基于显微光学成像的微细纤维测量识别系统光源优化研究

显微光学成像的纤维识别系统的照明光源,对成像质量有很大影响。由于单个LED光源发光功率有限,且在照射面的光分布不均,导致系统采集到的微纳米级纤维(单丝平均直径15～40μm)图像模糊,影响测量与识别结果的准确性。根据LED的光学特性,对系统的照明光源进行优化设计,设计了3种不同的LED平面光源阵列,并根据LED阵列光源在照射面上的照度表达式,仿真模拟给出LED阵列的照度分布,并以实验进行验证,对系统实际检测的图像进行图像识别处理和图像参数峰值信噪比评价,给出优化结果。研究结果表明,优化后的LED平面光源阵列有效地解决了照度不均导致的微细纤维图像模糊识别不清的问题,优化后得到的纤维样品图像边缘清晰,有效提高了系统检测纤维样品的图像质量,为微细纤维测量识别与研究提供了新的途径。     

机动车灯具LED模块光通量测试方法规范与解析

汽车灯具的发展与灯具光源的发展密切相关,随着LED光源的深入应用,迫切需求对光源的检测方法进行研究,以LED光源模块不同位置的变换来探讨LED光源光通量,色谱分布的变化,研究LED光源模块光通量测试,推动我国在光源检测领域能有新的突破。文章选用机动车灯具检测中常用的检测方式,分别为照度积分法、光强积分法和积分球替代法。     

采样间隔对分布光度计测量LED总光通量的影响

利用计算机仿真LED单管球面空间各点照度值的方法,模拟了分布光度计标定4种典型LED单管总光通量值的过程,利用计算结果分析了分布光度计测量所采用的不同采样间隔对标定结果的系统误差。这4种LED单管的光强分布曲线分别为准朗伯、长茄形、双翼形和窄光束,涉及轴对称或非轴对称光强分布。计算结果显示,对于常见的LED单管光源,利用分布光度计采用2°等间隔法,在球带份数m值大于12的情况下,采样间隔选择所带来的系统偏差可控制在0.3%以内。     

积分球内壁漫射照度分布的近似矩阵计算法

本文推导了位于积分球中心处的光源在球内壁及挡屏表面的漫射照度分布的近似矩阵计算方法。此计算可归结为根据积分球的基本参数确定“光通量交换系数矩阵”的矩阵元问题。 对几种不同光强空间分布的光源在积分球内壁产生的漫射照度分布进行了计算,并将对两个光源的计算结果与用R.Brown的数值法的结果作了比较,符合较好。     

基于成像式照度探测的光源光强分布测量

基于成像式照度探测的光源光强空间分布特性测量方法以其量值准确、大幅消除背景光干扰等优点,受到人们的广泛关注。本文根据成像式照度探测原理设计了一套光源光强空间分布特性检测装置,通过实验测试了该检测系统,并总结了测量位置与光强空间分布测量误差之间的关系。该系统具有很好的实用价值。     

LED光照度叠加特性分析

计算LED光源对视场内的照射强度是设计均匀性光源的基础,也是视觉检测系统获得高质量图像的关键要素之一.本文以实验结果分析为依据,研究LED光的照度叠加特性.建立了单个LED光照模型,给出了单个LED照射条件下视场内任一点的照度计算方法;基于建立的单个LED光照模型,研究出两同色LED光的叠加特性,并给出了两同色LED光照射时视场内任一点的照度计算方法;为验证该方法的有效性,对3个LED光进行叠加实验,并在视场内任意选取20个点.实验结果显示:1根据本文所提方法求得的灰度值与真实值间的总体偏差为1.085,说明两者一致性良好;2 3个LED光照度叠加可看成其中两个LED组合成一个LED,再与另一个LED进行照度叠加;同理,n个LED光照度叠加可看作是由单个LED两两叠加后,再进行重复的叠加计算.     

