light_plane_calibrate — OPTICS `light_section` op

• 数据种类:table × table × matrix → table

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.light_plane_calibrate(centers_list, targets, K, R=None, t=None)(要直接调用实现,import lightsection; lightsection.light_plane_calibrate(centers_list, targets, K, R=None, t=None);从台账取用则 opsoptics.get("light_plane_calibrate"))

• GPU:无(仅 CPU 参考实现)

用法

由照在已知平面上的光条拟合激光平面 n · X = d(相机坐标)(table)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

centers_list[k](laser_line_center_* の表)は、既知の平面 targets["normal"][k] · X = targets["d"][k] に当たった光条。列の範囲 col_lo..col_hi の中の有効な中心を視線と的の平面の交点に上げ、全部の点に平面を全最小二乗(重心を引いた SVD)で当てる。点が 1 直線に並ぶ(的の高さが 1 つ)と面が決まらないので拒む(2 番目と 3 番目の特異値の比で判定)。

Each centre table is lifted to 3-D by intersecting its viewing rays with the matching known plane, and one plane is fitted to all points by total least squares (SVD of the centred points). Points on a single line (one target height) leave the plane undetermined and are

refused: all points from one target plane (its intersection with the laser plane is one line, whatever the noise), or s2 < 10 s3 (the spread across the line is not above the noise). Returns a rig table {"kind": "light_section_rig", "K", "plane_normal", "plane_d", "rms_mm", "max_abs_mm", "n_points", "conditioning" (s2/s1), "R", "t"} (R, t only if given — the world pose of the camera, for world-frame output). The normal is oriented so that d > 0 (the camera at the origin is on the negative side).

该族通用的输入契约(fail-closed)

optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):

• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。

• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。

• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。

• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。

• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。

• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24),ABCD 元件序列受 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024),Zernike 受 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。以 fail-closed 堵住「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。

• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。

详细使用指南

• optics_imaging 族使用指南

参考(示例数据、文献)

• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。

• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。

• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• poc_light_section_step_weld_floor — py -3.11 examples/poc_light_section_step_weld_floor.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `table` 作为输入)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

同类别(`light_section`)

laser_line_center_centroid · laser_line_center_gauss · laser_line_center_steger · light_section_rig · light_section_targets · light_section_render · light_section_profile · light_section_scan

*Provenance: lightsection.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

light_plane_calibrate — OPTICS light_section op

用法