基于计算机视觉的平视显示器视差测量方法的研究

针对平视显示器的视差测量要求,在分析各种传统检测方法的基础上,提出了一种利用CCD和数字图像处理技术相结合的基于计算机视觉的视差自动测量方法。详细论述了该方法的测量原理,推导并建立了视差角与离焦量的关系,对该测量装置的光学系统进行了合理设计,并对后期图像处理和分析进行了具体研究。该方法利用CCD取代人眼的主观判读,测量精度在30″以内,具有快速准确、定量直观等特点,大大提高了平视显示器的调校精度和效率。     

机载航空瞄准装置光学系统成象质量对瞄准精度的影响

一、前言无论是电-机械陀螺式光学瞄准具或是光-电式的平视显示器,都用来作为机载航空瞄准装置,其光学系统的成象象质量毫无疑问地对瞄准精度产生一定的影响。畸变和视差则是对瞄准精度影响最大的两个因素,故在平视显示器的战术技术要求中,对两者提出了一定的要求。光学瞄准具的成象光组主要是一块双胶合物镜,透镜框本身就是入瞳,光线追迹的结果畸变很小,因此对光学瞄准具只提出了视差的要求。光学系统若存在畸变,那么瞄准光点在     

基于类正弦测微法实现视差的快速定量测试

根据现阶段光电瞄具的靶场测试需求,针对目前传统视差检测方法存在的无定量、大误差、低效率等缺点,提出了一种基于类正弦测微法的视差检测方法,该方法可实现光电瞄具视差的快速定量测试。采取传统摆头法的快速观测原理,利用类正弦测微法实现定量数据获取,构建出一台具有类正弦微动细分机构的改进型视差检测装置。选取了三类典型的光电瞄具样品,针对4种视差测试方法进行详细的测试效果比对实验。结果表明,基于类正弦测微法的视差检测方法及装置不仅能够保证0.01′的测试精度,而且能够满足光电瞄具靶场测试中效率高、精度高的需求,测试效果优于其他传统视差检测方法。     

光栅平视显示器畸变的测量

光栅平视显示器的畸变严重影响对目标的观察、定位、测量与分析, 其定量测量是装配调试过程中亟待解决的问题。结合光栅平视显示器工作原理及其畸变产生原因,利用光电测量技术对光栅平视显示器的畸变测量进行了深入研究。针对不同原因引起的光栅平视显示器畸变建立畸变测量系统,并对其探测器进行标定;利用标定后的CCD探测器实现对光栅平视显示器的畸变测量,并对其畸变测量不确定度进行了分析。实验表明,该畸变测量系统测量光栅平视显示器相对畸变的测量不确定度为0.5%。     

双目智能眼镜视差快速测试系统设计

为了快速测试双目智能眼镜的视差,提出了一种用大口径长焦距镜头CMOS作为检测设备的测试系统。将大口径长焦距镜头的CMOS相机与双目智能眼镜的光轴在同一水平面上且共线,通过一次拍摄得到双目智能眼镜的显示画面,借助十字刻度测试图作为图像源,快速计算出双目智能眼镜的视差。论述并推导了双目智能眼镜视差产生的数学模型及计算公式,分析了系统误差来源。实验结果表明,一次拍摄就可以得到表征双目视差的图像;相机图像采集精度误差为2.47″;测试图读数误差为3.7′;测试图读数测试法与实际测试结果的误差为3.85′,满足快速高效测试双目智能眼镜的要求。     

基于ARINC661规范的平视显示器显示技术研究

作为新一代驾驶舱显示系统的行业标准,ARINC661规范推动着整个航空机载电子设备的发展。针对传统的定制式平视显示器显示形式,根据其工作原理,提出了基于ARINC661规范的整体设计方案,并对具体的功能模块及通信过程进行了详细研究。为提高系统的实时性,在UA模块运用了NNAF数据挖掘算法实现对飞行参数的预处理,在渲染模块采用了深度优先搜索算法进行遍历,并给出设计实例对系统进行验证,结果表明基于ARINC661规范的平视显示器开发更具有开放性和扩展性。     

头盔显示器视差自动测量中眼位点的自动对准

自动测量头盔显示器的视差时，用CCD相机取代人眼的主观读取，由于机器视觉不如人眼灵活，CCD相机在人眼观察点才能确保移动时采集的图像是完整的，从而保证全视场的视差测量。该文提出采用模式搜索法在头盔显示器光学平面内实现CCD相机自动对准人眼观察点(眼位点)，从而实现头盔显示器全视场视差的自动测量。对该自动测量系统的测量原理，以及CCD相机自动对准眼位点的实现过程进行了详细论述与说明，对测量精度与效率，对准精度与重复定位精度进行了实验分析。实验结果表明，该方法能够快速、准确、自动地对准眼位点，定位精度为±0.071°，与摆头法测量视差系统进行对比实验，全视场视差测量效率高，重复精度高。     

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 ,实现了光学仪器视差检测的自动化     

“兰特”平视显示器

作战飞机低空导航与夜问瞄准,对其平视显示器提出了更高的性能要求。美、英等国数家航空公司,正积极开发一种取名“兰特”的平视显示器,以衍射光学元件构组光学系统,能实现较大的瞬时视场,能显示红外光栅图象。本文阐述了这种平视显示器的光学原理、光学性能、光学系统型式以及衍射光学元件的制作方法。     

三维集成成像显示系统分辨率的测试模型设计

建立了三维集成成像显示系统的分辨率测试模型,对模型所采用的形状、比例和条纹宽度等进行设计研究.首先,根据集成成像技术多角度拍摄测试模型得到视差图;然后,根据二维分辨率测试卡的测试方法对视差图清晰度线进行标定;最后,计算视差图得到合成图像并显示到集成成像系统上,测试得到系统重构三维物体的分辨率.实验结果表明:该设计支持观察者测试不同角度、不同深度的显示分辨率,量化了集成成像显示系统分辨率.模型包含8级分辨率清晰度线,基本满足当前三维显示系统分辨率的测试范围,可用于测量集成成像显示系统的重构景深和视场角.     

