提高FMS加工零件图像识别精度的一种有效方法

根据轴套类FMS加工零件外形的特点,应用图像识别原理、几何光学成像原理,提出在FMS系统上实现“物体在同一平面上任意两尺寸的比值等于所成像中这两尺寸的比值“图像相关识别方法,阐述为实现该方法的和体边缘探测与特征值提取的“变模板法”等动态实时处理方法与技术,此识别方法提高了FMS系统运行中零件图像识别精度、稳定性和可靠性。     

基于相关匹配的QR码识别方法

QR码图像识别是QR码应用中的关键技术.Hough变换、曲面拟合去背景、控制点变换等方法为QR码识别过程中图像预处理的基本方法,针对图像预处理后图像识别率低的缺点,提出了一种基于相关匹配法的QR码识别方法.基于曲面拟合的改进自适应阈值法分割图像.采用Hough变换和控制点变换方法校正图像的几何失真变形.利用模板对QR码进行相关匹配,对相干系数阈值处理得出取样网格.实验表明,本文算法能有效提高QR码识别效率和效果.     

Measurement of aerosol absorption using photothermal low coherence interferometry

研究了气溶胶粒子的光热敏效应和热感应光致折射率变化,提出了通过增加光热作用区个数来提高探测灵敏度及用低相干干涉法降低成本的方法.建立了光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收系数的数学模型,分析了干涉仪正交状态测量和干涉条纹细分探测两种方式下的探测灵敏度,讨论了低相干偏振干涉情况下的探测限.结果显示,在典型条纹细分情况下理论探测灵敏度可达1×10-6m-1;增加光热作用区m个,探测灵敏度理论值可提高m倍.理论和方法研究证明光热低相干干涉法具有可直接测量大气气溶胶吸收系数、在线原位、低成本,易于进行温度修正等优点.     

复杂曲面投影法精加工刀轨生成

针对复杂曲面投影法精加工问题,提出一种简捷而有效的计算投影轨迹的方法。该算法以减少计算量,提高干涉调整效率为目的。为了避免传统方法中的复杂的曲面偏置问题,提出了一种新的思路,该方法摒弃了先求偏置面再计算投影轨迹并使用对分法处理干涉问题的思路。首先规划导动轨迹,然后将刀触点轨迹沿曲面法向偏置,再利用刀位点到曲面的最短距离进行干涉检测与调整,最后生成了无干涉的投影法轨迹。仿真实验证明,该方法计算量小,可以消除干涉,加工效果好。     

光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收

研究了气溶胶粒子的光热敏效应和热感应光致折射率变化,提出了通过增加光热作用区个数来提高探测灵敏度及用低相干干涉法降低成本的方法。建立了光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收系数的数学模型,分析了干涉仪正交状态测量和干涉条纹细分探测两种方式下的探测灵敏度,讨论了低相干偏振干涉情况下的探测限。结果显示,在典型条纹细分情况下理论探测灵敏度可达1×10-6 m-1;增加光热作用区m个,探测灵敏度理论值可提高m倍。理论和方法研究证明光热低相干干涉法具有可直接测量大气气溶胶吸收系数、在线原位、低成本,易于进行温度修正等优点。     

用极坐标投影法产生自由曲面铣削刀具路径方法的研究

应用微分几何工具,计算自由曲面的法矢、主曲率及其极值。由于自由曲面多采用多轴加工,且应考虑干涉、刀具轨迹规划和切削行距的确定等问题,故提出用极坐标投影法获得刀轴矢量和干涉区域的方法,通过刀触点偏移一定矢量长度的方法,可以得出切削行距及刀具轨迹。通过获取刀轴矢量的平滑变化,提出了求取刀具路径的方法从而避免了刀具碰撞的发生。     

基于智能图像识别的烟盒包装质量快速检测系统的研究

提出一种基于智能图像识别技术的烟盒包装瑕疵检测方法,将图像处理为灰度值矩阵后,通过感兴趣区域和 Sobel 算子边框查找法进行瑕疵快速识别。提出一种基于机器学习和 SVM s 模式识别的分级算法,实现包装瑕疵的快速分类。建立了盒装香烟包装质量检测系统模型,验证所提算法具有正确识别率高和误判率合理等优点,对构建基于智能图像识别的产品检测系统具有一定的工业参考价值。     

面向装配检测的室内GPS测量站位规划方法研究

针对室内GPS在大型构件复杂装配环境中的测量干涉引起无效测量的问题,提出一种测量站位干涉检查与优化调整的方法.综合测量特性、限制条件、实际工况等要素,制定发射器站位规划的基本原则.以AABB包围盒法为基础,构建线面相交模型替代低效的实体求交,实现目标点测量的快速干涉检查.通过空间网格层次搜索和平面网格螺旋搜索方法,优化...     

