交叉光轴系统
光轴
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副
简称副轴,通过单球面反射镜的曲率中心,但不经过球面通光孔径中心(顶点)的任意一条直线。对薄透镜, 当入射光线所在空间的折射率与出射光线所在空间的折射率相同时,通过光心但不经过折射球面曲率中心的任意 直线都是副光轴。
主
主轴亦称‘主光轴’。通过透镜两个球面中心的直线称之。单球面镜的光轴是通过球面中心,并与镜面垂直 的直线;透镜或共轴光具组的光轴是各透镜球面中心的连线。应该说明,通过光心的任何直线都可称作透镜的光 轴,一般称它们为副光轴。
3、调整平台与平行光管:取下棱镜,调整平台上的平行光管,平行光管焦面上的十字线成像在平行光管焦 面上,使平行光管焦面上的十字线与平行光管的十字线相重合,使平行光管的光轴与平板的平面相平行,此时平 行光管的光轴与平行光管的光轴及平板的平面三者相互平行;
4、测量被测光学系统光轴与平板基面的平行度:将被测光学系统置于平台的平板上,被测光学系统的镜头 对准平行光管,使平行光管焦面上的十字线经被测光学系统形成的图像显示在显示器上,同时显示器的电十字线 图像显示在显示器的中心;当被测光学系统的光轴与平板基面平行,则这两个十字线图像完全重合;当被测光学 系统的光轴与平板基面不平行时,则这两个十字线图像不重合,通过调整平台使平行光管的光轴与被测光学系统 的光轴平行,显示器上显示平行光管焦面上的十字线经被测光学系统形成的图像与电十字丝的图像相重合;之后 取下被测光学系统,此时平行光管的光轴与平行光管的光轴不平行,观察平行光管的十字线与成像在其焦面上的 平行光管的十字图像也不再重合,利用平行光管的读数鼓轮度量出平行光管与平行光管两个光轴偏离的角度,则 完成了光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。
辅助工具
辅助工具
光轴清晰可见带双十字线的窥管的外直径同目镜接口直径,管的一端加盖,盖的正中心挖2mm直径的圆孔, 管的另一端用白色棉线对称地拉上双十字线,两线间距3~4mm。管长用如下方法确定:从目镜调焦筒中放入窥管 (窥孔在外),窥孔一端与目镜调焦筒外端口平齐,双十字线一端距副镜20~30mm。
Odyssey CLX 操作指南1
导入图片 ........................................................................................................................... 18 泳道设置 ........................................................................................................................... 19 设定 Marker....................................................................................................................... 20 创建新 marker ................................................................................................................... 20 自动识别条带 ................................................................................................................... 21 手动编辑条带 ................................................................................................................... 