光流法 实验报告

光的传播实验报告一、实验目的本次实验旨在探究光在不同介质中的传播特性，包括直线传播、折射和反射现象，以及光在均匀介质和非均匀介质中的传播规律。

二、实验原理1、光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。

2、光的折射：当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为常数，称为折射率。

3、光的反射：当光射到物体表面时，有一部分光会被反射回来，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

三、实验器材激光笔、玻璃砖、水槽、水、平面镜、光屏、量角器等。

四、实验步骤1、光的直线传播实验（1）在暗室中，将激光笔固定在支架上，使其发出的激光水平照射在白屏上，观察激光在空气中的传播路径，发现激光笔发出的光在空气中沿直线传播。

（2）在激光笔和白屏之间放置一个带有小孔的纸板，调整小孔的位置，使激光笔发出的光能够通过小孔照射在白屏上，观察光通过小孔后的传播路径，仍然是直线。

2、光的折射实验（1）将玻璃砖放在水平桌面上，用激光笔沿着玻璃砖的一个侧面入射，在玻璃砖的另一侧用光屏接收折射光线，观察并记录入射角和折射角的大小。

（2）改变入射角的大小，重复上述实验，测量并记录不同入射角对应的折射角。

（3）将玻璃砖放入盛有水的水槽中，重复上述实验，观察并比较光在玻璃和水中的折射现象。

3、光的反射实验（1）将平面镜放在水平桌面上，用激光笔沿着一定的角度照射平面镜，在平面镜的另一侧用光屏接收反射光线，观察并记录入射角和反射角的大小。

（2）改变入射角的大小，重复上述实验，测量并记录不同入射角对应的反射角。

五、实验数据及分析1、光的直线传播实验在实验中，无论激光笔发出的光通过空气还是通过带有小孔的纸板，其传播路径都是直线，这验证了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。

2、光的折射实验实验数据记录如下表：｜入射角（度）｜折射角（度）｜｜｜｜｜20|13|｜30|19|｜40|25|｜50|30|｜60|35|通过分析数据可以发现，入射角越大，折射角也越大，但折射角总是小于入射角。

光流法的作用1. 什么是光流法光流法（Optical Flow）是计算机视觉领域中一种重要的运动估计方法，用于分析图像序列中的物体运动。

它通过分析相邻帧之间的像素强度变化来估计每个像素点在图像上的运动方向和速度。

在实际应用中，光流法可以用于目标跟踪、视觉里程计、三维重建和视频压缩等领域。

它对于理解和分析视频序列中的运动行为具有重要意义。

2. 光流法原理光流法基于一个假设：相邻帧之间相同物体上的像素点在时间上保持连续。

根据这个假设，我们可以通过比较两帧之间的像素强度差异来计算每个像素点在图像上的位移。

具体而言，光流法通过以下步骤实现：步骤一：特征提取首先需要从图像序列中提取出关键特征点，例如角点或边缘等。

这些特征点通常具有良好的区分性和稳定性，能够在不同帧之间进行匹配。

步骤二：特征匹配对于每个特征点，光流法通过在相邻帧之间进行搜索来找到其对应点。

一般采用的方法是在当前帧的局部区域内寻找与上一帧中特征点最相似的像素。

步骤三：光流计算通过比较特征点在两帧之间的位置变化，可以计算出光流向量，即每个像素点在图像上的运动方向和速度。

常用的光流计算方法有基于亮度约束和基于相关性约束等。

步骤四：光流可视化为了更直观地展示运动信息，可以将计算得到的光流向量以箭头或颜色等形式叠加在图像上，从而形成光流可视化结果。

3. 光流法的作用3.1 目标跟踪光流法可以用于目标跟踪，即在视频序列中实时追踪目标物体的位置和运动轨迹。

通过不断更新目标物体的位置信息，可以实现对其准确跟踪，并应用于视频分析、智能监控等领域。

3.2 视觉里程计视觉里程计是指通过分析相机连续拍摄的图像序列来估计相机在三维空间中的运动轨迹。

光流法可以用于计算相邻帧之间的相对位移，从而实现对相机运动的估计。

视觉里程计在自动驾驶、增强现实等领域具有重要应用价值。

3.3 三维重建光流法可以用于三维重建，即通过分析多个视角下的图像序列来恢复场景的三维结构。

通过计算不同视角之间的光流向量，可以估计出物体在空间中的位置和形状信息，从而实现对场景的三维重建。

研究生课程论文机器视觉应用实验报告《机器视觉应用实验报告》姓名学号院系专业仪器仪表工程指导教师华南理工大学实验报告课程名称：机器视觉应用机械与汽车工程学院系仪器仪表工程专业姓名廖帆实验名称机器视觉应用实验日期指导老师一、实验目的自行搭建机器视觉测量系统，采集标定板、工件图像，利用图像处理软件进行标定、工件尺寸测量、工件缺陷检测。

