人眼安全

摘要： 从激光对人眼造成损伤的机理出发,基于ANSI Z136.1—2007标准和GJB 470A—97标准,研究了远距离定位系统中激光通信子系统的工程安全与防护。结合所选的激光发射器参数,计算了满足工程需要功率条件下激光的人眼安全防护距离,并根据计算结果给出了护目镜的光密度要求,为远距离定位系统的构建提供了切实的理论基础和安全保障,也为其他激光工程应用提供了有价值的参考。

摘要： 相干测风激光雷达系统研制中国科学技术大学窦贤康教授激光雷达团队首次实现3米和0.1秒的全球最高时空分辨率的高速风场观测。相关成果发表于《光学快报》(Optics Letters)。米级分辨率的大气风场探测在航空航天安全、高价值目标保障、数值天气预报等方面具有重大意义。实现“看得远、看得细,测得快、测得准”的风场观测是对测风激光雷达的重要挑战。为此,研究团队提出一种新的反演算法,提高风场反演精度和稳健性,制备出一套全国产化的“产品级”测试样机。雷达工作波长为1550.1纳米,具有人眼安全、设备轻便(整装设备40公斤)、工作稳定、环境适应性强等特点,这是迄今为止首次实现连续观测的高分辨率结果。

摘要： 随着激光器和探测技术的不断进步,远程激光测距技术也得到了迅速的发展.如今远程激光测距仪已经在军事、航天、工业等领域发挥着不可替换的作用.本文介绍了目前国内外远程激光测距的现状及其研究进展,描述和分析了远程激光测距所涉及的关键技术及影响因素,对各类测距仪进行了分析和对比,并对未来远程激光测距仪的发展方向进行了总结与展望.

摘要： 近年来基于单光子雪崩二极管(SPAD)的激光雷达得到迅猛发展,已经从军事侦察、生物探测等特殊领域走向需求量巨大的无人驾驶系统等民用领域.由砷化镓、磷化铟等材料制备的SPAD探测器可以对1.54 μ,m以上的近红外长波响应,具有人眼安全性,但制造成本高且难以实现大规模集成,无法满足低成本和高集成度的民用要求.目前,硅基SPAD探测器通过结构和工艺优化实现了对0.7～1.1 μm近红外短波光子的高效探测,大幅度降低激光发射功率,从而降低了激光对人眼的伤害.但为了安全工作,还必须对人眼安全问题进行分析.本文在分析SPAD激光雷达研究现状的基础上对近红外短波激光雷达的人眼安全进行了深入和全面的分析,根据美国国家激光标准精确计算出符合人眼安全的激光能量和照射时间,为硅基SPAD民用激光雷达的应用提供了设计依据.

摘要： 随着汽车行业的不断发展和人民生活水平的提高,全国汽车保有量日渐增加。统计显示,截至2019年底,小型载客汽车保有量达2.2亿辆。汽车保有量的迅速增加带来了日趋严重的交通拥堵和安全问题。与此同时,无人驾驶技术进入了人们的视野。目前这项技术还在发展阶段,而实现无人驾驶最重要的一环就是实现精准快速的测距,车载激光雷达是目前最好的选择。当前车载激光雷达主流的测距方法有两种:激光飞行时间测距(TOF)和相位式测距(QPD)。但现在面临的一个重要问题是,为了实现更高的精度就需要发射功率足够高的激光,这样的激光可能对人眼造成伤害。如何在保证人眼安全的前提下实现精准快速的测距是一个关键问题,本文主要探究了这两种测距方法,并且在人眼安全方面进行了分析和思考。

摘要： MC10系列2D激光雷达是一款用于探测雷达周边区域内物体并输出物体实时位置数据的智能传感器,通过所发射的激光往返时间和角度计算出被检测物体的距离和方位角,完成对周边一个或多个物体的感知和二维定位。MC10系列激光雷达发射905nm低功率红外脉冲激光,属一类安全激光,对人眼安全,稳定性及可靠性高。