光强局部选通成像器中光锥耦合技术研究

为了实现景物在强光照射下能够分辨图像的细节,在液晶的光强局部选通成像器中,使用光锥将TFT-LCD液晶耦合到CCD相机上以实现图像的实时传递。通过理论分析和计算,采用光锥耦合获得的耦合效率为14.24%,而透镜耦合则只有1.83%,由前者耦合后构成的局部选通系统,其调制传递函数曲线中奈奎斯特频率为0.518,极限分辨率为34 lp/mm,由此制作的器件,在对高照度下图像的细节分辨,明显高于透镜耦合的器件。分析了造成该系统MTF下降的因素,并提出了进一步改善MTF的技术措施。     

单摄像机虚拟立体视觉测量技术研究

以双目立体视觉传感器三维测量模型为基础,提出了一种用于测量空间三维点坐标的低成本单摄像机模型。该模型利用光学成像,把单摄像机镜像为一对虚拟摄像机,在一个CCD像面上采集到同一物体存在视差的两幅图像,从而恢复空间点的三维信息。讨论了单摄像机传感器测量空间三维点坐标的基本原理,建立了单摄像机传感器的测量模型,克服了双摄像机系统中成本高、切换采集左右摄像机的图像使检测速度减慢等诸多缺陷,为空间三维点的精密测量提供了经济、快速、有效的测量途径。实验表明．传感器可实现约0．8％的相对测量精度．证明了本方案合理、有效。     

散斑面内形变场检测系统设计

数字散斑测量是一种非接触、全场测量的高精度光测方法。该系统由散斑生成装置、数据采集装置和数据处理装置三部分组成。散斑生成装置将扩散的激光束投射到待测物体上,用接收屏接收物体散射生成的散斑图像。数据采集装置主要由CCD和数字采集卡组成,CCD拍摄散斑图像,并将其传输给数字采集卡,经采集卡转换成数字图像,以矩阵形式输入到数据处理装置。数据处理装置根据光学相关识别技术设计的检测程序对采集到的数字图像进行相关运算,通过对相关峰的准确定位来获取物体的形变信息。     

光锥与CCD耦合效率的理论分析

光锥与CCD的耦合技术是研制ICCD图像传感器的关键技术,本文主要从理论上分析并讨论了光锥与CCD耦合器件的耦合效率及其影响因素,进一步分析讨论了耦合效率对耦合器件信噪比的影响.证明了光锥与CCD的耦合效率不仅降低ICCD探测效率而且降低ICCD信噪比,并提出了提高光锥与CCD耦合效率的方法和途径.     

丝阵Z箍缩1维X射线辐射功率分布的数据处理

 在丝阵Z箍缩实验中利用CCD记录X射线辐射功率的1维时空分布图像，对光纤传输效率、图像聚焦、MCP与CCD的耦合效率等因素造成的图像失真进行了处理，利用实验实测的单光纤点扩展图像和光传输效率曲线对辐射功率分布图像进行处理，并修正光纤传输效率以及MCP和CCD间耦合效率不均匀性的影响以还原X射线辐射功率的1维空间分布信息。处理后将图像沿空间积分获得了与X射线功率谱仪相吻合的X射线辐射功率脉冲波形，同时不同发次由两系统得到的X射线波形的前沿之间也表现出了良好的一致性。     

合肥光源新的束团截面及发射度测量系统的研制

介绍了合肥光源储存环紫外光束团截面及束流发射度测量系统. 本系统采用光学探测, 由光学成像和图像采集处理两大部分组成. 光学成像部分利用光学成像将中心波长366.1nm紫外光1:1成像于CCD探测器上. 图像采集处理部分将CCD探测器采集的视频信号由电缆输出到图像采集卡进行图像采集, 然后由LabVIEW程序进行数据处理获得束团截面尺寸以及束流发射度和耦合度, 最后给出了实验结果.     

High Optical Magnification Three-Dimensional Integral Imaging of Biological Micro-organism

A high optical magnification three-dimensional imaging system is proposed using an optic microscope whose ocular(eyepiece) is retained and the structure of the transmission mode is not destroyed. The elemental image array is captured through the micro lens array. Due to the front diffuse transmission element, each micro lens sees a slightly different spatial perspective of the scene, and a different independent image is formed in each micro lens channel. Each micro lens channel is imaged by a Fourier lens and captured by a CCD. The design translating the stage in x or y provides no parallax. Compared with the conventional integral imaging of micro-objects, the optical magnification of micro-objects in the proposed system can enhanced remarkably. The principle of the enhancement of the image depth is explained in detail and the experimental results are presented.     

一种提高双CCD图像拼接精度的方法

利用一对光楔间距变化时,通过它的成像光束的像点会产生微小偏移这一特性,在双CCD图像拼接探测器中增加了光楔调整机构,该光楔调整机构包含两对光楔,一对光楔用于CCD水平方向的图像调整;另一对用于垂直方向的图像调整。通过设计、制作,光楔调整机构最终应用于双CCD图像拼接探测器的装调。装调过程显示:加装光楔调整机构对原有光学系统没有任何影响,可以实现精度高于0.001 mm的图像移动量,有效降低了双CCD图像拼接探测器的装调难度,提高了拼接图像质量,降低了生产成本。