主要目的有：1、根据被测工件，搭建机器视觉测量系统，选择成像系统软件，进行图像采集等实验。

掌握常规机器视觉测量原理、实验平台搭建、图像采集步骤；2、掌握成像系统软件常用操作，能够对图像进行简单处理，并编写简单相关程序尺寸测量、缺陷检测判定；3、对测量结果进行误差分析，进一步加深理解机器视觉测量过程中的关键因素。

二、实验原理机器视觉主要是利用机器实现代替人眼来做测量和判断等目的，因此机器视觉可以看作是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟。

该实验就是通过对选取的工件进行图像采集和图像分析处理以获得所需物体的尺寸、缺陷等信息，一个典型的机器视觉系统包括：相机(包括COMS相机和CCD相机)、光源、镜头、图像获取单元（图像采集卡等）、显示器、图像处理软件、通讯设备、输入输出单元等。

本次实验借助HALCON机器视觉软件，它是德国MVtec公司开发的一套完善的标准的机器视觉算法包，拥有应用广泛的机器视觉集成开发环境，在欧洲以及日本的工业界已经是公认具有最佳效能的MachineVision软件。

它源自学术界，是一套图像处理库，由一千多个各自独立的函数，以及底层的数据管理核心构成。

其中包含了各类滤波、色彩分析以及几何、数学变换、形态学计算分析、校正、分类、辨识、形状搜索等等基本的几何以及图像计算功能。

HALCON支持Windows，Linux和MacOS X操作环境，函数库可以用C，C++，C#，Visual Basic 和Delphi等多种普通编程语言开发，为工业检测上提供了高速、高精度、强有力的方法。

一、实验目的1. 验证光在同种均匀介质中沿直线传播的特性。

2. 探究光在不同介质界面处传播方向的改变，即光的折射现象。

3. 了解光在透明介质中的传播特性。

二、实验器材1. 实验桌：用于摆放实验器材。

2. 手电筒：用于产生光束。

3. 透明玻璃板：用于演示光的折射现象。

4. 铅笔：用于在透明玻璃板上画线。

5. 量角器：用于测量角度。

6. 白纸：用于接收光斑。

三、实验原理1. 光在同种均匀介质中沿直线传播，即光线传播过程中不会发生弯曲。

2. 当光从一种介质斜射入另一种介质时，光线传播方向会发生改变，这种现象称为光的折射。

3. 折射现象遵循斯涅尔定律，即入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。

四、实验步骤1. 将透明玻璃板放在实验桌上，用铅笔在玻璃板上画一条直线，作为光束的传播路径。

2. 将手电筒的光束对准玻璃板上的直线，调整手电筒与玻璃板之间的距离，使光束通过玻璃板。

3. 在玻璃板的另一侧放置白纸，调整白纸与玻璃板之间的距离，观察光斑在白纸上的位置。

4. 记录光斑的位置，然后移动玻璃板，改变光束的入射角度，重复步骤3，观察光斑在白纸上的位置变化。

5. 将透明玻璃板换成其他透明介质，如水、油等，重复步骤3和4，观察光斑在白纸上的位置变化。

五、实验结果与分析1. 在均匀介质中，光束沿直线传播，光斑在白纸上的位置与玻璃板上的直线一致。

2. 当改变光束的入射角度时，光斑在白纸上的位置也随之改变，说明光在传播过程中发生了折射。

3. 不同透明介质的折射率不同，光在传播过程中发生折射的程度也不同，导致光斑在白纸上的位置发生变化。

六、实验结论1. 光在同种均匀介质中沿直线传播。

2. 光从一种介质斜射入另一种介质时，光线传播方向会发生改变，即光的折射现象。

3. 光在不同透明介质中的传播特性与介质的折射率有关。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持实验桌的整洁，避免实验器材的损坏。

