基于运动控制技术的非球面测量系统

为满足非球面光学元件表面精度的测量要求，设计和实现了一种高效数控非球面测量系统．系统基于运动控制技术，构建了四轴联动的测量工作平台．根据数据采集原理，实现对非球面工件表面形位参数进行连续采样．整个系统采用工控微机作为上位机非实时控制，下位机采用高速DSP进行实时控制．在Windows操作系统下，用Visaul C＋＋开发工具完成了测量系统的软件开发．最后通过实验对测量系统的稳定性及其误差进行了分析．实验结果表明，系统行程为100～120mm，系统误差小于5μm，能满足普通光学非球面元件测量精度的要求，同时系统体现了较好的通用性和可靠性．     

岩石表面微观纹理的激光测量方法及分形

开发了一种采用激光三角测量技术的微观测量系统，对花岗岩和玄武岩等岩石表面微观纹理进行测量，分析了测量系统各种误差的干扰因素．利用Matlab平台，采用盒子计数法对各种表面曲线进行分析，得出表面微观纹理的分形维数．研究结果表明，玄武岩、花岗岩和卵石的表面微观纹理粗糙程度由复杂到简单．并提出了路面石料选材的分形维数指标，可...     

非接触光学测头在金属强反射表面测量中的应用

强反射表面的高精度金属件和光学件的表面轮廓测量，是形貌检测领域的一个难点．文中提出了一种用于逆向工程领域的自由曲面非接触测量系统，其由三坐标测量机和主动式双目视觉形貌测头组成．通过摄像机标定了视觉测头，利用光学偏振技术消除了金属表面强反射光对测量的干扰．对扫描路径进行了规划，并根据金属表面加工纹理方向，选择采样策略．通过对量块表面的测量，验证了使用非接触方法测量金属强反射表面的可行性．研制测头的精度达到了0．05mm．     

光学外差法检测超光滑表面粗糙度

随着加工技术的发展,超光滑表面粗糙度的测量变得越来越重要．讨论了一种利用光学外差法检测超光滑表面粗糙度测量系统,采用Ｚｅｅｍａｎ效应激光管得到差频光束,提出了新的优化测量光路．该光路仅使用一个半波片改变一路光束的偏振态,不仅克服了以前广泛使用的类似测量系统中光路具有可逆性的缺陷,保证了系统的稳定性,且同时使接收端光束的偏振态方向一致,使干涉信号可见度最大,提高了系统的信噪比和测量精度．采用两光束同心聚焦扫描方法可实现表面粗糙度的绝对测量．光路结构简单,实用性强．通过样品测量研究了本系统的测量稳定性和测量精度．结果表明,系统对表面粗糙度测量精度均方根值小于１ｎｍ．     

普克尔斯效应反射法测量绝缘膜表面放电电荷的分布

介绍用普克尔斯效应反射测量系统测量绝缘膜上表面电荷分布的方法，与原来的透射法相比，反射法可以避免薄膜本身光学特性的影响，因而提高了测量准确度．采用高速光检出装置，反射法可用于测量直流、脉冲及交流沿面放电时绝缘膜上表面电荷密度及分布．文中较详细地介绍了低密度聚乙烯膜交流沿面放电时表面电荷分布的测量结果．     

一种非接触式表面形貌测量系统的研究

介绍了一种非接触式的表面三维形貌测量系统，该系统采用了光学离焦原理中的象散法．从激光束光学中简洁的ＡＢＣＤ定律出发，分析并获得了系统的特性曲线，这比采用几何光学方法得到的结果更接近实际情况．在±５μｍ的线性范围内，系统的噪声在±６ｎｍ范围内．通过对几种标准样板的实测，得到了与实际相符的结果．最后给出了表面三维形貌的测量结果．     

基于虚拟仪器的电梯导轨多参数测量系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的电梯导轨多参数测量系统，系统中采用基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量技术，实现了对导轨弯曲、失调、接口处台阶等参数的测量：采用双电感传感器差动测量法实现了对两列导轨间距变化的测量；采用数字量接近传感器实现了对导轨接头及支架的位置的准确测量，在软件设计中．应用COM技术将LabVIEW与MATLAB相结合构成功能强大的虚拟仪器开发平台，实现了整个测量系统的集成化和自动化．现场试验证明，该测量系统可以高效、准确地完成对电梯导轨的多参数测量任务．导轨表面形状误差的测量标准偏差在70m的测量范围内为0．3mm。     

