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球幕投影通用型变焦鱼眼镜头设计被引量：15: 2013年; 为了匹配不同类型和规格的工程数字投影机的投影球形幕,提出了设计通用型投影变焦鱼眼镜头的基本方法。首先,基于投影鱼眼镜头自身特性和通用性特点,确定了目标系统采用的光学结构类型;通过优选配置二组元变焦核初始条件参数,对补偿组的位移曲线进行了线性改造,从而使两条凸轮曲线可同步构造为标准螺旋线。之后,通过合理控制前固定组球差及后固定组焦距,使变焦过程中的像面保持稳定。设计结果表明,光学系统采用二运动组元机械补偿式正组变倍负组补偿结构,在变焦过程中可以保持全视场角160°和孔径F#为2基本不变。通过合理控制过程参量,可以使系统适配光学引擎中棱镜的有效光学厚度为16.5～26mm,满足1LCD、3LCD和1DMD常见技术类型、16～24cm(0.63～0.95in)芯片尺寸及16∶9和4∶3两种芯片长宽比的数字工程投影机使用,像面位移量控制在±0.03mm以内。该设计可以满足投影鱼眼镜头的常规投影及通用性要求,结构简单,工艺性强。; 陈琛胡春海; 关键词：像面位移凸轮曲线

物镜像面相对照度计算方法被引量：9: 2016年; 为了找到更加精确的广角物镜系统像面相对照度计算方法,分析了现行像面照度公式成立条件的局限性,提出了基于孔径光阑约束模式的矢量光线追迹计算光通量的方法。通过矢量分析和推导,给出了孔径光阑约束的轴外视场光束在第一光学面上形成的照射区的特征点坐标及照射区面积表达式;依据朗伯体辐射条件和规律,从物镜系统物方着手,建立了两种共轭条件的物镜像面照度分析模型;针对具有物方大视场角特征的相似成像物镜系统和非相似成像物镜系统,分别推导出了像面照度及相对照度表达式;指出了光学设计过程中提高像面相对照度的基本策略。; 陈琛胡春海李维善刘宵婵宋涛; 关键词：几何光学

LED数字投影机短焦投影物镜设计被引量：4: 2013年; 为实现LED数字投影机短距离内投影出更大的画面，文中针对此类投影机的结构特点，通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化，开发设计一款适用于LED光源0.7 in （1 in=2.54 cm ）单芯片数字投影机的短焦投影物镜。给出工作波长为462~625 nm、全视场角为84o、相对孔径为1：2.4、焦距为10 mm、后工作距离大于20 mm的镜头设计实例。镜头有较好的成像质量,在分辨率极限40 lp/mm处,0.7视场以内的MTF值均大于0.5，全视场畸变量的绝对值小于1.5%，像质优良。设计结果显示，文中提出的设计方法有利于降低投影系统成本，实现产业化生产。; 张禹陈琛刘宵婵李维善王陆军; 关键词：投影物镜光学设计

基于极曲线几何和支持邻域的鱼眼图像立体匹配被引量：5: 2016年; 提出了一种基于极曲线几何和变支持邻域的立体匹配算法来解决鱼眼立体视觉中图像变形导致的极曲线求取和匹配代价计算问题。首先,对鱼眼相机进行标定并获取相机的相关参数;针对鱼眼镜头的畸变问题,根据鱼眼镜头的优化投影模型推导出系统的极曲线方程,并利用得到的极线方程确定对应点的搜索范围。然后,根据同源像点在左右图像上的位置关系确定各中心像素点的支持邻域,并计算出不同视差条件下该支持邻域在另一幅图像上的对应支持邻域,利用获取的支持邻域计算出各点的匹配代价。最后,利用WTA(Winner Takes All)策略选取最佳匹配点得到最终的匹配结果。基于提出的极曲线和支持邻域对两组鱼眼图像进行了匹配实验并与传统方法进行了实验对比,结果表明:提出的方法的匹配准确度比传统方法分别提高了4.03%和4.64%。实验结果验证了极曲线的应用加快了匹配速度并减少了误匹配;支持邻域的使用使其对匹配代价计算的准确度优于传统方法。该算法满足了鱼眼图像立体匹配对信息获取速度、准确度和数量的要求。; 宋涛熊文莉侯培国李海滨陈琛; 关键词：计算机视觉鱼眼图像

自然场景下船舶水线提取算法的研究被引量：5: 2017年; 水线精确提取是基于机器视觉的水尺计重系统中的技术难题。针对自然场景下采集的图像存在着光照不均匀、场景复杂等问题,通过帧间作差结合图像配准对图像进行预处理;提出一种基于三角隶属函数关系的迭代分割方法;通过线性采样和双线性插值法,提取出完整的水线。实验证明了该水线提取算法的稳定性和准确性。; 宋涛吴海侯培国李雅倩李海滨陈琛; 关键词：图像配准隶属函数双线性插值

二向异性鱼眼镜头理论分析与设计实现: 2016年; 为了提高鱼眼镜头在单机位球幕放映系统中的像素利用率,提出了二向异性鱼眼镜头的设计思想。通过理论分析柱面透镜的特性,给出了柱像散对各向度焦距的函数关系,也给出了弧矢和子午二向度共面成像的焦距配置关系;对二向异性鱼眼镜头结构进行了分析与设计,通过在镜头结构中引入柱面透镜,使之具有各向度差异化的渐变式焦距,该镜头在相同工作视场条件下,实现了弧矢和子午两向度的像高差异,形成了各向异性的映射规律。所设计的镜头光学结构中含有4个弧矢柱面和一个子午柱面,弧矢和子午向度的最大像高比为1.52∶1,且具有较高的分辨能力。利用二向异性数字鱼眼镜头构建单机位球幕电影放映系统与使用传统鱼眼镜头相比至少可提高像素利用率52%。; 陈琛胡春海李维善刘宵婵; 关键词：光学设计鱼眼镜头

基于质心点优化的鱼眼摄像机标定被引量：3: 2016年; 针对圆形标志点标定鱼眼镜头模型参量准确度不高的问题,提出一种基于质心点优化的鱼眼相机标定方法.首先在已有的鱼眼镜头成像模型的基础上,获取模型内外参量的初值,并利用两步求解法求取畸变参量的初值;然后通过模型求取标志圆的投影椭圆,对该投影椭圆和图像上的椭圆分别求质心,进而建立目标函数并优化模型各参量,最后实现鱼眼镜头的精确标定.模拟实验和真实图像实验结果均表明:本文提出的方法能够明显提高鱼眼镜头的标定准确度,为鱼眼视觉相关问题的研究提供了可靠的参量依据.; 宋涛褚光宇侯培国李海滨陈琛; 关键词：摄像机标定鱼眼镜头图像校正

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陈琛