2. 调整手电筒与玻璃板之间的距离时，确保光束通过玻璃板。

光流法基本原理从二维图像序列中检测物体的运动、提取运动参数并且分析物体运动的相关规律是运动图像序列分析的主要研究内容。

光流法是进行运动图像分析的重要方法，在视觉运动研究中具有举足轻重的作用。

光流（ optical flow ）表达了图像的变化，由于它包含了图像的运动信息，因此可被观察者用来确定目标的运动情况[32]。

如图 3-8 所示，光流是图像中亮度图案的表观运动，而运动场是三维物体的实际运动在图像平面上的投影，在理想情况下二者相互吻合[33] 。

光流场可以简单的理解为物体的速度矢量场，包含两个分量 (u,v) 。

假设相邻两帧图像之间的时间间隔很小，而且图像的灰度变化很小时，可以推导出基本的光流约束方程[34] ：I x u I y v t I 0(3-3)其中， u dx，vdy分别是该点的光流沿x, y方向上的分量；I ( x, y)是像素点(x, y)在时刻dt dtt 的灰度值， I x I, I yI , I t I 分别是灰度值I对x、y和t的偏导数，可从图像序列中x y t直接估计出来[35]：I x 1 [( I i 1, j ,k Ii 1, j ,k 1 I i 1, j 1,k I i 1,j 1,k 1) ( Ii , j , kIi , j ,k 14 xI y 1 [( I i 1,j ,k Ii , j 1,k 1 I i 1, j 1,k I i 1, j 1,k 1) ( Ii , j ,kIi , j ,k 14 y IIi , j 1,kIi , j 1,k 1)](3-4) i 1, j ,kIi 1,j ,k 1)](3-5)I t 1 [( Ii , j 1,kIi, j 1,k 1Ii 1,j ,k 1Ii 1, j 1,k 1) ( Ii , j ,kIi , j 1,kIi 1, j , kIi 1, j 1,k )] (3-6)4 t光流约束方程与 u 和 v 呈线性关系，如图 3-9 所示，把以 u 和 v 为横、纵轴的二维空间称为速度空间，则该方程定义了一条直线，且此直线与图像点灰度的空间梯度I 垂直。

一、实验目的1. 探究光线的流动特性；2. 学习利用Photoshop制作流动光线效果；3. 培养动手能力和创新意识。

二、实验原理1. 光线的流动特性：光线在传播过程中，受到介质的影响，会产生折射、反射等现象，形成流动的光线效果；2. Photoshop制作流动光线：通过调整图层样式、特效控制台等参数，制作出流动光线的视觉效果。

三、实验器材1. 电脑一台；2. Photoshop软件；3. 素材图片（可选）。

四、实验步骤1. 打开Photoshop软件，创建一个新文件；2. 在新文件中，新建一个白色固态层；3. 选中白色固态层，打开效果面板，选择“杂波与颗粒”中的“分形噪波”特效；4. 调整特效控制台中的参数，如类型、溢出、对比度、亮度等，使白色固态层呈现出流动光线的效果；5. 打开“变换”参数，调整图层的高度和宽度，使流动光线呈现出更丰富的形态；6. 给白色固态层添加色相和饱和度，选择合适的颜色；7. 调整色调和亮度，使流动光线更具视觉冲击力；8. 可选：导入素材图片，将流动光线效果应用到素材图片上；9. 保存实验结果。

五、实验结果与分析1. 实验结果：成功制作出流动光线效果，并将其应用于素材图片；2. 分析：通过调整特效控制台中的参数，可以改变流动光线的形态、颜色和亮度，从而实现不同的视觉效果。

六、实验总结1. 本实验成功探究了光线的流动特性，并学会了利用Photoshop制作流动光线效果；2. 在实验过程中，培养了动手能力和创新意识，提高了对软件操作的理解；3. 在今后的学习和工作中，可以尝试将流动光线效果应用于更多领域，如广告设计、网页制作等。

七、实验拓展1. 尝试使用其他软件制作流动光线效果，如AE、Premiere等；2. 将流动光线效果与其他特效结合，制作出更丰富的视觉效果；3. 探究光线的其他特性，如衍射、干涉等，丰富实验内容。

一、实验目的1. 验证光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。

2. 探究光的折射现象，并理解折射定律。

3. 通过实验加深对光学知识的应用和理解。

二、实验器材1. 平面玻璃板1块2. 红色激光笔1支3. 绿色激光笔1支4. 蓝色激光笔1支5. 白色纸板1张6. 针1枚7. 直尺1把8. 记号笔1支9. 记事本1本三、实验原理1. 光在同种均匀介质中沿直线传播。

