检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第3期41卷 102-114页

作者：李朕阳刘振海邹鹏朱双双雷雪枫陶菲提汝芳宋茂新洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

高精度偏振扫描仪(POSP)采用分孔径和分振幅的同时偏振测量技术,可获取目标的高精度多光谱偏振辐射信息,其测量精度是影响载荷在轨应用的关键指标之一。仪器研制完成后,实验室条件下完成偏振和辐射定标以及测量精度的评估。为检验实验... 详细信息

高精度偏振扫描仪(POSP)采用分孔径和分振幅的同时偏振测量技术,可获取目标的高精度多光谱偏振辐射信息,其测量精度是影响载荷在轨应用的关键指标之一。仪器研制完成后,实验室条件下完成偏振和辐射定标以及测量精度的评估。为检验实验室定标结果,开展自然目标探测下的地面验证实验,使用POSP在晴朗天气沿太阳主平面对天空进行扫描,将获取的天空辐亮度和偏振度数据与同时刻由CE318N太阳-天空偏振辐射计采集的数据进行对比,并讨论影响两台仪器数据的因素。实验结果表明,两台仪器的辐亮度一致性偏差小于4%,偏振度一致性偏差小于0.005,具有较好的一致性,验证POSP实验室定标的准确性及自然目标下的探测能力,可为后续星载数据的处理和应用提供依据。

关键词：测量偏振扫描仪 CE318N太阳-天空偏振辐射计定标偏振测量辐射测量

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基于注意力机制的偏振成像目标分类方法

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光学学报 2021年第16期41卷 95-103页

作者：孙瑞孙晓兵刘晓宋强中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

基于注意力机制的神经网络可重点提取样本中关键区域的特征信息,将此特点应用于偏振图像目标分类任务中有助于充分获取不同偏振图像之间的相互关系,并从关键区域中提取出较多特征信息。针对杂乱自然背景中目标识别难度大的问题,提出一... 详细信息

基于注意力机制的神经网络可重点提取样本中关键区域的特征信息,将此特点应用于偏振图像目标分类任务中有助于充分获取不同偏振图像之间的相互关系,并从关键区域中提取出较多特征信息。针对杂乱自然背景中目标识别难度大的问题,提出一种基于注意力机制的偏振图像目标分类方法。首先,将注意力机制和卷积神经网络相结合,构建出适用于数量有限样本的偏振特征提取模型;然后,选择合适的偏振图像作为模型输入并对其进行训练,使得注意力模块中易于分类的通道域特征信息和空间域特征信息具有较大的权重,以实现分类准确率的进一步提高。实验结果表明,所提方法在不同自然背景中可有效提升目标分类的准确率,在自建偏振目标数据库中准确率达到95%以上。相较于传统的深度学习分类方法,所提方法的准确率得到明显的提高,因此更适用于杂乱背景中目标的分类。

关键词：成像系统偏振成像卷积神经网络注意力机制目标分类

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平行光管发散角对多角度偏振成像仪几何定标精度的影响及校正方法

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光学学报 2021年第24期41卷 63-70页

作者：向光峰孟炳寰黄禅李双许孙龙李扬韩琳孙亮骆冬根洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为提高多角度偏振成像仪(DPC)的实验室几何定标精度,分析了平行光管发散角对像点定位精度的影响,建立了误差模型,并通过改进几何模型参数拟合时的目标方程来校正像点定位误差。对比验证实验结果表明,所提方法提升了基于平行光管的几何... 详细信息

为提高多角度偏振成像仪(DPC)的实验室几何定标精度,分析了平行光管发散角对像点定位精度的影响,建立了误差模型,并通过改进几何模型参数拟合时的目标方程来校正像点定位误差。对比验证实验结果表明,所提方法提升了基于平行光管的几何定标方法的定标精度,在视场角较大时提升效果更明显,当平行光管发散角为2°且入射视场角50°时,定标精度至少提升0.15 pixel。高精度的实验室几何定标将为DPC实现在轨高精度地理定位,多角度、多光谱及偏振图像配准提供精确的初始几何参数。

关键词：几何光学几何定标误差分析平行光管多角度偏振成像仪

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基于高分五号卫星DPC和AERONET站点数据的地表BPDF模型对比分析

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光学学报 2022年第18期42卷 138-146页

作者：提汝芳樊依哲黄红莲刘晓孙晓兵洪津刘淑芬中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031 山东省泰安生态环境监测中心山东泰安271018

大气气溶胶卫星偏振遥感探测中,地表偏振反射率估计是最重要的不确定因素之一,是气溶胶反演过程中地气解耦的重要环节。基于高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)近红外波段865 nm的多角度偏振观测数据,利用全球地基气溶胶监测... 详细信息