21 单通道信号归一化 ..............................................................................................................21 查看表格 ........................................................................................................................... 22
光轴调整方法范文
光轴调整方法范文
一、光轴调整的基本原理
光轴调整是指通过改变镜头或投影机的位置来达到器件正确的焦距,
使光线以正确的方向发出和接收。
光学轴向调整的目的是使镜头与投影机
之间的光线距离最近,以达到最佳焦距和图像质量的要求。
在调整光轴时,需要考虑光轴调整的方向和距离,以达到调整的最佳效果。
二、光轴调整的基本方法
(一)平行调整法
平行调整法是最常见的调整方法。
根据光轴的距离和方向,采用多次
调整的方法,最终使光轴的方向和距离相较于基准轴线成平行关系,即调
整在水平面上完成。
(二)主动定位法
主动定位法是一种调整稳定性较高,但复杂度较大的调整方法。
首先
需要标定和定位,然后再进行镜头调整,以达到最佳焦距的要求。
(三)粗调法
主要是在精调法之前进行的一种调整方法,利用滑动调节器或者调节
螺丝的方法,使光线的距离和方向接近最佳焦距的要求。
粗调法可以最大
限度的减少精调的工作量和误差,提高精调的准确性。
三、光轴调整的注意事项
(一)调整前应先检查镜头以及投影机的状态,确定它们能够正确工作。
(二)调整时,应注意防止产生振动,以免影响图像的质量。
(三)调整时。
交叉圆柱镜原理
交叉圆柱镜原理交叉圆柱镜是一种广泛应用于光学领域的光学元件,它具有独特的光学特性,被广泛应用于激光加工、医疗设备、科学研究等领域。
本文将介绍交叉圆柱镜的原理及其在光学系统中的应用。
交叉圆柱镜是由两个相互垂直的圆柱面构成的光学元件,其中一个圆柱面是凸面,另一个是凹面。
当平行入射光线通过交叉圆柱镜时,会发生两次折射,分别在凸面和凹面上发生。
这种特殊的折射过程使得交叉圆柱镜能够实现光线的交叉、分离和聚焦。
在交叉圆柱镜中,光线的交叉是通过凸面和凹面的折射作用实现的。
当平行入射光线通过凸面折射时,会发生向光轴的偏折;而当偏折后的光线再通过凹面折射时,则会发生垂直于光轴的偏折。
这样,原本平行的光线就会在交叉圆柱镜中交叉,实现光线的分离和聚焦。
交叉圆柱镜在光学系统中有着广泛的应用。
其中,最常见的应用之一是在激光加工系统中。
由于交叉圆柱镜能够实现光线的交叉和聚焦,因此它常被用于激光切割、打标等加工过程中。
通过合理设计交叉圆柱镜的参数,可以实现对激光光束的精确定位和聚焦,从而提高加工精度和效率。
此外,交叉圆柱镜还被广泛应用于医疗设备中。
例如,在激光眼科手术中,交叉圆柱镜常被用于调整激光光束的方向和焦距,从而实现对眼部组织的精确切割和修复。
交叉圆柱镜的高精度和稳定性,使得它成为眼科激光手术中不可或缺的光学元件。
除此之外,交叉圆柱镜还在科学研究领域中发挥着重要作用。
在光学显微镜、激光干涉仪等实验装置中,交叉圆柱镜常被用于实现光线的交叉和分离,从而实现对样品的精确定位和观测。
其高度的光学性能和稳定性,为科学研究提供了可靠的光学支持。
总之,交叉圆柱镜作为一种重要的光学元件,在光学系统中具有着广泛的应用前景。
通过充分理解交叉圆柱镜的原理和特性,合理应用其光学特性,将有助于提高光学系统的性能和稳定性,推动光学技术的发展和应用。
光轴轴向固定
光轴轴向固定光轴是光学中的一个重要概念,它是指光线传播的方向。
在光学系统中,光轴通常被定义为系统的主光束传播的方向,也就是光线的平均传播方向。
光轴的方向通常被假设为沿着系统的对称轴或者镜头的中心线。
光轴的固定是指在光学系统中,光轴的方向是固定的,不发生改变。