2. 当光线从一种介质进入另一种介质时，光线会发生折射，折射角与入射角之间存在一定的关系，即折射定律。

四、实验步骤1. 将平面玻璃板放置在水平桌面上，确保玻璃板平稳。

2. 使用红色激光笔，对准玻璃板的一端，调整激光笔的角度，使激光束垂直照射到玻璃板上。

3. 在玻璃板另一侧，用针在纸板上扎一个小孔，使激光束通过小孔。

4. 观察激光束在纸板上的传播路径，用记号笔在纸板上标记出激光束的直线传播路径。

5. 重复步骤2-4，分别使用绿色和蓝色激光笔进行实验，观察并记录激光束的传播路径。

6. 在玻璃板的一侧，用直尺测量激光束的入射角和折射角，记录数据。

7. 比较不同颜色激光束的入射角和折射角，分析折射现象。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示，红色、绿色和蓝色激光束在纸板上的传播路径均为直线，验证了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。

2. 通过测量不同颜色激光束的入射角和折射角，发现入射角与折射角之间存在一定的关系，符合折射定律。

3. 分析实验结果，得出以下结论：a. 光在同种均匀介质中沿直线传播。

b. 当光线从一种介质进入另一种介质时，光线会发生折射，折射角与入射角之间存在一定的关系。

c. 不同颜色的激光束在折射现象中表现出不同的折射角，这与不同颜色的光的波长有关。

六、实验总结本次实验通过验证光在同种均匀介质中沿直线传播的原理，以及探究光的折射现象，加深了对光学知识的理解和应用。

在实验过程中，应注意以下几点：1. 实验器材的摆放要平稳，避免因倾斜导致实验结果不准确。

机器视觉作业论文
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论文题目：光流法简述
2014年12月20日
光流法简述
引言
基于机器视觉的运动目标方法比较主流的有帧差法、背景差法、光流法等。相比其他几种而言，光流法来源于仿生学思想，从更加本质的方面揭示了基于视觉的运动目标检测的原理；比其他方法有更加牢固的数学基础；也比其他方法有更高的检测精确性等诸多优势。只要在有限的牺牲精确度的情况下解决了光流法的计算复杂性问题，该方法必然能成为运动目标检测问题的唯一首选方案。
研究生物行为，将生物科学与工程学相结合是未来科学发展的趋势，也是目前世界上公认的研究方法。从对昆虫的视觉机理实验中，科学家们已经发现了大量的昆虫在导航的时候使用的真是光流法。试想一下，昆虫仅仅具有简单的大脑和及其微弱的计算能力，但却表现出令人惊叹的复杂导航行为，这个事实给了我信息，我个人为：通过改进算法和硬件，更深入的学习大自然，必然能解决光流法的实时性差这一难题，将其推向实用。基于此，将现阶段我所了解的光流法的原理与应用方面总结整理，遂成此文。由于本人从事智能车方面的项目，设计移动目标检测和导航问题，故主要只写了这两方面的应用。
(1)Horn-Schunck算法
Horn-Schunck光流法是在基于强度不变假设的条件下，引入了全局光流平滑约束假设，假设在整个图像上光流的变化是光滑的，即物体运动矢量是平滑的或只是缓慢变化的，尤其对刚体来说，其各相邻像素点间的速度是相同的。Horn和Schunck利用光流约束方程和全局光流平滑假设一起来计算V，该方法得到的是稠密光流场，由于相邻像素点运动速度相同，因而对于局部区域来说，其速度的空间变化率为零，进而得出光流矢量的梯度接近于0，Horn引入的约束条件的基本思想是光流需要尽可能的平滑，使平滑约束项 极小化。

一、实验背景随着计算机视觉技术的不断发展，机器视觉在工业、农业、医疗、安防等领域得到了广泛应用。

物体识别与跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向，通过对图像或视频序列中的物体进行识别和跟踪，实现对物体的实时监测和分析。

本实验旨在研究基于机器视觉的物体识别与跟踪技术，并实现一个简单的物体识别与跟踪系统。

二、实验目的1. 了解物体识别与跟踪的基本原理和方法；2. 掌握常用的图像处理和计算机视觉算法；3. 设计并实现一个简单的物体识别与跟踪系统；4. 分析实验结果，总结经验与不足。

三、实验原理物体识别与跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向，主要包括以下两个部分：1. 物体识别：通过分析图像或视频序列中的特征，识别出目标物体。