大气气溶胶卫星偏振遥感探测中,地表偏振反射率估计是最重要的不确定因素之一,是气溶胶反演过程中地气解耦的重要环节。基于高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)近红外波段865 nm的多角度偏振观测数据,利用全球地基气溶胶监测网(AERONET)站点的气溶胶产品AOD L2.0与DPC数据进行时空匹配,筛选气溶胶光学厚度(AOD)低值数据,以减小气溶胶的影响,获取地表多角度偏振反射率数据。针对8种典型地表类型,基于DPC多角度偏振数据定量比较分析了Nadal-Bréon模型、Waquet模型、Maignan模型、Litvinov模型和Xie-Cheng模型5个半经验地表双向偏振反射分布函数(BPDF)模型的性能。研究结果表明,Litvinov模型和Nadal-Bréon模型所得的结果与实测数据可以较好地吻合,两个模型与DPC实测数据的相关性系数均值分别为0.958和0.952,均方根误差均值分别为0.202%和0.223%。研究结果为基于DPC数据估算地表偏振反射率提供了BPDF模型参考,为利用DPC多角度偏振数据反演气溶胶参数等应用提供了先验数据支持。

关键词：遥感多角度偏振探测仪双向偏振反射分布函数模型地表偏振反射率

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天空可见-近红外光谱偏振态自动测量仪设计

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大气与环境光学学报 2024年第1期19卷 111-124页

作者：王昊孙晓兵刘晓宋强洪津安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

太阳光在地球大气传输过程中产生的散射会呈现出固有的偏振特性,因此利用大气散射偏振态分布特性及其与太阳照射几何以及地表观测几何之间存在的对应关系,为地球大气层内导航提供了可能。然而因气象变化造成的大气组分改变会直接影响光... 详细信息

太阳光在地球大气传输过程中产生的散射会呈现出固有的偏振特性,因此利用大气散射偏振态分布特性及其与太阳照射几何以及地表观测几何之间存在的对应关系,为地球大气层内导航提供了可能。然而因气象变化造成的大气组分改变会直接影响光散射分布,从而影响基于偏振态分布的方向定位精度,因此在偏振导航实际应用过程中,其方向指引精度受大气状况影响较大。为研究不同气象条件下天空偏振态变化内在机理,研制了一台天空可见-近红外光谱偏振态自动测量仪。该仪器可按需进行定时段、定天区、多天候天空光谱偏振态测量,采用分时偏振同时分谱非成像测量体制。仪器主要由偏振分析模块、偏振检测方位定位驱动电机、微型光谱仪、GPS定位模块、嵌入式采集控制模块、二维载重转台等部分组成,光谱范围为390~960nm,光谱分辨率为1.5nm,观测视场为3°,光谱线偏振度测量精度优于98.85%,偏振角测量精度优于0.1°,单点观测时间小于9s。经实验室定标和外场测试,表明该仪器可在多种气象条件下稳定观测天空光谱偏振态,其测量数据可用于天空偏振态影响机理相关研究。

关键词：天空光散射偏振测量气溶胶光谱

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高分五号卫星偏振遥感陆地上空气溶胶光学厚度

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红外与毫米波学报 2020年第4期39卷 454-461页

作者：黄红莲提汝芳张冬英方薇孙晓兵易维宁中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

针对多角度偏振成像仪(Directional Polarimetric Camera,DPC)数据,提出了基于多角度多光谱偏振信息的气溶胶光学厚度反演方法。该方法使用Nadal-Breon半经验模型计算地表偏振反射率,以扣除地表影响;采用倍加累加法矢量辐射传输模型构... 详细信息

针对多角度偏振成像仪(Directional Polarimetric Camera,DPC)数据,提出了基于多角度多光谱偏振信息的气溶胶光学厚度反演方法。该方法使用Nadal-Breon半经验模型计算地表偏振反射率,以扣除地表影响;采用倍加累加法矢量辐射传输模型构建气溶胶参数查找表,通过计算最小残差,动态确定最优气溶胶模型,从而实现陆地上空气溶胶光学厚度的反演。使用DPC的L1级条带数据,反演获得了中国东部地区气溶胶光学厚度的空间分布,并与MODIS产品和AERONET地基站点数据分别进行了对比,反演结果与MODIS气溶胶产品的整体分布具有很好的一致性;同时,与AERONET地基站点观测结果具有较高的相关性,670 nm和865 nm两个波段的相关系数都在0.8以上,说明该算法模型反演陆地上空的气溶胶光学厚度准确可靠,可为DPC遥感大气气溶胶提供技术支持。

关键词：气溶胶光学厚度偏振信息多角度高分五号卫星

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基于六轴机器人的BRDF绝对测量装置标校方法研究

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量子电子学报 2022年第5期39卷 707-719页

作者：斯鹏飞张黎明黄文薪陈洪耀李佳伟张志远杨宝云王戟翔中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

高精度双向反射分布函数(BRDF)绝对测量装置可用于星上定标漫反射板等漫反射参照体BRDF的绝对测量,其转角的不确定度是整个装置不确定度的主要来源之一。通过对各部件几何位置的标校降低BRDF绝对测量装置转角的不确定度,可有效降低BRDF... 详细信息