这意味着无论光线通过光学系统的哪个位置,它们的传播方向都与光轴保持一致。
在光学系统设计中,光轴的固定是非常重要的。
因为只有当光轴方向固定时,光学系统才能正常工作并达到预期的效果。
如果光轴方向发生偏移或者改变,光线将无法正确聚焦在焦点上,导致图像模糊或者失真。
光轴的固定通常通过使用支撑结构或者固定装置来实现。
在显微镜、望远镜和相机等光学仪器中,通常会使用支撑结构来确保光轴的固定。
这些支撑结构可以是机械结构,如支撑杆、固定螺丝等,也可以是光学元件本身的设计,如凹透镜等。
除了光学仪器中的支撑结构,还有一种常见的方法是使用光轴对准器。
光轴对准器通常是一种特殊的光学元件,它可以使光线沿着光轴方向传播,从而帮助确定光轴的位置。
通过观察光线在光轴对准器上的聚焦情况,可以判断光轴是否准确固定。
在光学系统设计中,光轴的固定还涉及到光学元件的安装和调整。
在制造光学元件时,需要确保元件的光轴方向与设计要求一致。
而在安装和调整光学元件时,也需要注意保持光轴的固定,避免光轴方向的偏移。
光轴的固定对于光学系统的性能和稳定性具有重要影响。
只有在光轴方向固定的情况下,光学系统才能提供清晰的图像、准确的测量结果和稳定的工作性能。
光轴轴向固定是光学系统设计中的一个重要概念。
通过使用支撑结构、光轴对准器等方法,可以确保光轴的方向固定不变。
光轴的固定对于光学系统的性能和稳定性至关重要,它直接影响着图像的清晰度和测量结果的准确性。
因此,在光学系统设计和制造中,要特别重视光轴的固定,以确保系统的正常工作和优秀的性能。
光学系统的光轴-概述说明以及解释
光学系统的光轴-概述说明以及解释1.引言1.1 概述光学系统的设计和优化是现代光学技术领域的重要研究方向之一。
在光学系统中,光轴是一个非常关键的概念,它被定义为光学系统的中心轴线,沿着这条轴线传播的光线是系统设计和性能分析的基准。
通过准确定义和确定光轴,可以更好地控制光学系统的性能和输出结果。
本文将重点讨论光轴在光学系统中的定义、确定方法、调整的影响以及应用。
我们将探讨光轴对光学系统性能的影响,以及光轴调整在改善系统性能和实现特定功能方面的作用。
最后,我们将展望光轴在未来光学系统中的发展,以驱动更加先进和高性能的光学技术的发展。
1.2 文章结构本文将分为三个主要部分来探讨光学系统的光轴。
首先,我们将在引言部分对光轴进行简单概述,介绍光轴在光学系统中的重要性以及本文的目的。
然后,在正文部分,我们将详细讨论光轴的定义和重要性,探讨光学系统中确定光轴的方法,并分析光轴调整对系统性能的影响及应用。
最后,在结论部分,我们将总结光轴在光学系统中的作用,探讨光轴调整对系统性能的影响,并展望光轴在未来光学系统中的发展。
通过这些内容的探讨,读者将对光学系统的光轴有更深入的了解。
1.3 目的:本文的目的在于深入探讨光学系统中光轴的重要性和作用,介绍确定光轴的方法以及光轴调整对系统性能的影响。
通过对光轴在光学系统中的作用进行分析和总结,希望能够引起读者对光学系统设计和优化的思考,并为光学工程师提供实用的指导和建议。
此外,本文还将展望光轴在未来光学系统中的发展趋势,希望为光学技术的进步做出一点贡献。
希望读者能够通过阅读本文,对光轴及其在光学系统中的应用有一个更全面的了解,从而更好地理解和应用光学技术。
2.正文2.1 光轴的定义和重要性光轴是指光学系统中的一条虚拟轴线,沿着该轴线传播的光线不会发生偏折,因此被称为光学系统的理想传播路径。
在光学系统中,准确确定光轴的位置是非常重要的,因为光轴决定了光学元件的位置和朝向,直接影响到光路的设计和系统的性能。
光轴校正操作方法
光轴校正操作方法光轴校正是指在光学系统中,调整光源、物体、透镜等光学元件的位置,使其沿着光轴方向对称排列,并达到最佳状态的过程。
光轴校正是光学器件制造和光学检测的重要环节,它能够提高光学系统的成像质量和性能稳定性。
以下是光轴校正的操作方法:1. 准备工作:在进行光轴校正之前,首先要对光学系统的结构和元件进行了解。
