自适应复杂光条纹中心提取方法研究

激光条纹中心提取作为线结构光测量中最关键的环节,其提取方法的准确性及适应性直接影响着测量系统的整体性能。针对环境光干扰、待测物表面反射率差异较大引起的宽度变化的复杂激光条纹,在Steger方法的基础上,提出了一种自适应复杂光条纹中心提取算法。该方法首先根据线激光宽度选择固定的尺度因子,对图像进行高斯核卷积,得到各点Hessian矩阵;然后求得对应的法向宽度,并以此来选择对应的二阶法向偏导数的阈值,再结合一阶法向偏导为零计算出条纹在不同宽度处的中心点。实验结果表明该算法可以实现对于宽度变化的复杂光条纹中心的亚像素提取。     

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.     

基于LabVIEW的条纹图像处理技术

条纹相机获取的条纹图像含有被诊断的超快激光脉冲的重要信息，对条纹相机输出的条纹图像进行处理就是要获取被诊断超快激光的激光脉冲能量、激光脉冲半宽时间、激光脉冲上升时间、激光脉冲下降时间和激光脉冲间距时问信息。条纹图像处理采用首先去除条纹图像背景灰度，然后取条纹图像列平均灰度作为计算激光时间参数的方法，最后采用LabVIEW这种图形化语言编写了条纹图像处理程序。对典型条纹图像处理的结果表明基于LabVIEW的条纹图像处理技术不仅节约开发时间而且实用性强。     

一种基于条纹密度和方向的干涉条纹图滤波方法

光学干涉测量技术是以激光技术、视频技术、计算机图像处理技术相结合的一种现代测量技术。针对传统的图像滤波算法和经典的偏微分方程滤波存在的问题,将偏微分方程应用于干涉条纹图像滤波中,以条纹图光强导数为零的方向为条纹方向,并用条纹灰度在法向上的变化量来估计条纹密度;然后结合条纹的方向性和条纹疏密性对现有的偏微分方程滤波模型进行了改进。最后对实验结果进行了定性和定量分析,表明改进后的模型可以更有效地对光干涉图像进行滤波处理。     

利用剪贴定片条纹设计制作不同直线方向动感的条纹动感片

给出运用条纹动感片迭加条纹运动规律，由测定的剪贴定片条纹数据，计算求解能产生各种不同直线方向动感的定片条纹数据的方法。     

紫外光刻技术制备各向异性超疏水表面

结合紫外光刻技术与湿化学刻蚀法,将掩模板上的条纹结构转移到锌基体上;然后利用月桂酸修饰降低表面能,制备出具有不同间距条纹结构的各向异性超疏水表面。使用接触角测量仪表征其浸润性、偏光显微镜表征其形貌结构、傅里叶红外光谱仪分析表面成分,利用接触角测量仪搭建简易的平台探究制备的具有条纹结构的各向异性超疏水表面的减阻性能。掩模板上5、10、15、30μm间距的条纹图案很好地转移到了锌基体上,经月桂酸修饰后接触角最高达156.26°。当间距d=30μm时,各向异性浸润性最显著,ΔCA=9.93°。实验表明可通过调节条纹间距来控制各向异性浸润性,各向异性浸润性程度ΔCA随条纹间距的增加而增加,平行于各向异性超疏水表面的条纹结构方向有一定的减阻性能。利用该方法可制备特殊结构的各向异性超疏水表面,用于流体定向减阻与运输,微流体器件等领域。     

基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量

提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提取和细化;以细化的条纹图像为信息源来表征焊缝成形轮廓,并建立了焊缝宽度和焊缝长度的检测算法.实测结果表明,所提出的激光条纹辅助视觉测量方法能够实现焊缝成形尺寸的非接触自动测量,测定的焊缝宽度及焊缝长度可以满足焊缝成形表征的需求.     

一种高分辨率和高频响的光栅纳米测量细分方法

提出了一种高分辨率，高频响的光栅纳米测量细分方法－动态跟踪细分法。它综合了计算机正切细分法细分份数大，电阻链细分法工作速度快，频响亮的优点，电路原理清晰，结构简单，能够同时适用于动态和静态测量，较好地解决了光栅纳米测量的信号处理过程中的高速度与高分辨率，高准确度的矛盾。实验表明，动态跟踪细分法能够在400细分时实现100kHz以上的频率响应速度，配合信号周期2μm的光栅传感器，可以得到5nm的测量分辨率，为光栅纳米测量技术应用于实时测量和实时控制打下了良好的基础，是一种非常有发展前途的新的莫尔条纹细分方法。     

莫尔干涉法测定温度分布

利用激光干涉条纹对不能直接进行接触的物体温度分布进行测定。由于利用的是激光所以不用在暗室里进行操作，用电子计算机进行数据处理，能三维显示温度分布。     

离面位移导数场测量的白光方法及其条纹锐化

利用单色光条纹图像的非相干叠加，提出了离面位导数场测量的一种白光方法，改进了云纹条纹结构，实现了暗条纹细化，给出理论推导过程，并就条纹的形成机理，结构特点和一些参数条件进行了讨论。     

树脂基复合成型材料激光烧结过程温度场数值模拟

介绍了变长线扫描激光烧结成型技术的基本原理．建立了树脂基复合成型材料变长线扫描激光烧结过程温度场的数学模型，利用有限元方法进行了数值计算．并对烧结过程温度场进行了实验测量，以验证模拟计算结果．     

