进化算法的基础上提出了一种双策略自适应差分进化算法(Dual Strategy Adaptive Differential Evolution,DSADE)用于阵列优化:首先,改进种群初始化方法,使用Kent混沌序列生成初始种群,该方法能够使初始个体基因在解空间中分布更加均匀;其次,提出了一种双变异策略,使算法能够根据迭代次数和个体适应度值选择合适的变异策略;最后,对参数进行了自适应改进,使参数能够根据个体进化情况进行自主调整。为验证DSADE算法收敛性选取了8组标准函数对算法进行了测试,DSADE算法在所有测试函数上均能取得最好的收敛效果。此外,使用DSADE算法对太赫兹MIMO雷达进行了仿真优化实验,该算法比优化效果最好的人工蜂群算法的归一化峰值旁瓣电平比值降低了1.21 dB。实验结果表明:文中提出的DSADE算法能够有效抑制太赫兹MIMO阵列雷达的峰值旁瓣电平,优化后的阵列雷达具有更低的旁瓣电平水平。
{"title":"基于双策略差分进化算法的太赫兹MIMO阵列雷达优化","authors":"魏旭东 Wei Xudong, 庞亚军 Pang Yajun, 郎利影 Lang Liying","doi":"10.3788/irla20230244","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/irla20230244","url":null,"abstract":"太赫兹波由于其高分辨率、高穿透性和高安全性等特点,太赫兹MIMO阵列雷达结合了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)阵列技术,能够实现实时高分辨率成像,在人体安检等领域得到了广泛应用。然而,由于太赫兹波波长更短以及稀疏布阵使阵元间距远大于发射信号半波长,使阵列雷达波束方向图中出现高栅旁瓣电平问题,影响成像质量。针对该问题,文中在差分进化算法的基础上提出了一种双策略自适应差分进化算法(Dual Strategy Adaptive Differential Evolution,DSADE)用于阵列优化:首先,改进种群初始化方法,使用Kent混沌序列生成初始种群,该方法能够使初始个体基因在解空间中分布更加均匀;其次,提出了一种双变异策略,使算法能够根据迭代次数和个体适应度值选择合适的变异策略;最后,对参数进行了自适应改进,使参数能够根据个体进化情况进行自主调整。为验证DSADE算法收敛性选取了8组标准函数对算法进行了测试,DSADE算法在所有测试函数上均能取得最好的收敛效果。此外,使用DSADE算法对太赫兹MIMO雷达进行了仿真优化实验,该算法比优化效果最好的人工蜂群算法的归一化峰值旁瓣电平比值降低了1.21 dB。实验结果表明:文中提出的DSADE算法能够有效抑制太赫兹MIMO阵列雷达的峰值旁瓣电平,优化后的阵列雷达具有更低的旁瓣电平水平。","PeriodicalId":39785,"journal":{"name":"Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135158128","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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大数值孔径宽光谱折反式物镜设计(特邀) 大数值孔径宽光谱折反式物镜设计(特邀)
Q3 Engineering Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/irla20230470
严冬 Yan Dong, 国成立 Guo Chengli, 刘泉 Liu Quan, 黎发志 Li Fazhi, 余晨阳 Yu Chenyang, 马洋 Ma Yang, 张宇龙 Zhang Yulong, 闫力松 Yan Lisong
为了满足半导体缺陷检测系统对成像系统高分辨的要求,依据系统的特点和设计指标,设计了一种近紫外-可见光大数值孔径折反式物镜。在近紫外-可见光波段对光学玻璃材料的色散特性进行分析,通过二级光谱理论计算,选择合适的玻璃材料,对光学系统的二级光谱进行了校正。该物镜使用11片球面透镜,结构紧凑。设计出一套光谱范围为360~520 nm、数值孔径为0.9、焦距为5.65 mm、视场大小为0.8 mm、工作距离为0.8 mm的物镜,采用无限远共轭折反式结构。设计结果表明:该物镜的MTF较好,全视场波像差小于0.09λ(λ=632.8 nm),各种几何像差均得到了较好的校正,满足复消色差条件,并且结构简单,具有较长的工作距离,为实际的生产装配和应用提供了便利。
为了满足半导体缺陷检测系统对成像系统高分辨的要求,依据系统的特点和设计指标,设计了一种近紫外-可见光大数值孔径折反式物镜。在近紫外-可见光波段对光学玻璃材料的色散特性进行分析,通过二级光谱理论计算,选择合适的玻璃材料,对光学系统的二级光谱进行了校正。该物镜使用11片球面透镜,结构紧凑。设计出一套光谱范围为360~520 nm、数值孔径为0.9、焦距为5.65 mm、视场大小为0.8 mm、工作距离为0.8 mm的物镜,采用无限远共轭折反式结构。设计结果表明:该物镜的MTF较好,全视场波像差小于0.09λ(λ=632.8 nm),各种几何像差均得到了较好的校正,满足复消色差条件,并且结构简单,具有较长的工作距离,为实际的生产装配和应用提供了便利。
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Hongwai yu Jiguang Gongcheng/Infrared and Laser Engineering
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