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。     

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。     

基于非均匀B样条拟合算法的加工误差测量

数控机床加工零件,通常在零件加工后采用另外的仪器进行加工误差测量,重复装夹必然造成精度降低和工时延长.数控机床通过控制走刀路径使其按照特定轨迹运动,因此工件的加工误差可通过测量轨迹误差得到.文中运用非均匀B样条曲线拟合及曲线特征点提取的方法,将测量轨迹与理想轨迹进行拟合实现工件加工误差的在机测量.通过在数控机床上试验一直线圆弧样品加工验证了该方法的可行性.     

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     

无线电电子学的应用

P204,TP212.14 2007012904使用双传感器系统降低光刀图像缺损误差/吴庆阳,苏显渝,李勇(四川大学电子信息学院光电科学技术系)//中国激光.―2006,33(2).―266～272.用线结构光扫描测量三维物体的过程中,由于物体表面的凹凸不平、反射率的不连续变化以及遮挡造成获取的条纹像存在各种缺陷,导致最后得到的三维面形数据存在偏差。基于此,提出了一种采用双传感器,并将两个传感器图像映射到光刀平面上,然后再对其进行面内融合处理最后提取中心线的方法。对此方法进行了计算机模拟,并对牙齿进行了测量。实验结果表明该方法实现简单,在存在条纹缺陷的地方,精度可以明显提高,有效地降低了条纹缺陷导致的数据偏差。图16表1参11     

高斯光束柱面反射展成法生成光刀的研究

提出一种利用高斯光束柱面反射展成法生成光刀的新方法 ,并导出了光刀几何参数的预估算式。实验表明 ,采用该方法生成的激光光刀线宽变化小 ,对比度高 ,景深大 ,适合作为主动式三维面形测量用线结构光。     

用于精密机械零件的混合角度静态测量方法与实验研究

利用现有的机器零件测量方法检测零件时存在一定的角度偏差,导致测量平均测量精度误差较大的问题,为此提出用于精密机械零件的混合角度静态测量方法.通过最小二乘支持向量机定位精密机械零件图像中存在的边缘亚像素,实现精密机械零件图像边缘的高精度检测,采用择优系数法提取精密机械零件的纹理角特征,根据提取的特征实现精密机械零件混合角度的静态测量.实验结果表明,所提方法的测量效率较高,平均测量角度误差均控制在0.03°以下.     

结合分层处理的激光光条亚像素中心提取方法

为实现大型航空零件三维测量过程中激光光条的快速高精度提取,提出了一种结合分层处理的激光光条亚像素中心提取方法。首先,根据序列图像的结构不变性将高分辨率图像压缩为低分辨图像。接着,通过二次拟合求解低分辨率图像中激光光条中心的法线斜率。然后,将低分辨图像求得的法线斜率还原到高分辨激光光条图像中。进而通过灰度重心判断准则,快速计算激光光条的亚像素中心。最后,采用所提出的方法分别在实验室和大型航空零件装配测试台上进行了复合材料标准样件和复杂零件的三维形貌测量。实验结果表明:该方法的单激光光条重建误差为0.269 mm,三维形面的重建误差为0.268 mm。该方法可有效提高工程零件快速测量过程中激光光条提取精度,满足大型航空零件现场测量的工程要求。     

基于显微视觉的光纤阵列精密测量研究

光纤阵列是一种广泛应用于光纤通信系统和光纤传感网络中的光学器件,其纤芯位置误差严重影响器件的耦合效率,有必要进行精密检测。论文研究一种基于显微视觉技术的光纤阵列精密测量方法。采用数字显微系统获取包含至少两根光纤像斑的图像,通过二次多项式插值法实现光纤光斑边缘的亚像素级提取,利用最小二乘拟合法对光斑中心精确定位,从而计算出两根光纤之间的纤芯距。系统测量分辨率为16 nm,重复测量标准差为23 nm。该方法可实现光纤阵列间距的自动化、非接触、高精度测量。     