用光探针法测量表面复合速率

通过系统的研究分析,建立了应用光探针的光电（ＰＣ）测量方法,应用镜像法和点源产生近似原理建立了物理模型,并进行了系统的理论分析．导出了光电流与表面复合速率相应关系的计算公式,确定了可进行电量测量的实验装置．采用此方法,测量了台面型高压硅半导体器件的无机钝化和有机保护界面的表面复合速率．通过测量结果和计算结果的归一化比较,获得了其表面复合速率．     

微小物体表面温度测量与功率管热阻测试

讨论利用红外显微测温仪测量物体微小表面真实温度的方法。通过分析测量 目标大小，响应波长范围和物体表面发射率对红外探测器响应特性的影响．提出计算非 黑体表面真实温度的表达式，并且得到满意的实验验证。利用该红外系统成功地测量了 微波功率管芯片表面的发射率分布以及在直流热耗散下芯片结区的温度分布，计算了峰 值热阻和平均热阻，为微波功率管的热设计提供了实验依据。     

火炮身管内表面综合测量系统研究

研究一种用于火炮身管内表面的综合测量系统．该系统主要由环形激光发生器、反射锥镜、CCD相机以及驱动装置等组成，通过对环形激光器投射在被测火炮身管内壁上的环形光斑进行成像和分析计算，可对身管内表面的一个截面形廓进行检测；同时利用身管一段内表面在CCD相机上所成的像，可实现对膛线参数检测、内表面缺陷识别和磨损程度的检测．该系统可在驱动装置的驱动下沿着身管轴线移动，实现对整个身管内表面的综合测量。     

基于小波分析的过零点滤波器与地震降噪

为解决地震勘探中的面波压制问题,该文基于小波分析理论处理单分量地震资料,根据面波频率低、能量强的特征设计了过零点滤波器,在小波分解后的逼近系数中识别并压制了面波,在细节系数中进行了有效波补偿。实际资料处理表明,该方法能剔除95%以上的面波,并且在压制面波的同时减少反射波的损失,较之传统方法有显著改善。     

高斯混合粒子滤波器在静基座捷联惯导系统初始对准中的应用

为解决传统粒子滤波算法中影响状态估计性能的采样枯竭问题,提出一种高斯混合粒子滤波(GMPF)算法,基于Sigma点卡尔曼滤波(SPKF)和粒子滤波的特点,采用加权EM算法取代传统粒子滤波的再采样过程,减弱了采样枯竭的影响,增强了算法的估计性能.对捷联惯导系统静基座大方位失准角初始对准的仿真结果表明,该算法的估计精度优于扩展卡尔曼滤波.     

一种基于车载信号还原机动车道3D地图的大数据方法

提出一种基于多台行驶中汽车产生数据重建机动车道3D地图的大数据策略.每台在线汽车上的程序实时上传经过优化的汽车3D坐标信息至服务器.优化方法为使用最小二乘法结合卡尔曼滤波器，利用汽车总线信号实时修正汽车的位置，相比GPS信号，经纬度和高度误差均降低50%以上.此外，还使用遗传算法代替卡尔曼滤波器，进一步降低卡尔曼滤波器的经纬度误差达16%.其次，服务器根据来自多台在线汽车上传的数据建立道路表面的3D点云数据库，并使用K-聚类算法进行数据挖掘，可推算出具有多条行车线道路的每条行车线的中心轨迹，以此建立机动车道3D地图.所建立的地图可为汽车能耗优化策略提供数据支持，降低行驶能耗.     

