基于NURBS曲线插值的激光光刀图像中心提取方法的研究

通过介绍激光扫描测量原理 ,说明准确地从光刀图像中提取光刀中心位置是影响测量精度的关键因素。提出了基于非均匀有理B样条 (NURBS)曲线插值的光刀中心提取方法。通过实验说明该方法重复提取的结果比较稳定 ,而且将误差控制在 0 1个像素以下 ,从而使重复测量的高度误差在 0 0 2mm以下     

光刀中心自适应阈值提取法

在讨论了常用的各种光刀中心提取法的基础上,提出了一种光刀中心自知应阈值提取法。该方法结合了极值法、阈值法和重心法,避开了它们各自的缺点,消除了噪声,从而实现了光刀中心的精确定位。该方法具有稳定性好、精度高、速度快等特点。     

CO_2激光刀在口腔颌面手术中的初步应用

为了探讨CO_2激光刀(简称光刀——下同)的作用,我们于1976年4月开始作了动物实验,并在此基础上进行了临床应用。实践证明,光刀作为一种切割工具是可行的。它不但可以切割软组织,而且可以切割骨组织。现将实验及临床应用情况报导如下     

纤维光学装置和激光器的结合

光刀,癌探针,微型焊接机及通讯网等是一些有希望的应用。     

面向三维测量的光刀图像质量评价研究

基于光刀法的三维测量具有精度高、速度快的优势,而光刀中心的精确提取是该方法的关键,针对普遍提取算法的局限性,率先提出引入光刀图像质量评价以提高提取算法的适应性,改进后期三维重建效果。基于光刀图像的特征以及噪声影响的分析,分别提出对比度、亮度、清晰度以及信息量等指标评价方法,进而提出总体评价方法,为提取算法进行适应性修正提供可靠地依据。     

二维激光连续切割移动材料路径算法及约束

提出了一种逐行获取信息的阅读文档(RW)模型,并利用该模型等效并推导出二维激光在二维空间定尺切割移动材料的路径关系。根据分析的路径和延迟的阶跃函数确定半连续、连续恒速、连续变速切割的路径算法。在理想情况下,只要设定好光刀均匀一致切割速度νy、光刀在二维空间最大偏离坐标(x0,y0)、切割材料的最小尺寸LMIN,就可以根据切割路径适当调节辅助切割过程中光刀移动速度ν0和被切割体进给速度νx,实现对运动材料的连续切割,并且通过Pro/E运动仿真模拟和单位时间切割效率验证,所提出的G(t)符合恒速体连续切割路径算法,且满足约束限制下,一个周期内可实现两段材料的连续剪切。     

激光微束细胞操作系统

提出构建一种用于生物细胞操作的激光微束系统.即由Nd:YAG激光经物镜聚焦形成的光刀和He-Ne激光器经物镜聚焦形成的光镊组成的激光微束系统,进行了总体设计、关键部件设计和选择.在构建的激光微束操作实验系统上实现了非接触细胞操作,验证了光镊的力学效应.采用Nd:YAG经显微物镜会聚形成光刀可以对细胞或细胞器进行打孔或切割染色体.     

新型激光外科手术刀

正在美帝贝耳电话实验室研制的新型“光刀”,不久后即可使外科医生使用聚焦激光束,就像现在使用的普通手术刀一样简便。     

采用激光光刀的叶片三维面形测量方法

提出一种采用激光光刀的叶片三维面形测量方法。介绍了方法原理、系统结构、信息获取与处理方案,并给出了对实际飞机发动机叶片的面形测量结果。     

具有较大测量范围的激光线扫描三维测量机

文章就线结构光三维轮廓测量方法及其实用化做了深入的分析和研究。研制的光刀 中心位置获取电路,提高了测量速度;采用双CCD 补偿算法来提高系统的测量精度;用最小二乘拟合结构参数的方法来标定光刀在高度方向和轴向的物象相对坐标关系,解决了测量中的标定问题;对物体的分段与分层测量极大地扩展了测量范围。实验结果表明,所开发的线扫描测量机具有较大的测量范围,较高的精度和测量速度,具有很高的实用价值     

新型线性定标的物体光刀切口长度测量研究

基于激光三角法原理对三维物体光刀切口长度测量做了深入的研究,着重研究了测量原理和定标方法。采用坐标变换方法,分析了三维物体光刀切口长度测量在高度方向上和光刀方向上的物像关系,得出了三维物体光刀切口长度测量的计算公式。基于高度方向和光刀方向的物像关系提出了一种新型线性定标方法。进行了手指长度测量实验,测量结果精度较高。研究结果表明:高度方向上物体相对高度的倒数和像相对高度的倒数成线性关系;光刀方向上物像的长度比和物体的相对高度成线性关系;新的定标方法精度高,操作方便;光刀测量三维物体切口长度精度高、成本低、处理速度快。     

