留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

用于物证搜寻的大视场变焦偏振成像光学系统设计

尹骁 李英超 史浩东 江伦 王超 刘壮 李冠霖

尹骁, 李英超, 史浩东, 江伦, 王超, 刘壮, 李冠霖. 用于物证搜寻的大视场变焦偏振成像光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(4): 418006-0418006(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0418006
引用本文: 尹骁, 李英超, 史浩东, 江伦, 王超, 刘壮, 李冠霖. 用于物证搜寻的大视场变焦偏振成像光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(4): 418006-0418006(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0418006
Yin Xiao, Li Yingchao, Shi Haodong, Jiang Lun, Wang Chao, Liu Zhuang, Li Guanlin. Wide-angle zoom polarization imaging optical system design for physical evidence search[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(4): 418006-0418006(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0418006
Citation: Yin Xiao, Li Yingchao, Shi Haodong, Jiang Lun, Wang Chao, Liu Zhuang, Li Guanlin. Wide-angle zoom polarization imaging optical system design for physical evidence search[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(4): 418006-0418006(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0418006

用于物证搜寻的大视场变焦偏振成像光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0418006
基金项目: 

国家重点研发计划(2017YFC0803806);吉林省科技厅项目(20160204066GX)

详细信息
    作者简介:

    尹骁(1993-),男,硕士生,主要从事光学设计、偏振成像等方面的研究。Email:363279468@qq.com

  • 中图分类号: O439

Wide-angle zoom polarization imaging optical system design for physical evidence search