了解光学系统的整体构造、各个光学元件的功能以及它们之间的相互关系,这样能更好地指导校正的操作过程。
2. 设定光源:将光源置于固定位置,通过光源角度和位置的微调,使其能够正对待校正的透镜或物体。
一般情况下,使用点光源来进行校正操作,可以使用光源调整器或者光源转轮来实现。
3. 调节物体位置:将待校正的物体按照要求放在透镜或者光学系统的焦点位置上。
确保物体的位置和方向与光轴垂直,这样可以减少光路差,提高成像质量。
4. 校正透镜位置:调整透镜的位置,使其与物体和光源之间的距离保持均匀。
透镜离物体的距离主要取决于透镜的焦距和所需成像的大小。
通过改变透镜的位置,可以调整成像的放大倍数和清晰度。
5. 检查光轴对称性:使用专业的光学测试仪器或者像差测试方法,检查系统中的光轴对称性。
光轴对称性是指在光学系统中,各个光学元件的位置和方向与光轴一致的程度。
通过对系统进行测试和测量,可以分析出光学系统的对称性和对称轴的偏差。
6. 调整系统元件:根据光轴校正的测试结果,对系统中的各个光学元件进行微调。
微调可以包括透镜的位置、角度、方向,光源的位置和角度,以及其他光学元件的位置和姿态等。
通过微调可以使光学系统达到最佳状态,并达到设计要求。
7. 重复测试和校正:在进行光轴校正时,通常需要进行多次的测试和校正才能达到最佳效果。
每次校正后,都需要进行再次测试,以确保校正的效果和结果。
如果测试结果不满足要求,需要再次进行调整和校正,直到达到理想的光轴校正效果。
总结:光轴校正是光学系统中非常重要的一环,它能够提高光学系统的成像质量和稳定性。
光交叉连接(OXC)简介
光交叉连接(OXC)简介近年来,随着技术的发展和WDM的规模应用,光网络节点设备的容量越来越大,对网络的生存性提出了更高的要求,OXC集传输与交换于一体,具有传输容量大、组网灵活、网络具有可扩展性和可重构性、易于升级、可透明传输各种格式的不同速率等级的信号,能够同时适应用户信号种类和服务种类不断增长的需求等诸多优点,是构成光传送网络(OTN)的重要节点设备。
一、光交叉连接(OXC)类型通常OXC有3种交叉连接类型:光纤交叉连接、波长交叉连接和波长变换交叉连接。
1.光纤交叉连接(FXC)一种基于光纤级的交叉连接(FXC),可以理解为具有交叉能力的光配线架(ODF),或称为智能光配线架,是OXC的初级阶段,优点是FXC的复杂程度低,容量大,因而有一定市场需求;缺点是缺乏灵活性,设备本身独立组网能力差。
2.波长选择交叉连接(WSXC)波长选择交叉连接(WSXC)能够转换从输入光纤到输出光纤的一个子集的波长信道,因此,从功能上讲,需要将一个来向的波长复用/解复用为它的组成波长。
这种交叉连接比FXC有更大的灵活性,允许提供波长业务,而波长业务则可支持音频分配、远程教育或一系列其他业务。
WSXC在业务恢复方面的灵活性也较好,使用网状、环状或混合型保护方案可以对波长信道逐个地进行保护。
3.波长变换交叉连接(WIXC)波长转换交叉连接(WIXC)是一种具有附加功能的WSXC,它能够使信道的波长改变。
这一特性减少了由于波长争用而将一个波长从输入光纤转到输出光纤的不可能性。
WIXC在业务恢复和提供方面有最大的灵活性。
它和波长交叉连接的区别是可以进行波长转换。
实现OXC的关键技术是光信号的交换技术。
和电交换技术类似,光交换技术按交换方式可分为电路交换和包交换。
电路交换又含有空分(SD)、时分(TD)、波分/频分(WD/FD)等方式;包交换则有ATM光交换等方式。
二、OXC结构及其工作原理OXC主要由输入部分(放大器EDFA,解复用DMUX),光交叉连接部分(关交叉连接矩阵),输出部分(波长变换器OYU,均功器,复用器),控制和管理部分及其分插复用这五大部分组成;如图1所示。
光轴技术要求
光轴技术要求
光轴技术是一种用于光学系统中的技术,它要求具有高精度、高稳定性和高可靠性等特点。
以下是一些常见的光轴技术要求:
1. 精度要求:光轴技术需要保证光轴的精度,以确保光学系统的成像质量。
通常要求光轴的精度在几个微米以内。
