一种改进的重心法在光带中心提取中的应用

介绍了光切法（LSM）的基本原理,在分析常用的几种光带中心提取法特点的基础上,针对实际光带中光强呈近似高斯分布的情况,提出改进的灰度重心算法。该方法增大了光强大的点在确定光带中心的权重,提高了测量精度,与现有的几种亚像素光带中心提取方法相比,提取的曲线更接近理想值,三维重构的效果很好,通过实验,结果令人满意。     

基于改进灰度重心法的线结构光中心提取算法

针对传统算法无法准确提取线结构光条中曲率变化较大区域中心线的缺陷,提出了一种基于改进灰度重心法的线结构光中心线提取算法。基于阈值法提取感兴趣区域和开闭运算滤除图像中的噪声点,获取质量相对较高的待处理图像;利用灰度重心法提取光条中心点,得到初始坐标并设置一个矩形计算区域,根据最小二乘法计算每个初始点的方向向量和法向量;在设定的矩形区域内计算初始点在其法线方向上的偏移量,得到精确的中心点坐标。实验结果表明：提出的算法能在线结构光中心中曲率变化较大区域精确提取中心线,提取精度均值为0.096 pixels,精度比率为44.2%,平均提取速度为0.082 s。     

双光路透射法测量浮法玻璃厚度研究

基于光的折射和透射原理,提出了一种测量浮法玻璃厚度的双光路透射法。该方法采用两个对称放置的线结构激光同时照射浮法玻璃,两束透射光经玻璃另一侧对称放置的双反射镜反射后再经透镜成像在图像传感器CCD的光敏单元上,利用Matlab对采集卡获取的线光带图像进行去噪处理,采用自适应边界阈值定位及灰度重心算法提取线光带图像中心像素,进而计算中心像素差,通过分析给出玻璃厚度与中心像素差变化量的关系式。通过对不同厚度的玻璃进行实验测量,结果表明双光路透射法测量精度高,能够满足玻璃厚度测量国家标准。     

基于密度聚类的光条中心线提取方法

为了解决线结构光3维测量中噪声光斑对提取精度的影响，采用了密度聚类灰度重心提取算法提取激光光条中心线。该方法由中心线预提取以及中心线最终提取两阶段组成，预提取阶段实现对激光与光斑两者中心线的同时提取，最终提取阶段采用基于连通性的密度聚类算法完整保留激光中心线并剔除噪声光斑。在仿真实验阶段，对大小为600pixel×600pixel、含有激光中心线的图像进行了加噪处理，并使用提取结果与真实中心线之间各点的均方根误差以及运行时间作为考察标准进行了实验研究。结果表明，该方法与传统灰度重心法相比，在高亮度各向异性光斑、高亮度小面积光斑、高亮度点噪声图像的均方根误差分别降低了12.59pixel，15.12pixel和83.36pixel，时间复杂度分别提高了0.383s, 0.412s和0.416s。该方法与传统灰度重心法相比具有更高的提取精度、近似的时间复杂度，且对噪声光斑具有较好鲁棒性，可以在噪声光斑图像中完整提取出光条中心线。     

运动模糊情况下的结构光光条中心快速提取

为了在复杂的运动模糊情况下快速提取光条中心，提出了一种新的结构光光条中心快速提取算法。通过分析线结构光运动成像模糊的原因和图像中光条截面的灰度值分布规律，设计了基于理论光条成像宽度的P-tile阈值分割算法，以解决运动模糊情况下光条成像宽度不一、亮度无规则变化引起的光条区域提取困难问题。根据光条图像的特点，通过改进的区域生长算法提高光条定位速度，根据光条截面的灰度值分布特点提取结构光光条中心。实验结果表明，在运动模糊情况下，改进的P-tile阈值分割算法具有精度高、速度快的优点，相比极值法、大津法能更好地分割出有效光条区域，在结构光工业高速测量领域具有实用价值。     