  • 摘要: 针对传统无人机载相机在复杂环境下物证搜寻成像对比度低、证物识别难度大等问题,提出利用偏振成像技术,进行物证搜寻识别。为保证搜寻效率、识别概率和低照条件下成像效果,设计了大视场大相对孔径两档变焦偏振成像光学系统。系统焦距分别为11 mm和22 mm,F数分别为1.8和2.7,视场角60和34,并给出了合理的调焦方式,可实现在3 m和10 m飞行高度下清晰成像。经过仿真分析,调制传递函数在奈奎斯特频率91 lp/mm处优于0.45,满足成像质量要求,公差分析显示,在满足成像质量条件下,公差范围合理。将系统与微偏振片阵列探测器集成,搭载无人机平台,可在复杂环境中对案发现场进行实时高效物证搜寻,大幅提升案事件破获能力。
  • [1] Li Shujun, Jiang Huilin, Zhu Jingping, et al. Development status and key technologies of polarization imaging detection[J]. Chinese Optics, 2013, 6(6):803-809. (in Chinese)李淑军, 姜会林, 朱京平, 等. 偏振成像探测技术发展现状及关键技术[J]. 中国光学, 2013, 6(6):803-809.
    [2] Wang Linmei, Gao Jun, Xie Zhao. Analysis on polarized lights by ground-reflection with calculating its spatial patterns[J]. Scientia Sinica Physica, Mechanica Astronomica, 2013, 43(7):833-843. (in Chinese)王玲妹, 高隽, 谢昭. 光的地表反射偏振特性分析及空间偏振模式计算方法[J]. 中国科学:物理学力学天文学, 2013, 43(7):833-843.
    [3] Liang Jian, Ju Haijuan, Zhang Wenfei, et al. Review of optical polarimetricdehazing technique[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(4):0400001. (in Chinese)梁健, 巨海娟, 张文飞, 等. 偏振光学成像去雾技术综述[J]. 光学学报, 2017, 37(4):0400001.
    [4] Zhang Zhigang, Dong Fengliang, Zhang Qingchuan, et al. Fabrication of pixelated polarizer array and its application in polarization enhancement[J]. Acta Physica Sinica, 2014, 63(18):232-241. (in Chinese)张志刚, 董凤良, 张青川, 等. 像素偏振片阵列制备及其在偏振图像增强中的应用[J]. 物理学报, 2014, 63(18):232-241.
    [5] Brock N J, Crandall C, Millerd J E. Snap-shot imaging polarimeter:performance and applications[J]. P Soc Photo-Opt, 2014, Ins9099:909903.
    [6] Anonymous. The polarmcamera[EB/OL].[2018-08-29] https://www.4dtechnology.com/products/polarimeters/polarcam/.
    [7] Cai Wei, Zhang Ying, Zhang Xin, et al. New method for all movable zoom lens design[J]. Acta Optica Sinica, 2012, 32(3):249-253. (in Chinese)蔡伟, 张鹰, 张新, 等. 多组全动型变焦系统新型设计[J].光学学报, 2012, 32(3):249-253.
    [8] Mu T K, Zhang C M, Li Q W, et al. Error analysis of single-snapshot full-Stokes division-of-aperture imaging polarimeters[J]. Optics Express, 2015, 23(8):10822-10835.
    [9] Mu T K, Zhang C M, Jia C L, et al. Static hyperspectral imaging for full linear Stokes parameters[J]. Optics Express, 2012, 20(16):18194-18201.
    [10] Zhang Tao, Xu Wenchang, Wang Dejiang, et al. Super-pixel calibration method of pixelated polarization camera[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(12):3179-3186. (in Chinese)张涛, 徐文畅, 王德江, 等. 基于像素级偏振相机的超像素校正[J]. 光学精密工程, 2017, 25(12):3179-3186.
    [11] Ratliff B M, Lacasse C F, Tyo J S. Interpolation strategies for reducing IFOV artifacts in microgridpolarimeter[J]. Optics Express, 2009, 17(11):9112-9125.
    [12] Neal J Brock, Bradley T Kimbrough, James E Millerd. A pixelated micropolarizer-based camera for instantaneous interferometric measurements[J]. Polarization Science Remote Sensing V, 2011, 8160(20):81600W.
    [13] Huang Haijo. Wide angle zoom lens system:U. S. patent 8, 520, 316[P]. 2013-08-27.
    [14] Shi Lei, Jin Guang, Tian Haiying, et al.Autofocusing method with automatic calibration for aerial camera[J]. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(12):2460-2464. (in Chinese)史磊, 金光, 田海英, 等. 航空相机的自准直自动检焦方法研究[J]. 光学精密工程, 2008, 16(12):2460-2464.
  • [1] 彭星, 翟德德, 石峰, 田野, 宋辞, 铁贵鹏, 沈永祥, 乔硕, 申箫, 张万里, 王盛, 阮宁烨.  高反射工件表面缺陷偏振检测光学系统设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(6): 20220863-1-20220863-14. doi: 10.3788/IRLA20220863
    [2] 曲锐, 郭惠楠, 曹剑中, 杨建峰.  可见-近红外无热化连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210090-1-20210090-7. doi: 10.3788/IRLA20210090
    [3] 曲锐, 杨建峰, 曹剑中, 刘博.  水下大视场连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200468-1-20200468-7. doi: 10.3788/IRLA20200468
    [4] 杨洪涛, 杨晓帆, 梅超, 陈卫宁.  折衍混合红外双波段变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200036-1-20200036-8. doi: 10.3788/IRLA20200036
    [5] 陈建发, 潘枝峰, 王合龙.  超大视场红外光学镜头设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190443-1-20190443-6. doi: 10.3788/IRLA20190443
    [6] 刘鑫, 常军, 陈蔚霖, 杜杉, 武楚晗, 许祥馨, 朱懿.  连续变焦偏振视频显微物镜设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20200003-1-20200003-6. doi: 10.3788/IRLA20200003
    [7] 孟祥月, 王洋, 张磊, 付跃刚, 顾志远.  大相对孔径宽光谱星敏感器光学镜头设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718005-0718005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0718005
    [8] 穆竺, 王加科, 吴从均, 颜昌翔, 刘智颖.  偏振光谱识别光学系统的复原方法与设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 518004-0518004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0518004
    [9] 凌明椿, 宋茂新, 洪津, 孙晓兵, 陶菲.  离轴三反同时偏振成像仪光机设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 518001-0518001(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0518001
    [10] 王静, 吴越豪, 戴世勋, 徐铁峰, 木锐.  硫系玻璃在长波红外无热化连续变焦广角镜头设计中的应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 321001-0321001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0321001
    [11] 张玲, 沈正祥, 刘娜, 余俊, 王占山.  基于多元约束的小型软X射线偏振望远镜光学设计及优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 718002-0718002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0718002
    [12] 黄绪杰, 靳阳明, 潘俏, 朱嘉诚, 沈为民.  多角度偏振成像光谱仪的光学设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1118002-1118002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1118002
    [13] 汪家春, 赵大鹏, 杜香华, 王启超, 林志丹, 程立, 李志刚.  基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 1136002-1136002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
    [14] 白瑜, 邢廷文, 李华, 蒋亚东, 冯成.  国外高变焦比中波红外镜头的研究进展 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 795-802.
    [15] 裘桢炜, 洪津.  偏振遥感器镜头相位延迟特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 806-811.
    [16] 白瑜, 邢廷文, 蒋亚东, 廖志远, 程习敏.  长焦距高分辨率红外两档变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2589-2594.
    [17] 王保华, 刘英, 孙强, 王媛媛, 张建忠, 姜洋.  折射/衍射混合长波红外连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 148-153.
    [18] 许利峰, 张新, 蔡伟, 曲贺盟.  高变倍比全动型变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1748-1753.
    [19] 赵坤, 李升辉.  双孔径红外变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2889-2893.
    [20] 姜庆辉, 邱跃洪, 文延, 汪欢, 许维星.  AOTF偏振光谱成像数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 218-222.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  517
  • HTML全文浏览量:  75
  • PDF下载量:  97
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-08
  • 修回日期:  2018-12-22
  • 刊出日期:  2019-04-25

用于物证搜寻的大视场变焦偏振成像光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0418006
    作者简介:

    尹骁(1993-),男,硕士生,主要从事光学设计、偏振成像等方面的研究。Email:363279468@qq.com

基金项目:

国家重点研发计划(2017YFC0803806);吉林省科技厅项目(20160204066GX)

  • 中图分类号: O439

摘要: 针对传统无人机载相机在复杂环境下物证搜寻成像对比度低、证物识别难度大等问题,提出利用偏振成像技术,进行物证搜寻识别。为保证搜寻效率、识别概率和低照条件下成像效果,设计了大视场大相对孔径两档变焦偏振成像光学系统。系统焦距分别为11 mm和22 mm,F数分别为1.8和2.7,视场角60和34,并给出了合理的调焦方式,可实现在3 m和10 m飞行高度下清晰成像。经过仿真分析,调制传递函数在奈奎斯特频率91 lp/mm处优于0.45,满足成像质量要求,公差分析显示,在满足成像质量条件下,公差范围合理。将系统与微偏振片阵列探测器集成,搭载无人机平台,可在复杂环境中对案发现场进行实时高效物证搜寻,大幅提升案事件破获能力。

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回