2. 稳定性要求:光轴技术需要保证光轴的稳定性,以避免光学系统的成像质量受到影响。
通常要求光轴的稳定性在一定时间内不发生变化。
3. 可靠性要求:光轴技术需要保证光轴的可靠性,以确保光学系统的长期稳定运行。
通常要求光轴具有良好的耐用性和抗干扰能力。
4. 调节要求:光轴技术需要具有良好的调节性能,以方便对光学系统进行调试和校准。
5. 环境适应性要求:光轴技术需要适应不同的环境条件,如温度、湿度、振动等。
6. 兼容性要求:光轴技术需要与其他光学元件和设备兼容,以
确保整个光学系统的正常运行。
摄影艺术知识:拍摄中的光轴控制和预焦技巧
摄影艺术知识:拍摄中的光轴控制和预焦技巧摄影艺术是一门讲究技巧和艺术性的艺术。
在拍摄中,要想获得高质量的照片,在掌握摄像技术的基础上,还需要灵活控制光轴和掌握预焦技巧。
本文将详细介绍如何控制光轴和运用预焦技巧提升拍摄效果。
一、光轴控制方法什么是光轴?光轴是从拍摄的前方主体通过镜头进入相机,并在相机走到背面的路径,也就是光线传播的路径。
而光轴的控制则是指用合适的方法来控制光轴方向、角度和光线强度等,以便实现想要表达的意图和效果。
(一)改变拍摄角度拍摄者可以通过改变拍摄角度来改变光轴的方向。
例如,如果你拍摄的主体倾斜在一边,而你想要强调其立体感,可以采取上拍的角度,使光轴成为一个斜线。
这样拍摄出来的照片,主体会更有立体感,视觉效果更为生动。
(二)控制速度和ISO值要使光轴中的光线在高速运行时更集中、聚焦,我们可以在拍摄过程中控制速度和ISO值来控制光线的强度。
一般情况下,越高的光线能使照片更加清晰,反之,越低的光线会更柔和。
(三)运用反光板通过放置反光板来控制光线的角度,在高对比度的环境下,可以达到平衡光线的目的。
例如,太阳下山的时候,可以放置一张金属片或白色反光板来反射阳光,使光线环境更加柔和,拍摄结果更加自然。
二、预焦技巧在高速拍摄中预焦是非常重要的技巧。
预焦可以提高照片的清晰度和水平。
那么,如何实现预焦呢?(一)使用自动对焦大多数相机都有自动对焦功能,可以根据推荐距离将镜头对准主体,然后按下快门进行对焦拍摄。
这种方式不仅快速而且方便,但遇到过分特殊场景时可能需要手动对焦。
(二)手动对焦手动对焦需要拍摄者自己控制镜头的聚焦,这样可以确保适当的清晰度和焦点。
手动对焦可以避免因自动对焦失灵引起的照片失焦现象。
这种技巧需要耐心和实践,可以尝试在镜头上添加一个焦点环,或者使用对焦配件进行锁定,提高拍摄的精度。
(三)运用深度预测在拍摄接近三维场景的时候,运用深度预测技巧可以大大提高拍摄的清晰度。
这种技巧可以预测光轴所覆盖的区域,有助于拍摄前进行计划和角度调整,确保主体和光轴之间的距离足够接近,清晰度更明显。
交叉光幕原理
交叉光幕原理交叉光幕是一种利用光学原理实现的特殊投影技术,通过在空中形成一道幕布,并在幕布上实时投影图像或文字,实现信息展示和互动交互的效果。
交叉光幕技术广泛应用于展览、演示、广告等领域,为观众带来全新的视觉体验。
交叉光幕的原理是利用幕布上的特殊光学材料和光源的投影,形成一幅幕布上的图像。
在光源的照射下,光线经过特殊材料的折射和反射,形成一道虚拟的幕布。
观众可以在幕布上看到清晰的图像,同时也可以通过手势或其他方式与图像进行交互。
交叉光幕技术的实现需要借助一些关键技术,包括光学投影、图像处理和交互控制等方面。
首先,光学投影技术是实现交叉光幕的基础,通过激光或LED等光源将图像投射到幕布上。
光源的选择和调整对于图像的清晰度和亮度有重要影响。
其次,图像处理技术用于对输入的图像进行处理和优化,以适应幕布的特殊显示效果。
图像处理技术可以校正图像的形变、调整亮度和对比度等,使得投影出来的图像更加清晰、逼真。
最后,交互控制技术是实现观众与投影图像交互的关键。
观众可以通过手势识别、触摸屏或其他传感器与图像进行互动,实现选择、切换、放大、旋转等操作。
交叉光幕技术的应用场景多种多样。
在展览场馆中,交叉光幕可以用于展示艺术品、文物等珍贵文化遗产,通过虚拟投影的方式还原历史场景,为观众带来沉浸式的体验。