摘要： The pulse output of intracavity optical parametric oscillator(OPO)is achieved by designing the proper cavi-ty structure of OPO.1.064 μm fundamental light with high beam quality.By using electro-optic Q-switch and flash lamp pumping Nd :YAG crystal.1.57 μm eye-safety laser is achieved by motivating Π-class noncritical phase matc-hing KTP crystal with the fundamental light.The output waveform and output energy of OPO are measured.The output energies of OPO are measured under different mirror radiuses of curvature.The relationship between pump voltage and output energy is obtained.The maximum optical-optical conversion efficiency of 14.2% is gotten when the radius of reflector is 8 meters,which is consistent with the experimental results of software simulation.%实验通过设计合适的光参量振荡器(OPO)腔型结构,实现了内腔OPO的脉冲输出.采用电光调Q方式、闪光灯泵浦Nd :YAG晶体实现高光束质量的1.064 μm基频光对Π类非临界相位匹配KTP晶体进行激发,产生1.57 μm人眼安全波段激光.对OPO 的输出波形、输出能量进行测量.在不同腔镜曲率半径下分别对OPO输出能量进行测量,绘制成泵浦电压与输出能量之间的关系,在反射镜曲率半径8 m时得到最大光-光转换效率为14.2%.这与软件模拟的实验结果一致.

摘要： The eye-safe kilohertz repetition rate solid-state laser was developed by using the OPO of unstable resonator. Using pulse LD side-pumping Nd:YAG laser crystal and electro-optical Q -switched techniques, the laser achieved high beam quality of 1.064 μm fundamental frequency light. The II type noncritical phase-matching KTP crystal was adopted in optical parametric oscillation. In order to get high beam quality, the OPO cavity made use of plane-convex unstable resonator structure. The laser system could operate stably at the wavelength of kilohertz repetition rate 1.57 μm. When the pumping current of LD was 125 A and the electro-optical Q-switched repetition rate was 1 kHz, the maximum average output power of 1.57 μm laser was 4.67 W and the pulse width of the output laser was 4.3 ns, the power instability of 1.57 μm was 3％. The laser pumping threshold was about 45 A.%采用非稳腔光参量振荡(OPO)研制了千赫兹重复频率人眼安全波段全固态激光器.激光器采用电光调Q方式、脉冲激光二极管(LD)侧面泵浦Nd:YAG激光晶体实现了高光束质量的1.064μm基频激光.光参量振荡部分采用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体,为了获得较好的光束质量,OPO谐振腔采用平凸非稳定谐振腔结构,实现了千赫兹重频、窄脉冲1.57μm波段激光输出.在脉冲激光二极管泵浦电流为125 A、电光调Q重复频率为1 kHz时,1.57μm激光输出最大平均功率达到了4.67 W,激光脉冲宽度为4.3 ns,功率不稳定度为3％,激光泵浦阈值约为45 A.

摘要： In the experiment,1.064μm fundamental lighting with high peak power is a-chieved by using electro-optic modulation Q and flashlamp pumpe.1.57μm eye-safety la-ser is achieved with the help of Ⅱ-class noncritical phase matching KTP crystal and Unsta-ble resonator OPO technology.When the radius of mirror curvature is 2m,the characteristics of the output laser with different transmissivity are masured and analyzed in the unstable re-sonator.The laser output of the eye safe band with maximum output energy of 35mJ and pulse width of 1.5ns is obtained.%实验采用电光调Q、闪光灯泵浦实现高峰值功率的1.064μm基频光输出,利用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体和非稳定谐振腔光参量振荡器Optical Parametric Oscilla-tor(OPO)技术,实现了1.57μm人眼安全波段激光.在腔镜曲率半径为2m条件下,测量分析了非稳定谐振腔OPO中不同透过率输出镜时的激光输出特性,获得了最大输出能量35mJ、脉冲宽度1.5ns的人眼安全波段的脉冲激光输出.