波片延迟误差校正的理论与技术

从几何光学的理论出发,研究波片延迟误差的校正方法。通过研究晶体延迟器件光线入射方向与其延迟量变化的关系,从理论上导出了光线斜入射到波片时波片相位延迟量变化的计算公式,从而证明了可以通过绕与波片光轴平行的轴向或绕垂直于波片光轴的轴向转动波片进行波片延迟误差的校正。用消光法和最小光强法分别对λ/2波片和λ/4波片进行了延迟误差的校正。结果表明,波片的延迟误差可以通过转动波片的方法来消除。     

结构光条纹中心线的鲁棒提取

结构光条纹中心位置的精确检测是影响结构光系统精度的关键问题之一。提出一种多步骤的鲁棒性提取方法,首先采用自适应阈值法剔除噪声点,然后采用光条膨胀和细化方法,得到初始的中心点,并利用此初始中心点的梯度,得到光条法线方向。最后,在法线方向求取灰度重心,得到光条亚像素中心线。该方法应用在基于线结构光检测原理的隧道轮廓变形监测装置中,实验结果表明,能准确提取光条纹中心。     

一种应用在可见光通信发射系统中的双调制方法

为了解决可见光通信发射系统中光信号直接加载到白光LED的驱动电路上产生的驱动电流不稳定、不可预测的噪声、灯光闪烁的问题,提出了一种应用在可见光通信发射系统中的双调制方法。内部调制采用PWM载波编码调制,解决灯光闪烁问题,外部调制采用一个由铌酸锂材料制成的调制外壳,解决了驱动电流不稳定,噪声的问题。实验表明,这种双调制方法具有实践价值。     

基于改进粒子群算法的室内可见光通信系统灯源布局

针对传统室内可见光通信(VLC)系统中光源分布的不均匀性导致的通信盲区和通信质量不平稳等问题,提出一种位置和灯源参数联合优化的方法。该方法在不改变传统布局的总功率前提下进行发光二极管(LED)阵列的重新分配,其次遍历搜寻各LED阵列的最优位置,最后运用改进的粒子群优化(PSO)算法对各LED阵列中的参数进行优化。仿真结果表明:相较于传统光源分布,联合优化方法在满足室内照明的情况下不仅减少了灯源布局的总功率,而且提高了接收面上光照度均匀度。     

柱弥散光源内部辐照组织的Monte-Carlo模拟和实验研究

为无损获取组织中光剂量分布信息,本文构建 了弥散光源内部辐照柱状组织的光学模型,利用Monte-Carlo模拟方法实现了 组织内光分布信息的无损预测, 有关模拟结果与实验测量结果基本一致。提出的模型模拟方法对于由弥散光源在组织内部实 施光辐照的临床医用中光剂量的无损确定和治疗方案的优化设计有实际价值。     

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。     

基于液晶光阀调制的赝热光源制备技术研究

高质量赝热光源的制备是强度关联成像技术中一个非常重要的内容。采用赝热光作为光源是因为一般的热光源相干时间极短,常用的探测器无法响应,且亮度低。利用激光照射旋转的毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光源可以解决上述问题,是目前常用的一种方法。提出一种采用液晶光阀(LC-SLM)对激光束进行控制来获得赝热光场的方法。利用该装置产生的赝热光场不仅可以极大程度地模拟真实热光场的热涨落,且光场涨落服从真实热光场所具有的高斯统计分布,更重要的是该系统没有机械转动,光场的时间和空间相干性可以完全分开对待,产生的散斑场结果可以重复,并研究了应用该方法产生的动态散斑场的各种特性。     

空间光学系统的杂散光分析

介绍了空间光学系统的杂散光的来源,以及对红外光学系统成像质量的影响。在简化分析的基础上,讨论了杂散光分析的物理模型。利用已有的光学系统模型讨论了杂散光的计算和分析方法。主要介绍了蒙特卡罗法和光线追迹法在解决问题方面的作用,用具体的系统模型说明了杂散光计算和分析的假设条件、模型建立和计算过程等。对空间光学系统的杂散光有基础的认识。为以后利用软件进行杂散光分析打下基础。