高灵敏度分束干涉型LCD盒间隙厚度测量仪

本文报道一种高灵敏度分束干涉型ＬＣＤ盒间隙厚度测量仪（以下简称测厚仪），并重点介绍其两项关键技术：干涉条纹级次的彩色识别法和光楔干涉定标法。要精确测量液晶盒间隙厚度，必须准确测定基准和测量这两组干涉条纹间的距离，因而必须准确识别干涉条纹的级次。强度识别法的测量精度易受随机噪声的影响。本文提出条纹级次的彩色识别法，利用这种方法，测量精度可以大幅度提高。定标是测厚仪的另一关键技术。本文提出独特的光楔干涉定标法。文中给出了光楔干涉法定标精度的理论估算，同时制成一光楔并应用于高精度测厚仪的实际定标     

改进的轮廓提取法在棒线材端头识别中的应用

介绍了数字图像处理中计算机存贮曲线的常用方法和图像识别中常用的轮廓提取法.提出了适合棒线材识别的改进的轮廓提取法,它能从复杂图像中将封闭区域逐个提取.     

基于M-Z干涉光路的光学目标探测

为了进一步提高激光主动探测系统对光学目标的探测识别能力,提出了一种利用扫描干涉场将目标的空间分布特征加载到反射光时间序列信号中,通过反射光时间分布的特征差异在复杂漫反射背景中探测光学目标的新方法。基于马赫-曾德尔干涉光发生体制,得到了远场干涉图样条纹间距与传输距离、M-Z干涉光发生装置参数和激光波长的关系式。分析了条纹间距对不同目标原路返回点处光强时间分布特性的影响。搭建了演示验证平台,结果显示,随着干涉场的条纹间距减小,光学目标的反射光时间分布峰峰数增多,峰峰比降低,而漫反射目标没有明显变化。漫反射目标和光学目标的反射光时间分布的方差、偏度和峰度等统计特征差异明显,其中峰度值分别为(4.37,62.8)、(4.03,34.97)和(3.91,35.4),整体相差一个数量级。利用反射光时间分布的包络形态和统计特征的较大差异可快速区分光学目标与漫反射背景。     

基于MATLAB GUI的迈克尔逊干涉实验仿真系统的研究

针对传统光学实验装置使用的局限性,在波动光学光的干涉理论基础上,介绍了一种基于Matlab GUI的迈克尔逊干涉仿真系统的设计方法,用户只需进行简单的操作,即可得到各种不同参数下干涉的图样和强度分布图,还可根据需要选择不同的干涉种类,等倾干涉或者等厚干涉。结果表明,该系统仿真效果良好,具有显示直观、操作方便和可移植性强等优点,能够帮助学生更加形象的理解干涉原理,提高其学习兴趣。     

基于闪耀光栅图形化实现高分辨率干涉光刻

为提高图形化干涉光刻质量,提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻(PIIL)系统,并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先,分析了图形化干涉光刻系统的光场特性,阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光刻图形质量的影响,给出了图形质量控制的工艺方法。其次,提出了一种新型的图形化干涉光刻方法,该方法采用闪耀光栅作为衍射分光器件,实现了位相和振幅的一体化调制。采用数值计算方法模拟了闪耀光栅的衍射特性和像面光场分布,讨论了闪耀光栅的优化设计方法,获得了高达92.3%的±1级衍射效率。最后,基于数字微镜器件(DMD)和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统,实验获得了像素化的点阵图形和质量明显改善的光刻图像,验证了该方法对任意图形的适用性。     

光学法锚杆轴力监测装置的研究

针对矿用锚杆的轴力监测问题提出一种光学监测方法。利用光学膜应力与应变之间的线性关系,在光源垂直照射下光学膜厚度的变化会引起干涉图案颜色的变化,并由此判断锚杆的安全状态。经ANSYS有限元分析和MATLAB仿真分析可知,监测装置承受载荷从0变化到126k N时光学膜先后出现了三种颜色,在对光学膜的宽度、干涉条纹的可见度及光学膜材料的选择进行分析后,证明该监测装置具有一定的可行性。     