摘要： 本文采用多模Nd:YAG激光器泵浦非临界相位匹配的KTP-OPO,获得了光束角2.3mrad、输出能量400mJ、平均功率12W、光-光转换效率40％的1572nm激光.泵浦源的参数为:能量1J、重复频率30Hz.分析认为:采用KTPOPO将Nd:YAG激光器的1μm激光转换到人眼安全波段的方法是获得1.5μm激光的最有效的手段之一;非临界相位匹配的KTPOPO的主要优点是大的接受角和无走离,因此即使多纵模激光泵浦情况下也可以获得很高的转换效率.

摘要： 本文简单介绍了1.5Xμm波段激光的技术优势,综述了人眼安全固体喇曼激光技术的发展、及其现状,着重介绍了1.56μm人眼安全固体喇曼激光器的技术特色,探讨了人眼安全固体喇曼激光技术的未来发展方向.

摘要： 本文简要介绍一种二极管泵浦1.57μm人眼安全OPO激光器,采用准连续激光二极管(QCW)泵浦的Nd:YAG激光器作泵浦源,由X切割KTP将1.06μm波长激光转换为1.57μm人眼安全激光.激光器采用内腔单谐振方式,Nd:YAG激光器和OPO器件一体化设计,使1.57μm激光器结构紧凑,光效率高,用3支600W激光二级管作泵浦源,输出1.57μm激光,脉冲能量15mJ,脉宽～7ns,重复频率20Hz,电光效率2.6℅,器件尺寸260mm×86mm×86mm.

摘要： 以高纯商业氧化物粉体为原料，采用固相反应和真空烧结技术制备了高质量Er:YAG透明陶瓷，并对其显微结构和光学性能进行了研究。

摘要： 简述了机载人眼安全激光测距机系统的研究进展，分析了激光测距机的可靠性指标存在的问题，给出了Nd：YAG激光器泵浦光学参量振荡器的可靠性模型，预计了机载人眼安全激光器的寿命。

摘要： 考虑人眼安全和大气对激光的衰减具有选择性，1.5Xμm波段人眼安全激光器和中红外激光器成为军事上对激光源的开发的热点。而对于激光工作物质米说，特定的激光工作物质原子具有特定的能级结构，所以常规激光器只能产生特定波长或特定波段的激光；利用光参量振荡技术做成的激光器理论上能够产生远于泵浦光波长的任意波长激光。文中对光参量振荡技术进行了简单介绍，对光参量振荡技术在军事上的应用现状进行了介绍并提出了光参量振荡技术在军事上应用的发展趋势。

摘要： 本文介绍了二氧化碳激光器的发展情况,并通过它和YAG激光器的比较,总结它在激光测距中的优势,如对人眼安全、大气传输性好、能与热像仪兼容等.针对目前国内外二氧化碳激光测距机的应用情况,对如何利用现有技术,发展我国的CO2激光测距机提出了几点建议.

摘要： 人眼安全是军用激光装备重要的发展方向.光参量振荡是实现人眼安全激光最重要的技术途径之一.设计出了定向棱镜谐振腔、KTP二类非临界相位匹配OPO激光器.实验结果表明,该激光器1.57 μm波长输出能量～12mJ,脉宽6.7ns,发散角为6mrad,且具有结构紧凑,高稳定性、阈值低、效率高等优点,是适合于手持式人眼安全激光测距机的工程实用器件。

摘要： 1.6μm波段单频激光器在测风激光雷达、差分吸收激光雷达、空间光通信以及光学参量振荡器抽运源等方面都有重要的应用价值.概述了目前全固态激光器实现单频输出的主要技术方法、分别给出了微片腔法、扭转模腔法、腔内插法布里-珀罗(F-P)标准具法、环形行波腔法、耦合腔法、单块非平面环形腔法实现单频激光输出的工作原理和主要实验结果,重点介绍了1.6μm波段全固态单频激光器国内外发展状况.