手指静脉识别系统矩形阵列光源特性分析及优化设计

手指静脉图像质量的高低直接影响手指静脉的识别效率。针对单个近红外LED的光照均匀度相对较差,如何利用多个近红外LED构造一个高质量的光源进行了研究。讨论了矩形阵列光源的结构、空间、形状等参数对静脉图像影响,利用斯派罗法则对各种参数极值找出最优解,再结合手指个体的差异和指型特性,设计照度面为25mm×25mm矩形光源阵列。通过对比实验,利用最优参数设计的阵列光源,能够采集到高质量的手指静脉图像,为手指静脉采集设备光源设计提供参考,同时为后续的手指静脉图像的识别打下基础。     

一种光源闭环控制系统的设计与实现

研制出一种景象模拟器光源需要的照度精密控制系统。该系统由测试主机发出光强指令给灯泡,PLC 定时采集灯泡的照度值与预设的照度电压值比较,计算后发出驱动信号给模拟量输入输出模块,控制光源产生与测试主机光强指令相应的光,形成对光源的闭环控制,使灯的照度值满足景象模拟器的使用要求。该系统控制精度高,在需要严格控制光强的成像领域具有较强的实用价值。     

带钢表面划痕缺陷视觉检测照明系统分析

本文针对带钢表面划痕缺陷,以常见的面阵LED作为光源搭建低角度、暗域照明系统,同时基于照明系统推导出在一定照明区域中光照度函数表达式,同时对单个LED发光强度曲线进行了拟合,得出其光强分布函数,基于该函数对照明系统进行建模,利用Tracepro光学软件对照度函数中进行了仿真,分析其中参数β、S与照明均匀度△E之间的关系,为视觉检测照明系统的搭建提供了相应的依据,并最终通过照明实验对仿真结果进行了验证.     

分布光度计法对LED光源及灯具光通量的测量

<正>一、前言在新兴半导体照明行业,由于LED产品的发光特性与传统的白炽光源不同以及整体式的灯具设计,传统光源或灯具通常采用的光通量的相对测量方法不再适用于LED产品,常用分布光度计对LED光源、灯具的光通量以及光强分布进行绝对测量。此外,由于LED的准单色性及空间光分布多样性等,对所使用的分布光度计提出了更高的要求。二、LED光通量的绝对测量1.分布光度计测量原理分布光度计是绝对法测量光源光通量的装置,其     

实现道路均匀照明的自由曲面反射器设计

根据LED光源的辐射特性和照明平面的照度分布要求,利用网格法分配LED光源的能量,并且与照明平面上的能量小块相对应,建立起LED光源出射光线的角度与照明平面上的照明点的坐标的对应关系.设定反射器的初始点坐标后,根据对应关系迭代计算反射器的自由曲面上其它点的空间坐标.把点坐标文件导入机械建模软件,并且保持各个点坐标的法向量拟合成曲面实体.在光学软件中对反射器光学系统进行照明模拟,结果说明通过自由曲面反射器作用于LED,可以在目标路面上形成均匀照明的矩形光斑.     

光斑质心亚像素定位误差的实验研究

根据误差的来源将光斑质心亚像素定位误差归类为随机误差和系统误差,提出一种简单有效的实验方法对光斑质心定位误差进行定量测试.利用高精度一维电动平移台、POINT GREY Flea2-14S3 CCD相机和LED光源构建了测试系统,对测试结果进行研究和讨论,发现了测试系统LED光斑质心定位系统误差的周期性变化规律,计算得到了基于Flea2-14S3 CCD相机的光斑质心定位随机误差为0.018 pixels,系统误差为0.06 pixels,总体误差为0.063 pixels(约1/15 pixels),能够应用于以光斑质心检测为手段的测量系统中.实验表明,该测试系统可以作为估算光斑质心定位误差大小的一种有效的手段.     