常用的方法有基于颜色、纹理、形状、运动等特征的方法。

2. 物体跟踪：在视频序列中跟踪目标物体的运动轨迹。

常用的方法有基于光流法、卡尔曼滤波、粒子滤波等。

本实验采用基于颜色特征的物体识别方法，结合光流法进行物体跟踪。

四、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3. 开发环境：PyCharm4. 图像处理库：OpenCV5. 视频采集设备：USB摄像头五、实验步骤1. 数据采集：使用USB摄像头采集包含目标物体的图像或视频序列。

2. 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等预处理操作，以提高后续处理的效率。

3. 物体识别：根据颜色特征，对预处理后的图像进行物体识别。

具体步骤如下：a. 提取颜色特征：计算图像中每个像素点的颜色特征，如RGB值、HSV值等；b. 颜色阈值分割：根据目标物体的颜色特征，设置合适的颜色阈值，将图像分割为前景和背景；c. 物体轮廓提取：对分割后的前景图像进行轮廓提取，得到目标物体的轮廓信息。

4. 物体跟踪：结合光流法，对识别出的物体进行跟踪。

具体步骤如下：a. 光流计算：根据相邻帧之间的像素位移，计算光流场；b. 跟踪目标：根据光流场，对识别出的物体进行跟踪，更新目标物体的位置信息。

光传播机制的实验报告单1. 简介本实验旨在研究光在不同介质中的传播机制。

通过观察和测量实验数据，我们对光的折射、反射和吸收等现象进行了探究，并总结了相关规律。

2. 实验步骤2.1 实验材料- 光源- 不同介质样品（包括空气、水、玻璃等）- 照射屏幕- 实验器材（平行板、反射镜等）2.2 实验操作1. 将光源对准照射屏幕，使光线垂直射向平行板。

2. 改变平行板的倾斜角度，观察光线经过平行板的折射现象，并记录测量数据。

3. 在不同介质中放置平行板，观察光线的传播变化，并记录测量数据。

4. 利用反射镜观察光线反射的现象，并记录测量数据。

3. 实验结果与分析3.1 光的折射根据实验数据，我们观察到光线从空气进入水中时发生折射。

随着入射角的增大，折射角也增大，符合斯涅尔定律。

3.2 光的反射实验数据表明，当光线从玻璃进入空气或水中时，会发生反射现象。

根据实验结果，入射角等于反射角。

3.3 光的吸收从实验结果中我们可以观察到，在不透明的介质中，如金属板，光线会发生吸收现象，导致光线无法通过。

4. 结论通过这次实验，我们确认了光在不同介质中的传播机制。

光会发生折射、反射和吸收等现象，这取决于介质的光密度和折射率。

实验结果与斯涅尔定律相吻合。

5. 实验意义与建议本实验通过观察和测量光的传播现象，加深了我们对光传播机制的理解，为光学研究提供了基础数据。

在今后的研究中，可以进一步探究光在不同介质中的传播规律，并应用于实际生活和科学研究中。

> 注意：以上报告总结了我的实验结果和观察。

请查看原始实验数据以获取更详细的信息。

附录- 实验数据记录表- 实验器材清单- 实验过程照片。

光流法介绍光流场法的基本思想：在空间中，运动可以用运动场描述，而在一个图像平面上，物体的运动往往是通过图像序列中不同图像灰度分布的不同体现的，从而，空间中的运动场转移到图像上就表示为光流场(Optical Flow Field)。

光流场反映了图像上每一点灰度的变化趋势，可看成是带有灰度的像素点在图像平面上运动而产生的瞬时速度场，也是一种对真实运动场的近似估计。

在比较理想的情况下，它能够检测独立运动的对象，不需要预先知道场景的任何信息，可以很精确地计算出运动物体的速度，并且可用于摄像机运动的情况。

但光流法存在下面的缺点：有时即使没有发生运动，在外部照明发生变化时，也可以观测到光流；另外，在缺乏足够的灰度等级变化的区域，实际运动也往往观测不到。

三维物体的运动投影到二维图像的亮度变化，本身由于部分信息的丢失而使光流法存在孔径问题和遮挡问题，用光流法估算二维运动场是不确定的，需要附加的假设模型来模拟二维运动场的结构；在准确分割时，光流法还需要利用颜色、灰度、边缘等空域特征来提高分割精度；同时由于光流法采用迭代的方法，计算复杂耗时，如果没有特殊的硬件支持，很难应用于视频序列的实时检测。