基于MatLab的光圈变化图仿真

基于等厚干涉的基本原理,对光学球面镜片生产中光圈变化的原理以及光圈识别的方法进行了详细的理论分析。推导出光圈变化与照明光源波长、球面曲率半径、光圈数N及识别方式等参数之间的相互关系和表达式,建立了简洁的数学模型,并运用MatLab软件进行相应的计算机模拟,软件模拟得到的干涉图形与国家标准样板标准光圈图一致。这对企业指导培训工人和检验人员具有积极的意义,同时可应用于"光学零件工艺"课程实验教学。     

基于光学衍射神经网络的拉盖尔–高斯光束识别

拉盖尔–高斯（Laguerre-Gaussian,LG）光束除了轨道角动量（orbital angular momentum,OAM）维度外,还拥有径向量子数$ p $,因此LG光束可以为光通信和光计算等应用提供更多的物理自由度。但目前常见的干涉、衍射机制的LG光束模式探测方法在受到大气湍流的干扰时,识别准确率会明显下降,从而限制了其实际应用。提出了一种基于衍射神经网络（diffractive neural network,DNN）的LG光束识别方式,实现了$ p $在$ 1～3 $范围内的识别。即使在强湍流强度,衍射距离为5 m的情况下,该识别方式的识别准确率依然能达到95%以上。该DNN方法能够为准确识别LG光束模式提供有效途径,在大容量OAM通信、高维量子信息处理等方面均具有潜在应用价值。     

光学系统像差的剪切干涉图样仿真

针对光学系统像差的判定问题,提出从理论上对各种像差的剪切干涉图样进行仿真分析。此分析依据波像差理论,结合剪切干涉在像差测量中的应用,建立波像差与干涉条纹的联系,采用计算机仿真手段对光学系统各种像差的典型剪切干涉图样进行了模拟,包括初级像差和二级像差。仿真结果表明,各种初级像差和二级像差均有其各自的典型剪切干涉图样,根据特征图样可以直接判定主要的像差种类。研究所得出的各种像差典型干涉图可为判断光学系统存在哪种像差提供参考与依据。     

波长轮换与相移扫描相结合的表面形貌测量系统

用光学显微干涉法进行表面形貌测量时其深度测量范围的扩大和形貌测量精度的提高是一对矛盾。为此,本文设计出了一种基于波长轮换与相移扫描相结合的三波长表面形貌测量系统,并提出了一种基于椭圆拟合与相位差大小尺度相结合的相位提取与识别算法。将这种算法运用于多波长干涉图像的数据处理,有效地提高了形貌的整体测量精度,并拓展了深度测量范围。实验结果表明:在深度测量范围扩大近15倍的条件下,采用粗糙度国家基准校准的方波多刻线样板得到的表面粗糙度数据与校准数据的相对误差仅为4.12%,表明该系统在一定的深度范围内能够实现表面形貌的高精度测量。另外,针对该系统设计的多波长相位识别算法对环境噪声要求不高,可以支持系统的高噪声或在线测量。     

柴油机振动信号快速稀疏分解与二维特征编码

针对柴油机故障诊断方法中的信号时频表征及特征提取问题,提出一种基于振动信号快速稀疏分解与二维时频特征编码识别的柴油机智能故障诊断方法。首先,为了获得时、频聚集性优良的时频图像,提出一种随分解残差信号自适应更新Gabor字典的改进匹配追踪(adaptive matching pursuit,简称AMP)算法,利用AMP算法将柴油机振动信号分解后叠加各原子分量的Wigner-Ville分布,获取原信号的稀疏分解时频图像;然后,为提取时频图像的特征参量,提出了双向二维非负矩阵分解(two-directional,2-dimensional non-negative matrix factorization,简称TD2DNMF)算法,用于对时频图像的幅值矩阵进行特征编码,获取蕴含在时频图像内部的低维特征,并利用最近邻分类器实现了时频图像的自动分类识别。将提出的方法应用于4种不同状态柴油机气门故障的诊断试验中,结果表明,该方法能够获得无交叉项干扰、聚集性好的时频图像,使各时频分量的物理意义更加明确,并改进了传统图像模式识别中的特征参数提取方法,是一种有效的柴油机故障诊断方法。     

大口径精密光学元件表面疵病检测系统研究

根据大口径精密光学元件表面疵病检测的工程特点,提出了一种基于优化模糊相似度算法的案例推理疵病识别法,解决了疵病图像获取中的摄像机平面移动定位、自动调焦和图像拼接等自动检测技术问题,研制了基于机器视觉的大口径精密光学元件表面疵病检测系统.实验结果表明,以上算法和技术是正确的,达到了理想的效果,可推广应用到其他材质的精密表面缺陷检测中.