混合反射特性表面形貌测量中光刀条纹的提取方法

该文通过分析混合反射特性表面在实施光刀法三维形貌测量过程中的噪声来源,给出了噪声与有效条纹图像形态学特征的差异。根据两者的灰度连续性差异,提出了去除噪声的图像处理方法。首先增强条纹状噪声的灰度离散化程度,使用灰度阈值的图像分割方法,分离噪声与背景亮度,同时保持有效条纹的灰度连续性;再通过基于图像形态学的处理方法去除已经颗粒化的噪声,对已去噪图像的有效条纹进行边缘修复和断线连接,得到有效条纹的二值化掩模图像。用掩模图像与原图像相乘,可提取出原图像中的有效信息。结果表明:该方法从具有噪声的光刀图像中准确地提取出了有效条纹。     

基于视觉的贴片元件检测算法

为了实现贴片元件的自动检测,提出了一种基于视觉的贴片元件几何特征参数检测方法.首先采用最大外接矩形法实现元件的粗定位及确定边缘的分割点,并采用Canny和Zernike矩边缘检测算子实现边缘的精确定位.然后,利用分割点将边缘分割成4部分,分别进行直线和圆弧拟合,得到其精确值.同时,利用快速傅里叶变换后的图像特征,实现端面图像中条纹方向的判定.实验中测得亚像素边缘点的定位精度为0.03像素,直线拟合精度为0.03像素,圆弧拟合精度为0.05像素,端面条纹判断的准确率为100%.实验结果表明:文中提出的检测方法能很好地满足贴片元件自动视觉检测稳定可靠、精度高及实时性强的要求.     

SMT元件影像检测关键算法

提出了一种基于视觉的贴片元件几何特征参数的检测方法。该方法首先采用最大外接矩形的方法实现元件的粗定位及确定边缘的分割点。接着采用Canny算子和Zernike矩边缘检测算子实现边缘的亚像素精确定位。然后,利用分割点将边缘分割成4部分,分别进行直线拟合,得到边缘的直线方程,利用直线和圆弧相切的关系,求得直线和圆弧的切点,采用最小二乘法对两切点间的边缘点进行圆弧拟合得到圆弧的精确值。同时,采用快速傅立叶变换,利用变换后图像的特征,实现端面图像中条纹方向的判定。实验中测得亚像素边缘点的定位精度为0.03pixel,直线拟合精度为0.03pixel,圆弧拟合精度为0.05pixel,端面条纹判断的准确率为100%。理论分析和实验结果表明：本文提出的最大外接矩形分割法、亚像素定位法、直线圆弧拟合法及条纹方向判断法能很好的满足贴片元件几何特征参数自动视觉检测的稳定可靠、精度高及实时性的要求。     

快速小波变换及其在光纤陀螺信号处理中的应用

为了提高光纤陀螺输出信号的精度和实时性,提出了一种适合在数字信号处理器(DSP)上实现的快速算法,该算法不需要传统小波变换中内插和抽取步骤,给出了相应的快速分解和快速重构实现公式,并采用半软阈值作为快速小波变换的重构阈值.实验结果表明:在静态和动态陀螺输出条件下,在TMS320C6713 DSP实现半软阈值快速小波变换处理信号时间比原来降低了一个数量级,而滤波精度与原来相当,并且易于硬件实现,完全满足光纤陀螺高精度和高实时性的要求.     

可重构三维激光彩色扫描仪

针对原三维激光扫描系统3DLCS存在的问题,研制了基于FPGA的可重构实时三维激光彩色扫描仪.介绍了系统基本测量原理和系统总体构成,设计了基于FPGA处理器的硬件系统结构,并阐述了其工作原理.由FPGA处理器完成提取图像中激光带中心线、人头轮廓线和中心颜色线等算法.对三维重建有用信息经计算机接口送入主机,在主机上进行三维重建和三维构型.描述了系统数据处理流程和关键算法.系统可以实时地获取目标的三维和色彩信息,并在计算机上重建和显示立体三维图形.列出了实验结果.采用FPGA专用集成电路和主从式系统结构,大大提高了物体三维信息获取的速度,显著的改进了整个系统的性能,降低了产品成本.     

激光变长线快速成型机控制系统

论述了激光变长线快速成型系统的工作原理和特点，对系统中采用可变长度的激光线段对粉末材料进行有选择地烧结的实现方法进行了说明，着重介绍了其控制系统的软硬件结构．     

BP算法在求解非线性问题中的应用研究

详细研究了BP算法在求解非线性问题中的应用,提出并证明了BP算法的收敛性定理,给出了应用实例。计算机仿真结果表明：对于随机给定的初始点,BP算法都能稳定收敛到它的一个实根,与求解非线性问题的传统方法相比,具有收敛速度快、计算精度可控与初始点随机给定的优点．     

一种快速景象匹配方法的研究

将变阈值SSDA算法、遗传算法及分层搜索三者结合起来用于景象匹配中，从而既保留了SSDA算法的强抗干扰能力及其对匹配景象几何畸变有较好的鲁棒性，又进一步改善了SSDA算法的匹配速度，使景象匹配具有较高的实时性。