摘要： 1.6μm波段单频激光器在测风激光雷达、差分吸收激光雷达、空间光通信以及光学参量振荡器抽运源等方面都有重要的应用价值.概述了目前全固态激光器实现单频输出的主要技术方法、分别给出了微片腔法、扭转模腔法、腔内插法布里-珀罗(F-P)标准具法、环形行波腔法、耦合腔法、单块非平面环形腔法实现单频激光输出的工作原理和主要实验结果,重点介绍了1.6μm波段全固态单频激光器国内外发展状况.

摘要： 本发明实施例提供了一种人眼视线检测系统的人眼视线方向确定方法和系统，所述人眼视线检测系统包括：多个摄像机、舵机云台、和设置在所述舵机云台的激光测距装置，所述方法包括：确定激光测距装置发射的光斑在以舵机云台的旋转中心为坐标原点的三维世界坐标系中的坐标，获取多个摄像机采集的多个用户图像，以确定人眼在三维世界坐标系中的坐标，基于光斑坐标和人眼坐标，确定人眼视线在三维世界坐标系中的方向向量。通过设置舵机云台，使得可以收集连续方向角度的人眼视线图像数据，而且还能适用于各种场景，例如狭小的汽车驾驶室等。

摘要： 本发明公开了一种人眼定位方法，包括构造两类卷积核，每类分别包含不同的半径的卷积核；在人脸图像上截取眼区域图像部分，将两类不同半径的卷积核分别与眼区域图像卷积获取卷积后的图像，将两类卷积后的图像相除获取卷积商矩阵。通过计算商矩阵最大值处对应的位置及卷积核的半径来获得人眼的中心和半径。本发明还公开了一种基于人眼定位的视线估计方法，通过对人脸图像计算人脸特征点和头部朝向，并结合人眼中心坐标、眼角坐标以及头部朝向最终确定视线方向。本发明利用傅立叶变换来计算卷积，考虑了眼睛中心处的灰度值，减少了眉毛、眼皮、眼镜以及光照对定位的干扰，能够快速、准确的定位出人眼的中心及半径以及估计人眼的视线方向。

摘要： 本发明公开了一种人眼定位方法及装置，用于解决现有技术中存在的无法对低分辨率下的人脸图像无法定位人眼的问题。本发明还提供了一种人眼区域定位方法及装置，用于解决现有技术中存在的在眼镜及眉毛的干扰下，人眼区域定位的鲁棒性较差的问题。该方法包括：确定人脸灰度图像的左眼区域和右眼区域；根据获取的左眼区域的水平灰度积分投影、垂直灰度积分投影、水平梯度积分投影和垂直梯度积分投影，确定左眼眼球中心在左眼区域中的位置，根据获取的右眼区域的水平灰度积分投影、垂直灰度积分投影，水平梯度积分投影和垂直梯度积分投影，确定右眼眼球中心在右眼区域中的位置。

摘要： 本发明提供一种人眼检测方法，包括：人脸区域确定步骤，在输入的图像中确定人脸区域；人眼范围确定步骤，在人脸区域中确定人眼范围；以及人眼定位步骤，基于主动形状模型，以人眼范围确定与人眼相应的特征点的初始位置，通过拟合确定人眼位置。本发明还相应地提供一种人眼检测设备、及一种人眼检测系统。

摘要： 本申请公开了一种基于仿生眼机器人的轨迹追踪方法及装置、仿生眼、仿生眼机器人。该基于仿生眼机器人的轨迹追踪方法包括根据仿生眼机器人建立线性模型；基于所述线性模型，建立全状态反馈控制系统；在所述全状态反馈控制系统中，基于预设轨迹的期望值和预设关节角度期望值，得到仿生眼追踪目标过程中关节所需要的角度和角加速度；还包括：采用LQR线性二次最优控制器计算所述全状态反馈控制系统中的参数K，通过建立能量函数使得能量消耗达到最小，以使线性仿生眼的头眼协调运动为最优控制，其中参数K为系统参数。本申请解决了仿生眼机器人的处理方法中效果不佳的技术问题。通过本申请实现了多个自由度线性仿生眼头眼协调进行目标追踪，并且达到目标追踪的最优控制。