基于Haralick离散正交多项式曲面拟合的弱小多目标检测方法

提出一种红外弱小多目标图像检测方法,图像先经过中值滤波、高提升滤波增强处理,再用基于Haralick离散正交多项式曲面拟合图像,拟合曲面的极大值点即目标点,可以利用导出的二阶方向导数算子与图像进行卷积得到。对天空、地面背景下低信噪比的红外弱小多目标图像能够有效地分割,增强处理能够有效地抑制噪声干扰。描述了对图像的处理过程,并分析了分割结果。实验表明该算法在执行效率和检测概率上能够取得满意的结果。     

可分级视频编码中重采样滤波器设计

针对可分级视频编码中重采样技术的下/上采样滤波器分立设计而导致滤波器性能变差的问题,提出一种匹配的数字图像下/上采样滤波算法。该算法利用已获得的图像下采样滤波器参数,推导出与其对应的上采样滤波器,从而达到两者匹配的目的。这样不仅能够提高视频质量,更可以提升空间可分级的编码性能。与JSVM标准的实验仿真结果相比,匹配的重采样滤波器在性能上有较大提高,其峰值信噪比平均增加1.6 dB。     

焊接熔池信息图像检测和处理

文章建立了一个近红外CCD熔池动态信息的图像检测系统,用于PTIG焊熔池视觉信息的检测。应用窄带滤光技术成功地解决了强弧光干扰,在获取清晰的焊接熔池区图像的基础上,研究了焊缝熔池几何尺寸的边缘检出方法,获得了满意的熔池边缘特征图像,为智能化高质量焊接提供了技术基础。     

基于中值滤波和分数阶滤波的图像去噪与增强算法

为了避免经典中值滤波器对图像的模糊化,设计了一个噪声检测模型.通过对噪声的检测,设计了一种开关滤波器.当检测点为噪声时,使用中值滤波器进行去噪;当检测点为非噪声点时,利用分数阶微分滤波器对图像进行增强.所提算法不仅能有效地去除图像中的椒盐噪声,还能对图像进行增强,使图像在边缘突出的情况下完好地保留细节.选择“Lena”等经典图像进行多次实验与分析,结果表明了所提算法在图像去噪和增强方面的有效性.     

基于自适应无迹卡尔曼滤波的分布式驱动电动汽车车辆状态参数估计

以精确估计车辆状态参数为目标,提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波的车辆状态参数估计算法,采用非线性三自由度车辆模型,将模糊控制与无迹卡尔曼滤波算法相结合,实现对系统测量噪声的自适应调整,通过对方向盘转角,纵向加速度和横向加速度等低成本传感器信息融合实现对质心侧偏角和横摆角速度的状态估计.应用CarSim与Matlab/Simulink建立分布式驱动电动汽车整车模型并且联合仿真对估计算法的有效性进行验证.结果表明自适应无迹卡尔曼滤波比无迹卡尔曼滤波更能有效准确地进行车辆状态参数估计,在双移线工况中,质心侧偏角估计精度提高了6.7%,横摆角速度估计精度提高了4.8%.      

一种分数阶卡尔曼滤波器

传统卡尔曼滤波器一般适用于整数阶系统,为了使卡尔曼滤波器的应用由整数阶系统扩展到分数阶系统,将分数阶系统与卡尔曼滤波算法相结合——将离散分数阶微积分定义的状态空间表达式融入传统卡尔曼滤波器的表达形式中,推导得到一种基于分数阶系统的卡尔曼滤波器算法.仿真实验将输出量与两个状态量分别作为研究对象,利用MATLAB设计了分数阶卡尔曼滤波器算法模块,通过对象的输入和受到噪声污染的输出最优估计出对象的状态,证明了本文提出的分数阶卡尔曼滤波器具有良好的滤波和状态估测力.     

GPS动态定位的强跟踪卡尔曼滤波研究

提出一种改进的强跟踪卡尔曼滤波算法，应用于ＧＰＳ动态定位滤中获得明显效果，首先采用描述机动载体运动的“当前”统计模型，建立了一咱新的ＧＰＳ动态定位扩展卡尔曼滤波模拟及其适应算法，然后，为了进一步提高滤波器的动态性能，改进了周东华等提出了的强跟踪滤波器，大大提高了ＧＰＳ动态定位位扩展卡尔曼滤器的跟踪能力。