基于FPGA的光条中心线实时提取方法

随着高铁的普及,列车螺钉松动、车身变形等安全问题渐渐引起了人们的重视,如何检测高铁车身是本文要研究的问题。本文采用激光三角法测量模型,当线结构光扫描高铁车身时,可以根据激光条纹的畸变程度,判断高铁列车是否存在安全隐患,而如何快速、精确地提取激光条纹中心线是首先要解决的问题。在考虑了光源选择、环境噪声、被测物反射等因素的基础上,首先对图像进行预处理,选择中值滤波去除噪声,然后用最大类间方差法将目标区域与背景区域分割;最后,用改进的灰度重心法对目标区域进行中心线提取。本文在FPGA上实现了对分辨率为1 024 pixel×200 pixel图像的处理,实验结果表明,提取光带中心线用时不超过0.97 ms,能够满足高铁检测系统对光带中心线提取实时性和准确性的要求。     

基于MSER的线激光光条中心提取算法

提出一种新的线结构光中心提取算法。该算法从光条区域与背景区域具有高对比度这一特性出发,基于最大极值稳定区域算法(maximally stable extremal regions, MSER)对光条有效区域进行快速高效的提取。基于只对光条有效区域进行扫描的思想,避免了传统算法对图像冗余信息扫描过程中易受噪声影响及检测效率较低的不足。此外,针对灰度重心法存在因激光条纹横截面参与计算数量不同而导致光条中心存在偏移误差的不足,提出基于开窗思想的灰度重心法对基于MSER所检测的有效光条区域进行中心提取。试验结果表明：该算法能够实现对光条中心的快速提取,比Steger算法提速将近19倍,且具有较高抗噪性。     

激光双路对称透射法在线测量平板玻璃厚度

针对传统测量平板玻璃厚度的不足,基于光的折射原理,提出一种双路激光对称透射法,设计了在线测量平板玻璃厚度的装置,以线激光做光源,以对称平面镜组为光路转换装置,将对称分布的光路调制为两束相互平行的线激光,线阵CCD 传感器作为视觉探测工具,并针对测量图像的特点,选定背景与目标的过渡区域段的灰度值,作为单束线光带图像的边界阈值,使用改进灰度重心法提取线光带中心像素。通过对待测样品的实验检测,结果表明该方法测量精确可达0.1mm,该精度符合玻璃生产线中对其厚度检测标准的要求。由此证明了该方法的可行性,并具有良好的实用价值。     

一种线结构光亚像素中心坐标提取方法

为了提高光条中心点提取的精度和速度，提出了一种新的线结构光条纹中心亚像素提取方法。首先对图像进行中值滤波，采用轮廓跟踪算法避免扫描光条纹区域外的像素，以此提高计算速度，结合灰度重心法对光条纹中心进行初提取；通过均方灰度梯度法计算光条纹的法线方向并以初提取点为中心进行双线性插值；以提取到的初始点和插值点采用加权灰度重心法计算光条纹中心的亚像素位置。实验结果表明，所提方法的标准误差在0.140 0 pixel左右，运算时间约为0.067 0 s。     

移动空间光通信中光斑中心检测算法分析

在移动空间光通信中,激光光斑中心的快速捕获至关重要,传统灰度重心算法很难满足高速移动空间光通信的捕获要求.针对传统灰度重心算法提出了一种优化方案,在计算光斑中心前加入了滤波去噪、自适应二值化阈值处理,可有效提高系统抗干扰特性;经过粗识别光斑中心位置,选框重心计算,提高了检测光斑中心的速度和精确度.实验证明:所提改进算法与传统灰度重心算法在测量精度和运算速度上进行对比,改进算法的运算速度比传统灰度重心算法提高了一个数量级,同时抗干扰能力更强.     

探照灯系统的光学特性分析与应用

介绍了探照灯系统光路实现的基本过程．分析了光束的散射特性、光束特征和轴向光强的空间分布特性．阐述了系统在红外侦察、防暴致眩、搜救监测和信号指示等领域的应用．通过对探照灯系统的光学特性的分析,总结了影响探照灯系统性能的重要因素,提出了一种优化系统设计的途径．     

水中气泡激光后向散射衰减特性研究

采用Lambert-Beer定律对水中气泡后向散射光功率进行理论分析,并采用激光功率计对位于不同距离以及不同密度的气泡幕后向散射光功率进行测量,对测量数据进行了统计和分析.结果表明,气泡的后向光散射信号相当微弱,但由于气泡幕的存在,后向散射光功率有所增强;气泡幕后向散射光功率随气泡幕与探测器之间的距离变化,其关系服从Lambert-Beer定律;后向散射光功率与气泡密度有关,气泡密度越大,后向散射光功率越大.     