在商业广告中,交叉光幕可以吸引消费者的注意,促进产品或服务的宣传和销售。
此外,交叉光幕还可以应用于教育培训、会议演示等领域,提供更直观、生动的信息展示方式,提高观众的参与度和记忆效果。
尽管交叉光幕技术带来了许多新的应用和体验,但也存在一些挑战和限制。
首先,交叉光幕技术的设备和系统成本较高,需要专业的设备和技术支持。
其次,交叉光幕在室外环境中的使用受到天气和光线等因素的限制,需要进行光线调节和防水防尘等工作。
此外,交叉光幕的交互方式还有待改进和创新,以提供更多样化、自然化的交互方式。
总的来说,交叉光幕技术作为一种创新的投影技术,为信息展示和互动交互带来了新的可能。
多光谱多光轴
多光谱多光轴技术解析多光谱多光轴技术是一种在光学和光电子学领域中应用广泛的先进技术。
它结合了多光谱和多光轴的特点,使得在不同波段和不同方向上获取信息成为可能。
以下是对多光谱多光轴技术的解析:**1. 多光谱技术:**多光谱技术是指同时采集并处理多个波段的光学信息。
每个波段对应于不同的波长范围,这种技术使得我们可以获取多个频谱上的数据。
在多光谱多光轴技术中,这些波段的数据可以在同一时间内采集,为更全面的信息提供基础。
**2. 多光轴技术:**多光轴技术是指通过调整光学系统的布局,使得系统可以同时接收多个入射光线的技术。
这样的设计允许在不同的方向上获取光学信息。
在多光谱多光轴技术中,多光轴技术可以用于同时获取不同方向上的光谱数据,扩展了信息获取的维度。
**3. 多光谱多光轴技术的结合:**多光谱多光轴技术是将多光谱和多光轴技术结合在一起的一种高级光学系统。
这种技术的应用非常广泛,包括遥感、医学成像、环境监测等领域。
在遥感中,多光谱多光轴技术可以提供更详细的地表信息,同时在医学成像中,它可以提高影像的分辨率和诊断的准确性。
**4. 遥感应用:**在遥感领域,多光谱多光轴技术对于地表特征的检测和分类至关重要。
通过同时获取多个波段和不同方向上的信息,可以更准确地识别地表覆盖类型,监测环境变化,甚至在农业领域进行作物健康评估。
**5. 医学成像应用:**在医学成像中,多光谱多光轴技术可以用于提高影像的清晰度和对组织的识别能力。
通过多光轴的设计,可以获得更多角度上的信息,帮助医生更全面地了解病变情况,提高诊断的精确性。
**6. 环境监测和科学研究:**多光谱多光轴技术在环境监测和科学研究中也有广泛应用。
例如,在大气科学中,它可以用于同时监测不同波段的光谱信息,以研究大气成分和化学反应。
**7. 挑战与发展:**虽然多光谱多光轴技术在各个领域取得了显著进展,但在系统设计、数据处理和仪器成本等方面仍然存在一些挑战。
cyck光轴终结者原理
cyck光轴终结者原理光轴终结者原理简介光轴终结者是一种基于光学原理的设备,它能够有效地终结光信号的传输。
它的原理主要依靠光学元件的设计和光信号的特性来实现。
光轴终结者的原理可以总结为以下几点:1. 反射和吸收:光轴终结者利用特殊材料的特性,在光信号传输的路径上设置反射和吸收元件。
当光信号经过终结器时,部分光信号会被反射回去,一部分则会被吸收。
通过合理的设计和调节,可以使得被反射和吸收的光信号达到最佳的比例,从而有效地终结光信号的传输。
2. 折射和散射:光信号在传输过程中会发生折射和散射现象。
光轴终结者通过使用特殊的光学元件,能够抑制光信号的折射和散射,从而减少光信号的传输距离和损耗。
通过优化光学元件的材料和结构,可以使光信号的传输效率达到最大化。
3. 空气衰减:在光信号传输的过程中,空气中存在微弱的杂质和干扰,这些都会对光信号的传输造成影响。
光轴终结者通过使用特殊的材料和设计,能够减少空气中的杂质和干扰对光信号的衰减。
这样可以保证光信号的传输质量和稳定性。
4. 纯净度和清洁度:光轴终结者在使用过程中需要保持良好的纯净度和清洁度。
因为任何微小的杂质和污染物都会对光信号的传输产生影响。
因此,在使用光轴终结者之前,需要对其进行清洁和检查,确保其表面没有任何杂质和污染物。
同时,还需要定期进行维护和保养,以保证光轴终结者的正常工作状态。