推导光流方程过程：假设E(x,y,t)为(x,y)点在时刻t的灰度（照度）。

设t+dt时刻该点运动到(x+dx,y+dy)点，他的照度为E(x+dx,y+dy,t+dt)。

我们认为，由于对应同一个点，所以E(x,y,t) = E(x+dx,y+dy,t+dt) ——光流约束方程将上式右边做泰勒展开，并令dt->0，则得到：E x u+E y v+E t= 0，其中：Ex = dE/dx Ey = dE/dy Et = dE/dt u = dx/dt v = dy/dt上面的Ex,Ey,Et的计算都很简单，用离散的差分代替导数就可以了。

光流法的主要任务就是通过求解光流约束方程求出u,v。

但是由于只有一个方程，所以这是个病态问题。

一、实验目的1. 了解光的传播特性，包括光的直线传播、反射、折射等现象。

2. 探究光在不同介质中的传播速度和路径变化。

3. 验证光的传播与介质密度、颜色、形状等因素的关系。

二、实验原理光是一种电磁波，具有波动和粒子两重性。

在均匀介质中，光沿直线传播。

当光从一种介质进入另一种介质时，会发生反射、折射等现象。

光的传播速度与介质密度、颜色、形状等因素有关。

三、实验器材1. 实验桌2. 白色屏幕3. 激光笔4. 针孔板5. 透明玻璃板6. 镜子7. 水槽8. 水晶球9. 颜色卡片10. 测量尺四、实验步骤1. 光的直线传播实验（1）将激光笔照射到针孔板上，观察光在屏幕上的成像。

（2）改变激光笔与针孔板、屏幕之间的距离，观察光在屏幕上的成像变化。

2. 光的反射实验（1）将激光笔照射到镜子表面，观察光的反射现象。

（2）改变激光笔与镜子的角度，观察光的反射路径变化。

3. 光的折射实验（1）将激光笔照射到透明玻璃板上，观察光的折射现象。

（2）改变激光笔与玻璃板的角度，观察光的折射路径变化。

4. 光在不同介质中的传播实验（1）将激光笔分别照射到空气、水、水晶球等介质中，观察光的传播速度和路径变化。

（2）比较不同介质中光的传播速度和路径，分析原因。

5. 光与颜色、形状的关系实验（1）将不同颜色的卡片放置在激光笔的路径上，观察光的颜色变化。

（2）将不同形状的物体放置在激光笔的路径上，观察光的传播路径变化。

五、实验结果与分析1. 光的直线传播实验：实验结果表明，光在均匀介质中沿直线传播。

当激光笔与针孔板、屏幕之间的距离变化时，光在屏幕上的成像大小随之变化。

2. 光的反射实验：实验结果表明，光在反射过程中，入射角等于反射角。

当激光笔与镜子的角度变化时，光的反射路径随之变化。

3. 光的折射实验：实验结果表明，光在从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。

当激光笔与玻璃板的角度变化时，光的折射路径随之变化。

4. 光在不同介质中的传播实验：实验结果表明，光在不同介质中的传播速度和路径不同。

光束是怎样传播的实验报告单
实验目的
本实验旨在研究光束在不同介质中的传播特性，并探讨光束的传播规律。

实验材料和仪器
1. 光源
2. 透明介质（如空气、水等）
3. 光束传播实验装置
实验步骤
1. 搭建光束传播实验装置，保证光源、介质和接收器之间的光路不受阻碍。