LCoS光引擎中分光合光部分的技术分析

光引擎是LCoS投影技术的核心,而分光合光又是光引擎中的一个重要技术。文中对光引擎中分光合光部分的元件、原理、过程作了比较详细的技术分析和研究。     

Candle Light‐Style Organic Light‐Emitting Diodes

In response to the call for a physiologically‐friendly light at night that shows low color temperature, a candle light‐style organic light emitting diode (OLED) is developed with a color temperature as low as 1900 K, a color rendering index (CRI) as high as 93, and an efficacy at least two times that of incandescent bulbs. In addition, the device has a 80% resemblance in luminance spectrum to that of a candle. Most importantly, the sensationally warm candle light‐style emission is driven by electricity in lieu of the energy‐wasting and greenhouse gas emitting hydrocarbon‐burning candles invented 5000 years ago. This candle light‐style OLED may serve as a safe measure for illumination at night. Moreover, it has a high color rendering index with a decent efficiency.     

位置指示光源对PSD定位精度影响的实验研究

简单介绍了PSD在国内外发展和研制动态,并就位置指示光源对PSD定位精度的影响进行了实验研究。实验证明:在位置测量时,指示光源强度波动对PSD定位精度并非像一般理论所认为的那样没有影响,而只是在特定范围内没有影响或影响甚微。同时,实验还表明,光源的光斑大小、形状对位置精度也有一定的影响。     

高可靠小车红外光循迹设计原则

小车采用传统光循迹电路有两点不足：一是容易受环境光线的影响而造成误判;二是光衍射现象又容易被相邻的光敏管接收也造成误判。针对这两点不足,提出设计原则是采用低占空比强红外光调制发射能克服环境光线的干扰;再对光接收信号进行交流放大后解调能进一步克服环境干扰;采用逐个循环发射、接收能克服光衍射对相邻光敏管的干扰。最后对改进型的方案予以设计,给出电路结构框图及部分电路图。     

光学系统--等效透镜的集光特性

主要介绍了可等效成薄透镜的光学系统的集光特性，即通过分析等效光学系统的光辐射通量与物体在三个不同位置时的关系，得出光学系统物距的改变不会使投射到光电器件上的光辐射通量发生变化的结论。     

基于结构光标记的光场三维成像技术研究

由于四维光场数据中记录了场景中所有光线的方向和强度,通过对其分析和计算即可获得空间场景中对应点的3D坐标。但是目前对光场数据进行处理所采用的重聚焦和多目视觉方法,由于空间场景中特征较少,导致很难确定光场数据中的对应关系光线,因此,重建获得的3D数据不仅稀疏而且精度较低。针对此,提出了一种使用结构光投影技术对三维场景进行标记,并根据相位标记精确的建立起光线之间的对应信息,最终快速地计算出空间场景3D数据的方法。由于4D光场矩阵中存储的是光线相位而不是传统方法中的强度,并且还记录有不同方向的光线信息,因此,该方法不仅提高了传统光场三维重建的精度,还可以解决以往结构光投影三维测量方法中存在的遮挡和高光反射问题。最后通过实验验证了所提方法的可行性和准确性。     

无机、有机LED和EL白色发光及绿色照明

用无机白色ＬＥＤ照明由于不含Ｈｇ，因而无公害，被称为绿色照明。描述了无机ＬＥＤ的特性及进展，特别描述了与发光粉结合成新的白光ＬＥＤ的发展动态；同时还评述了无机白光ＥＬ和有机ＥＬ白光发射在绿色照明应用的可能性。     

一分二光节点的链路设计

随着用户逐年发展,网络逐步扩大,电缆干线的放大级数已超过原设计标准,使用光分路器把光节点一分二,以减少放大级数,提高信号的传输质量.