光轴终结者的工作原理可以应用在各种光学设备和系统中。
例如,在光纤通信系统中,光轴终结者可以用于终结光纤的末端,以防止光信号的泄漏和干扰。
在激光器和光学传感器等设备中,光轴终结者可以用于对光信号进行精确的控制和调节。
在光学测量和检测系统中,光轴终结者可以用于对光信号进行精确的测量和分析。
光轴终结者是一种基于光学原理的设备,通过反射、吸收、折射、散射、空气衰减等原理来终结光信号的传输。
它在光学设备和系统中起着重要的作用,可以提高光信号的传输质量和稳定性。
在实际应用中,需要注意保持光轴终结者的纯净度和清洁度,以确保其正常工作。
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交叉光轴系统
陈晓斌
11210217
测量系统结构(三角法)
第4 种结构
测量原理
由△CEF于△CBG相似:由△PHE与△ABH相似:
第2种结构
测量原理
由△ABH与△PCH相似:
带入简化:
相应点相位差的测定
格雷码编码:
格雷码编码二进制编码
格雷编码仅能对测量空间进行有限划分,最细条纹内所有的测量点具有同一格雷码值。
采用相位法可以计算出每个被测空间点的相位来表示其空间位置,相位是连续的,在同一方向上和同一周期内每个空间点的相位值是唯一的。
该方法在理论上能够对空间进行无限细分,可获得连续的测量空间划分。
相移编码
CCD获得的变形条纹函数:
采用N步相移法求解(N=4)可得各步光强:
格雷码与相移结合编码
向被测物投射一系列格雷码黑白条纹图案,其中具有相同编码的区域作为一个编码周期,然后再采用四步相移法,依次投射四幅相移图案,使得每个编码区域被进一步连续细分。
◆格雷码图案的最小周期为相移图案周期的4倍,理论上格雷码周期边界与相移周期边界要严格对应
编码图案的软件实现
根据投射的格雷码
图案和投射的相移
图案应满足的对应
关系,用Matlab软
件分别实现了格雷
码条纹图案和相移
条纹图案,并编程
实现了格雷码与相
移结合的编码方法。
测量系统参数的确定M为摄像机镜头中心;O为
投影仪的光源中心;OM=B;
光线OP与XOZ面的夹角为φ;
光线OP在XOZ面上投影于
OX轴的夹角为α,以下称之
为扫描角;OZ与OM的夹αo;
镜头光轴OoZo与MO之间的
夹角为βo;OoM是摄像机
镜头焦距f;MP在XoOoZo
面上的投影与MO呈夹角β;
摄像机水平方向视场为2β1,
垂直方向的视场角为2θ1;
投射器水平方向的投射角为
2α1,垂直方向的投射角为
2φ1。
取该系统在XOZ 面和y0o0z0面上的投影图如图2-12和图2-13所示,虚线覆盖区域即为可测空间的投影。
分析图2-12,可知若B 为零,β1尽量大,则可测空间最大。
由于三角法测量原理决定B 必须大于零,所以,B 的取值应在测量条件允许的情况下尽可能小,βo 应趋于90o ,以使可测空间尽量大。
根据参考文献并结合可测空间、遮挡特性和测量及运算速度等因素,系统参数设计指标如下:
◆参考文献:于晓洋.激光扫描空间编码三维深度
映射及视觉传感研究.哈尔滨工业大学博士学位论文,1998:33~47
格雷码与相移结合的三维测量数学模型
图2-14是摄像机坐标系在XOZ面上的投影,摄像机在XoOoZo面上的视角为2β1,摄像机像面水平方向Xo上的像素序号记为n、总像素数为(2N+1)、像素间距记为X oj。
图2-15是摄像机坐标系在Y o O o Z o面上的投影,摄像机在YoOoZo面上的视场角为2θ1,摄像机像素在垂直方向Yo上的像素序号记为m、总像素数为(2M+1)、像素间距记为Yoj。
根据结构光测量原理图的几
何关系及以上三式,得:
式中n是从-N到N的整数,
m是从-M到M的整数。
式中β0、β1、θ1、B、N、M是系统参数;n、m由图像直接得到;投射角α通过编码图案解码得到。
最后,通过X、Y、Z可获得被测物体的三维坐标信息。
格雷编码图像二值化
选定一个阈值,当像
素灰度值超过某一阈
值时,令其解码为1;
否则为0。
图像二值化
可根据下式的阈值处
理来进行