2. 将光源置于合适的位置，以确保光能传输到接收器。

3. 使用不同的透明介质，如空气和水，依次进行实验。

4. 记录光束通过不同介质传播时的现象、路径和到达接收器的强度。

5. 分析实验数据，总结光束在不同介质中的传播规律。

实验结果
通过实验观察和数据分析，我们得出以下结论：
1. 光束在不同介质中的传播速度不同。

光在空气中传播速度较快，在水中传播速度较慢。

2. 光束在介质间传播时会发生折射现象，即改变传播方向。

3. 光束传播过程中会发生衍射现象，即光束的传播范围扩散。

4. 光束传播过程中强度会逐渐减弱，与传播距离呈反比关系。

结论
本实验结果表明，光束的传播受到介质的影响，不同介质会导
致光的传播速度、方向和强度发生变化。

通过研究光束的传播特性，我们可以更好地理解光的行为规律，并在实际应用中加以利用。

实验总结
通过本次实验，我们对光束的传播特性有了更深入的了解。

然而，还需要进一步探索光的传播规律和影响因素，以便更好地应用
于实际场景中。

参考文献
[1] XXX
[2] XXX。

第1篇一、实验目的本次实验旨在研究盲区监测技术在车辆辅助驾驶系统中的应用，通过设计实验验证视觉系统在识别车辆盲区内的行人及非机动车辆方面的准确性和可靠性。

实验主要针对以下几个方面：1. 盲区监测系统的设计及实现；2. 图像处理技术在盲区监测中的应用；3. 盲区监测系统的性能评估。

二、实验方法1. 实验平台搭建：选用一台搭载高清摄像头的实验车辆作为测试平台，配备车载计算机和盲区监测系统。

系统主要包括摄像头、图像采集卡、图像处理软件等。

2. 图像采集：在实验车辆行驶过程中，通过摄像头采集车辆周围环境图像，包括车辆前、后、左、右四个方向的图像。

3. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，包括去噪、图像增强、灰度化等操作，以提高图像质量。

4. 目标检测：利用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN），对预处理后的图像进行目标检测，识别车辆盲区内的行人及非机动车辆。

5. 距离计算：根据图像中目标物的位置信息，结合摄像头标定参数，计算出目标物与车辆之间的距离。

6. 盲区监测：根据距离信息，判断目标物是否处于盲区范围内，并对危险情况进行预警。

7. 性能评估：通过实验验证盲区监测系统的准确率、召回率、F1值等指标，评估系统性能。

三、实验结果与分析1. 图像预处理：通过图像预处理操作，提高了图像质量，为后续目标检测提供了良好的数据基础。

2. 目标检测：实验结果表明，深度学习算法在目标检测方面具有较高的准确率，能够有效识别车辆盲区内的行人及非机动车辆。

3. 距离计算：根据摄像头标定参数和目标物位置信息，准确计算出目标物与车辆之间的距离。

4. 盲区监测：实验验证了盲区监测系统在识别车辆盲区内的行人及非机动车辆方面的可靠性，能够及时发出预警，提高行车安全。

5. 性能评估：通过实验评估，盲区监测系统的准确率达到90%以上，召回率达到85%以上，F1值达到0.8以上。

四、实验结论本次实验表明，盲区监测技术在车辆辅助驾驶系统中具有广泛的应用前景。

一、实验目的1. 验证光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。

2. 探究光在不同介质中传播速度的差异。

3. 了解光的折射现象，并观察光从一种介质进入另一种介质时的传播方向变化。

二、实验原理光在同种均匀介质中沿直线传播，这是光学的基本规律。

当光从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光的传播方向会发生改变，这种现象称为折射。

光在不同介质中的传播速度不同，速度越快，光线传播的距离越远。

三、实验器材1. 白色硬纸板一块2. 三角板一块3. 针一枚4. 镜子一枚5. 红蓝激光笔各一支6. 水晶块一个7. 透明塑料板一块8. 玻璃杯一个9. 水10. 秒表一个四、实验步骤1. 光的直线传播实验（1）将白色硬纸板竖放在桌面上，用针在纸板上扎一个孔。