高精度双向反射分布函数(BRDF)绝对测量装置可用于星上定标漫反射板等漫反射参照体BRDF的绝对测量,其转角的不确定度是整个装置不确定度的主要来源之一。通过对各部件几何位置的标校降低BRDF绝对测量装置转角的不确定度,可有效降低BRDF绝对测量的不确定度,具有重要的意义。根据BRDF绝对测量装置的特点,以串联式六轴机器人为测量工具,以固定于中空分度盘的积分球光源出射的光束作为指示,开发了一整套BRDF绝对测量装置各部件几何位置的标校方法,最后基于镜反射实验验证了转角的精度优于0.05°,满足应用需求。该方法不仅测量精度高,而且大大简化了装调过程,实现了无接触式标校,为类似装置的标校提供了参考。

关键词：几何光学转角不确定度六轴机器人双向反射分布函数标校

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太阳光谱辐照度仪光机系统设计

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量子电子学报 2022年第5期39卷 806-814页

作者：黄雄豪王洋李新张艳娜刘恩超张权郑小兵中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍... 详细信息

为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍了辐照度仪主光路的设计,主光路采用Féry棱镜进行色散与会聚,辐照度仪入射狭缝通过Féry棱镜成像到棱镜焦平面。通过旋转棱镜,在辐照度仪焦平面通过两个单元探测器获得380~2500 nm光谱辐照度。通过理论分析和实验验证,在380~2500 nm光谱范围内仪器的光谱分辨率小于40nm。采用标准灯对太阳光谱辐照度仪进行光谱响应范围验证,结果表明仪器的光谱范围满足测量需求。

关键词：几何光学太阳光谱辐照度仪光学设计 Féry棱镜

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太阳光谱辐照度仪波长扫描设计

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量子电子学报 2022年第4期39卷 519-530页

作者：王洋李新黄雄豪刘恩超张艳娜中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对当前气候变化对太阳光谱辐射的观测需求,为精确监测太阳光谱辐照度,研制了波长扫描型太阳光谱辐照度仪。该太阳光谱辐照度仪主要由光谱测量单元和波长扫描单元组成,其中波长扫描单元作为色散光谱的精密定位机构,是保障仪器测量精度... 详细信息

针对当前气候变化对太阳光谱辐射的观测需求,为精确监测太阳光谱辐照度,研制了波长扫描型太阳光谱辐照度仪。该太阳光谱辐照度仪主要由光谱测量单元和波长扫描单元组成,其中波长扫描单元作为色散光谱的精密定位机构,是保障仪器测量精度的关键。为此,设计了基于小型交流伺服电机的波长精密扫描定位装置,采用定时器主从方式控制电机旋转,并利用STM32驱动线阵CCD工作,结合CCD检测的光斑质心位置与预设位置的偏差进行闭环控制,闭环控制精度小于2个像元宽度。最后,对线阵CCD的质心位置检测的重复性以及扫描定位装置的稳定性进行测试,测试结果表明CCD质心位置检测的标准差为0.0693,最大偏差不超过0.3像元宽度,系统运行时闭环精度小于2个像元宽度,满足波长扫描的重复性和稳定性要求。

关键词：光电子学太阳光谱辐照度仪波长扫描伺服电机线阵CCD

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高分辨率卫星海洋背景成像仿真方法

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红外与激光工程 2021年第9期50卷 321-332页

作者：宋波崔文煜杜丽丽周川杰易维宁中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 北京市遥感信息研究所北京100085

海洋背景的仿真是海面目标场景仿真的关键环节,是海洋目标-背景耦合作用模拟的重要基础,决定了仿真图像中目标与背景差异特征的正确性和真实性。高分辨率遥感成像下,海面细节特征突显,以往视海表为均匀辐射面的处理方法给高分辨率海洋... 详细信息

海洋背景的仿真是海面目标场景仿真的关键环节,是海洋目标-背景耦合作用模拟的重要基础,决定了仿真图像中目标与背景差异特征的正确性和真实性。高分辨率遥感成像下,海面细节特征突显,以往视海表为均匀辐射面的处理方法给高分辨率海洋场景仿真造成较大误差。重点研究了海面三维形态、多组分分布与海水方向反射特性的耦合作用和辐射模型,提出了海面高分辨率遥感成像仿真方法。通过频谱分析的方法构建海面三维模型,根据海面组分分布的不同及不同位置海面法向的不同,修正了低分辨率下的海洋BRDF模型,使其满足高分辨率卫星图像的仿真应用,计算出不同组分的海面的方向反射数据,并将其与海面三维模型关联,构建了亚米级海面三维辐射模型,通过光线追踪方法建立海面零视距辐射场,并经过大气影响和传感器效应,模拟不同海况条件下卫星遥感图像。结果表明:将ZY3-02卫星实测海面图像与相同成像条件下的仿真图像对比,图像均值的误差为3.7%,标准差误差为9.9%,可以较真实地模拟高分辨率卫星成像下的海洋背景。

关键词：高空间分辨率海洋背景三维海浪海面辐射遥感成像仿真

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