:阀值确定:中间值法:就是在所投射的整幅灰度图像上找到灰度值的最大和最小值,将其中间值设为阈值。
平均灰度法:就是将所有像素点的灰度值加,其和除以像素点的总个数将得到的灰度平均值设为阈值。
对于一幅m ×n
的灰度图像来说,该域值的数示见下式。
灰度期望值法:就是计算图像的灰度直
方图,然后将该灰度直方图的数学作为
阈值。
式中t 为阈值;f(i,j)为像素
灰度值
局部阈值二值化原理
为了确定每个像素点的独立的二值化阈值,即获得局部阈值,需要对投射图像额外投射全黑和全白两幅图案,获得各个像素点在这两种情况下的灰度值,取其中间值作为该像素点的阈值,这样使得每一点都获得了一个阈值,不同位置像素点的阈值不同。
图3-3中给出了局部域值的选择过程,图中“白”表示为某一行像素在投射全白图案条件下的灰度值线;“黑”表示为在投射全黑图案条件下的灰度值线;虚线则为阈值线。
编码图像的解码
1、格雷码图像解码
2、相移图像解码
因为所采用的相移法能够消除背景光强的影响,可以直接用像素点的灰度值表示该点的光强。
其中Pi是像素点(x,y)在第i幅图像中的灰度值
3、相位展开
基于格雷编码与相位法结合的结构光三维测量系统中,用于对测量空间进行细分的相位值是由四步相移法得到的反正切函数。
求得的相位值必须与格雷编码解码周期在同一范围内相叠加进行相位展开,获得绝对相位公式:
式中Ψ为绝对相位;k为解码周期;为相位值
周期错位校正
尽管我们已严格使相移图案的周期和编码图案周期保持一致,但在投射图案的周期边界处存在较大误差,该误差由格雷码和相移图案在强度图像中周期不完全重合而产生,我们称其为周期错位。
产生错位的根本原因是格雷码强度图像二值化时阈值的选取以及环境光等因素的影响,限制了格雷码周期与相移周期变化相一致的要求。
强度图像中相位突变位置较格雷码边缘位置准确,则可以通过调节格雷码解码周期的边界位置来消除周期错位问题。
具体解决
方法如下:逐行扫描每一像素点,分别对相邻两像素点做差进行
比较,找到相位突变和解码周期增加的像素点的位置,若相位发
生突变,(理论上(i,j)-(i,j-1)=2π但实际上由于环境光、相移图案变化的稳定性等一些因素的影响,使得(i,j)-(i,j-1)<2π,经过理
论分析和实际数据测量以及计算方便考虑,本文选择π作为判断
相位发生突变的阈值)即(i,j)-(i,j-1)>=π,而其对应解码周期值
未增加即k(i,j)=k(i,j-1)时,则调节解码周期值,k(i,j)=k(i,j)+1;若
解码周期值增加(k(i,j)-k(i,j-1)=1),而相位值未发生突变即φ(i,j)-
φ(i,j-1)<π,则调节解码周期值,使k(i,j)=k(i,j)-1。
从而使得解码周期和相位周期的变化保持一致。
绝对相位和投射角间的映射
式中:n为投射格
雷码图案总个数
系统标定
1.平行度的标定
当满足投影镜头光心和摄像镜头光心的连线平行于参考平面时,如果被测物体表面各点高度相同,那么求得的物体表面各点的相位值相等。
在参考平面上放置一个固定高度(即表面各点高度相
同)的标准物体,以此标准件为被测物求出其相位值分布。
2.垂直度的标定
用一个标准的正方形物体作为标准件对系统垂直度进行标定,将其四个顶点以显著不同的灰度(一般取较深的)标出。
通过投影仪可以得到一个近似于梯形的图像,在图像中将四个顶点分别精确定位,从而求出四条边的长度所对应的像素点个数。
根据相应像素点个数所表现出来的几何特征对投影仪和放物平面的相对位置进行调节,直到对应边的像素点个数相等即可认为投影仪光轴与参考平面垂直。
3.系统比例关系的标定
系统比例关系的标定是确定真实物体的尺寸与其在CCD摄像机中所成图像间的比例关系。
因为存储在计算机中的图像是以像素为单位的,我们就要标定出图像相邻两像素点之间的距离。
基本方法是:将一长度已知的标准件放在参考平面上,利用CCD摄像机拍摄下其图像存储到计算机中。
在计算机中,可以利用软件求得标准件长度方向的像素值,用实际的长度和其所成像长度方向的像素值相除,就可以得到图像相邻像素点之间的距离。