（2）用红蓝激光笔分别从孔中射出光线，观察光在同种均匀介质中沿直线传播的现象。

2. 光在不同介质中传播速度实验（1）将水晶块放入玻璃杯中，倒入适量的水。

（2）用红蓝激光笔从上方照射水晶块，观察光在水中的传播速度。

（3）将透明塑料板放在水晶块上方，用红蓝激光笔从下方照射水晶块，观察光在空气中的传播速度。

3. 光的折射实验（1）将红蓝激光笔从一端射向平面镜，观察光从空气进入镜面的折射现象。

（2）将红蓝激光笔从平面镜射向水晶块，观察光从空气进入水晶块的折射现象。

五、实验结果与分析1. 光在同种均匀介质中沿直线传播的实验结果表明，光在同种均匀介质中确实沿直线传播。

2. 光在不同介质中传播速度的实验结果表明，光在水中的传播速度较慢，而在空气中的传播速度较快。

3. 光的折射实验结果表明，光从一种介质进入另一种介质时，光的传播方向会发生改变，这是由于两种介质的折射率不同所致。

六、实验结论1. 光在同种均匀介质中沿直线传播。

2. 光在不同介质中的传播速度不同，速度越快，光线传播的距离越远。

3. 光从一种介质进入另一种介质时，光的传播方向会发生改变，这是由于两种介质的折射率不同所致。

一、实验目的1. 了解光在水中传播的基本规律；2. 观察光在水中传播的路径；3. 分析光在水中传播的速度及影响因素。

二、实验原理光在均匀介质中沿直线传播，但在介质界面会发生折射现象。

本实验通过观察光在水中传播的路径，验证光在水中沿直线传播的规律，并分析光在水中传播的速度及影响因素。

三、实验器材1. 激光笔；2. 水槽；3. 滴管；4. 牛奶；5. 暗箱；6. 计时器；7. 透明玻璃板；8. 白纸。

四、实验步骤1. 准备实验器材，将激光笔、水槽、牛奶、暗箱、计时器、透明玻璃板、白纸等放置好；2. 在水槽中加入适量的水，确保水足够清澈；3. 用滴管在水中滴入少量牛奶，使水呈现乳白色；4. 打开暗箱，将激光笔的光束斜射向水槽中的水；5. 观察激光束在水中的传播路径，记录下光在水中沿直线传播的现象；6. 在水面上放置透明玻璃板，重复步骤4和5，观察光在透明玻璃板和水界面处的折射现象；7. 记录光在水中传播的速度，并与空气中的光速进行比较；8. 分析实验结果，得出结论。

五、实验结果与分析1. 光在水中沿直线传播的现象得到验证，符合光在均匀介质中沿直线传播的规律；2. 光在水中的传播速度约为空气中的3/4，说明光在水中的传播速度较慢；3. 光在透明玻璃板和水界面处发生折射现象，折射角小于入射角，符合折射定律。

六、实验结论1. 光在水中沿直线传播；2. 光在水中的传播速度较慢，约为空气中的3/4；3. 光在介质界面处会发生折射现象。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持水槽中的水清澈，避免杂质影响实验结果；2. 实验时，注意观察激光束在水中的传播路径，记录下光在水中沿直线传播的现象；3. 实验结束后，清理实验器材，保持实验室卫生。

八、实验总结本实验通过观察光在水中传播的路径，验证了光在均匀介质中沿直线传播的规律，并分析了光在水中传播的速度及影响因素。

实验结果表明，光在水中沿直线传播，传播速度较慢，约为空气中的3/4。

一、实验目的1. 理解光力学的基本原理和概念；2. 掌握光力学实验的基本操作方法；3. 通过实验验证光力学的基本规律；4. 培养实验设计、操作和数据处理能力。

二、实验原理光力学是研究光与物质相互作用及其规律的科学。

本实验主要涉及以下原理：1. 光的干涉：当两束相干光相遇时，会发生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹；2. 光的衍射：光在传播过程中遇到障碍物或狭缝时，会发生衍射现象，形成衍射条纹；3. 光的偏振：光波的电场矢量振动方向在传播过程中发生旋转，称为光的偏振。

三、实验仪器与材料1. 光源：He-Ne激光器；2. 分束器：分束镜；3. 衍射光栅：光栅；4. 偏振片：偏振片；5. 平面镜：平面镜；6. 屏幕与光具座：用于观察和记录实验现象；7. 量角器：用于测量角度；8. 记录本与笔：用于记录实验数据。

四、实验步骤1. 干涉实验：（1）将He-Ne激光器发出的光通过分束镜分成两束；（2）将一束光照射到平面镜上，反射后与另一束光叠加；（3）观察并记录干涉条纹；（4）改变分束镜的角度，观察干涉条纹的变化。

2. 衍射实验：（1）将He-Ne激光器发出的光通过衍射光栅；（2）观察并记录衍射条纹；（3）改变光栅的角度，观察衍射条纹的变化。

3. 偏振实验：（1）将He-Ne激光器发出的光通过偏振片；（2）观察并记录偏振光的变化；（3）改变偏振片的角度，观察偏振光的变化。

五、实验结果与分析1. 干涉实验：实验结果显示，当两束相干光叠加时，形成明暗相间的干涉条纹。

改变分束镜的角度，干涉条纹的间距发生变化。

2. 衍射实验：实验结果显示，当He-Ne激光器发出的光通过衍射光栅时，形成衍射条纹。

改变光栅的角度，衍射条纹的间距发生变化。

3. 偏振实验：实验结果显示，当He-Ne激光器发出的光通过偏振片时，偏振光的变化符合偏振光的特性。

改变偏振片的角度，偏振光的变化符合偏振光的特性。

六、实验结论1. 通过干涉实验，验证了光的干涉规律；2. 通过衍射实验，验证了光的衍射规律；3. 通过偏振实验，验证了光的偏振规律。