摘要： 一种可以消除人眼像差影响的人眼散射客观测量仪，该测量仪包含人眼双通PSF图像测量子系统、人眼像差测量子系统和计算机，人眼双通PSF图像测量子系统包括光源、准直透镜、入瞳光阑、中继光学系统、出瞳光阑、成像物镜、光电探测器，用于人眼双通PSF图像测量；人眼像差测量子系统包括信标光源、准直透镜、中继光学系统以及波前传感器，用于测量人眼像差；计算机中包含三个功能模块，分别实现以下三个功能：(1)由人眼双通PSF图像计算客观散射系数，(2)根据波前传感器测量的数据复原计算人眼像差系数，然后由人眼像差数据计算人眼像差引入的客观散射系数，(3)由人眼双通PSF图像计算得到的客观散射系数中减去人眼像差引入的客观散射系数，以此消除人眼像差对眼内散射客观测量的影响。

摘要： 本发明实施例提供了一种人眼视线检测系统的人眼视线方向确定方法和系统，所述人眼视线检测系统包括：多个摄像机、舵机云台、和设置在所述舵机云台的激光测距装置，所述方法包括：确定激光测距装置发射的光斑在以舵机云台的旋转中心为坐标原点的三维世界坐标系中的坐标，获取多个摄像机采集的多个用户图像，以确定人眼在三维世界坐标系中的坐标，基于光斑坐标和人眼坐标，确定人眼视线在三维世界坐标系中的方向向量。通过设置舵机云台，使得可以收集连续方向角度的人眼视线图像数据，而且还能适用于各种场景，例如狭小的汽车驾驶室等。

摘要： 本发明公开了一种人眼定位方法，包括构造两类卷积核，每类分别包含不同的半径的卷积核；在人脸图像上截取眼区域图像部分，将两类不同半径的卷积核分别与眼区域图像卷积获取卷积后的图像，将两类卷积后的图像相除获取卷积商矩阵。通过计算商矩阵最大值处对应的位置及卷积核的半径来获得人眼的中心和半径。本发明还公开了一种基于人眼定位的视线估计方法，通过对人脸图像计算人脸特征点和头部朝向，并结合人眼中心坐标、眼角坐标以及头部朝向最终确定视线方向。本发明利用傅立叶变换来计算卷积，考虑了眼睛中心处的灰度值，减少了眉毛、眼皮、眼镜以及光照对定位的干扰，能够快速、准确的定位出人眼的中心及半径以及估计人眼的视线方向。

摘要： 本发明公开了一种具有非人眼安全操作模式和人眼安全操作模式的过程跟踪激光相机。所述相机包括具有覆盖工件的目标区域的视野的图像传感器。所述相机还包括用于分别将非人眼安全的激光束和人眼安全的激光束朝向所述目标区域投射的第一和第二激光器单元。控制单元具有用于驱动所述激光器单元的激光器驱动器，与第一激光器单元的激光器驱动器可操作地连接以根据控制信号来禁止其操作的截止电路，以及用于根据由开关装置控制的截止电路的截止状态来控制所述激光器驱动器的控制电路，使得在所述非人眼安全操作模式下启用第一激光器单元并禁用第二激光器单元，而在所述人眼安全操作模式下禁用第一激光器单元并启用第二激光器单元。

摘要： 本发明公开了一种具有非人眼安全操作模式和人眼安全操作模式的过程跟踪激光相机。所述相机包括具有覆盖工件的目标区域的视野的图像传感器。所述相机还包括用于分别将非人眼安全的激光束和人眼安全的激光束朝向所述目标区域投射的第一和第二激光器单元。控制单元具有用于驱动所述激光器单元的激光器驱动器，与第一激光器单元的激光器驱动器可操作地连接以根据控制信号来禁止其操作的截止电路，以及用于根据由开关装置控制的截止电路的截止状态来控制所述激光器驱动器的控制电路，使得在所述非人眼安全操作模式下启用第一激光器单元并禁用第二激光器单元，而在所述人眼安全操作模式下禁用第一激光器单元并启用第二激光器单元。