基于车载16线激光雷达的障碍物检测方法

针对目前车载16线激光雷达点云数据中障碍物检测算法准确率不高的问题,提出了一种基于自适应网格聚类的障碍物检测方法。首先,结合八叉树与随机抽样一致性算法(RANSAC)去除地面点;其次,投影点云至二维网格,依据各网格高程信息快速提取高结构物;然后,建立两级网格模型,按照粗网格聚类结果的分布信息自适应地确定子网格分辨率,对可能包含多目标的障碍物在子网格层进行准确检测;最后,结合相邻时刻障碍物的状态信息修正检测结果。在16线激光雷达城市道路环境测试集下的实验结果表明:该算法可准确检测行驶区域内障碍物目标,优化后的聚类算法较好地降低了欠分割与过分割错误率,检测准确率达91%。     

基于辐照度测量法的火焰检测研究

火焰检测的核心问题是用于火焰检测中的传感器特性评估.本文提出以黑体标定红外传感器.在一定条件下,将标准火光谱辐射出射度特性传递到电光源,以电光源取代标准火的标定方法,采用标准传感器对被检标准火焰辐照度进行量值传递,构造了火焰测量装置并进行了实验.实验结果表明,采用标准传感器在一定精度下实现对标准火焰光谱辐照度进行量值传递是可行的,所引入的不确定度小于1%,为建立人工电光源提供了基本设计参数.     

Fluorescent imaging of pH with optical sensors using time domain dual lifetime referencing

We present a referenced scheme for fluorescence intensity measurements that is useful for imaging applications. It is based on the conversion of the fluorescence intensity information into a time-dependent parameter. A phosphorescent dye is added in the form of approximately 10-microm particles to the sample containing the pH-sensitive fluorescent indicator. Both the reference dye and the pH probe are excited simultaneously by a blue LED, and an overall luminescence is measured. In the time-resolved imaging method presented here, two images taken at different time gates were recorded using a CCD camera. The first image is recorded during excitation and reflects the luminescence signal of both the fluorophore (pH) and the phosphor (reference). The second image, which is measured after a certain delay (after switching off the light source), is solely caused by the long-lived phosphorescent dye. Because the intensity of the fluorophore contains the information on pH, whereas phosphorescence is pH-independent, the ratio of the images displays a referenced intensity distribution that reflects the pH at each picture element (pixel). The scheme is useful for LED light sources and CCD cameras that can be gated with square pulses in the microsecond range. The fundamentals and potential of this new method, to which we refer as time domain dual lifetime referencing (t-DLR), are demonstrated.     

利用光强信息的结构光图像轮廓提取修正方法

在用激光三角法对同质物体进行三维探测中,可能因为条纹缺陷等原因出现轮廓提取误差。这种误差用诸如中心线或者权重法等一般轮廓提取方法无法得到正确的结果,因此提出一种利用光强信息进行修正的新方法。通过自行搭建的试验装置获得原始光强图像,由中心线法提取带有误差的轮廓,再使用光强分布对其进行修正。根据物体表面光强与表面法线方向的关系,用逐次逼近的方法验证物体表面的法线方向。通过理论推导计算以及和之前获得的轮廓进行比较,得到修正值。在测量标准高度为 40.1mm 的物体表面时对出现的条纹缺失进行修正,与传统方法相比,测量结果从 38.4mm 改善到 39.4mm,误差从 4.23%减小到 1.75%。     

Demonstration of a simplified optical mouse lighting module by integrating the non-Lambertian LED chip and the free-form surface

A cost-effective, high-throughput, and high-yield method for the efficiency enhancement of an optical mouse lighting module is proposed. We integrated imprinting technology and free-form surface design to obtain a lighting module with high illumination efficiency and uniform intensity distribution. The imprinting technique can increase the light extraction efficiency and modulate the intensity distribution of light-emitting diodes. A modulated light source was utilized to add a compact free-form surface element to create a lighting module with 95% uniformity and 80% optical efficiency.     

探测器响应度不均匀性对测量LED平均发光强度的影响

使用响应度分布不均匀的探测器来测量光分布不均匀LED的平均发光强度时,其测量结果可能会引入显著的测量误差。设计实验装置对3种不同类型的探测器的响应度分布进行测量,结果表明带光漫射器的光度探测器响应度均匀性很差,这样的光度探测器用于测量一种白光LED平均发光强度时,响应度不均匀引起的测量误差可达2.0%。类似于光谱失配修正方法,给出了对探测器响应度不均匀性评价的方法以及响应度不均匀性评价因子c的表达式,并建议在进行LED平均发光强度测量时,应避免使用带光漫射器的光度探测器。