变栅距光栅位移传感结构研究与误差分析

针对传统位移传感器测量精度低、量程小和稳定性不足的问题,文章提出并实现了一种基于变栅距光栅的位移传感器,进行位移特性测试并重点分析了测量过程中的误差问题。实验中将变栅距光栅置于电动位移平台上,通过调节平台位移控制光斑入射位置,建立光栅位移与反射光谱一级衍射中心波长之间的相关关系,实现波长对位移的编码。平台移动范围为0~20 mm,步长为2 mm,往返重复测量6次,记录各位移点处的中心波长,标定传感器的位移特性。针对各位移点重复测量产生的中心波长数据进行误差分析,采用贝塞尔公式结合别捷尔斯法分析各点多次测量数据的标准差,并结合莱以特(3σ)准则进一步判定数据的可靠性。实验结果表明,该传感系统无系统误差和粗大误差;波长与位移呈线性变化,多次重复线性度优于0.9946,传感器全量程平均位移灵敏度为16.67 nm/mm,为基于变栅距光栅位移传感系统的研究提供了一定的参考。     

唯相相控阵自适应赋形收发波束形成

在大型窄带自适应相控阵列中,由于实际阵列的非理想化及处理随机分布的干扰时的各种误差,导致控制方向错误,包括控制方向角度错误和载频波动引起的错误,急剧地降低了阵列的性能。本文为减小控制方向错误,考虑在主瓣幅度波形在主瓣方向的导数为零的约束下,按最大信干噪比原则自适应地波束形成,获得优化的唯相权值,采用优化方法中的罚函数法,并结合共轭梯度和拟牛顿法来计算优化的唯相数值权向量。模拟结果表明,在相控阵列的有效自由度下,这种方法能够有效的对抗干扰,同时保持阵列的主瓣波束的幅度波形。     

基于径向基函数神经网络的高精度基准编码器误差补偿

高精度角度基准编码器的角度误差,对小型绝对式光电编码器误差检测装置的测量精度有着重要的影响。影响基准编码器角度误差的因素众多,难以用准确的数学模型来描述。为此提出一种通过径向基函数神经网络进行误差修正的方法。首先,为增加基准编码器检测采样点,使用多种多面体对基准编码器进行检测,并将误差合成在同一坐标曲线上。然后,利用检测误差结果作为训练样本,建立径向基函数神经网络模型,使其输出逼近真实角度。最后,通过补偿电路的设计,对小型编码器误差检测装置的基准编码器进行补偿。实验表明,补偿电路的处理速度快,实现简单,不受算法复杂度影响。补偿后的编码器精度提高了2 倍,有效改善了检测装置的检测精度。     

星载合成孔径雷达二维闪烁相位误差校正方法研究

分析了电离层闪烁效应对低频段星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)方位向分辨率的影响, 并基于二维相位屏方法生成了距离向空变的闪烁相位误差.传统的相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus, PGA)方法难以适用于二维空变相位误差校正, 而本文基于闪烁相位误差在距离向具有连续性的特点, 在一定规则基础上将整幅图像划分为若干个子孔径, 对每个子孔径图像利用PGA方法进行相位误差估计, 再将得到的各子孔径相位误差进行插值运算, 从而得到整幅图像的闪烁相位误差.仿真结果表明:相比于传统PGA方法, 子孔径PGA方法可以有效解决二维空变闪烁相位误差对图像方位向分辨率的影响, 校正后的图像得到很好的恢复, 方位向分辨率明显提高.     

相位误差对阵列波导光栅传输特性的影响

研究了阵列波导光栅 (AWG)制作过程中产生的误差所引起的相位误差对AWG传输特性的影响。非随机误差引起的相位误差使信道的中心波长产生漂移 ,研究表明波导宽度 0 0 2 μm的变化将引起中心波长漂移 0 1nm。随机误差所产生的随机相位误差将恶化AWG的串扰特性 ,计算表明 ,最大随机误差为 0 0 0 0 0 4rad μm时 ,串扰将增加 4 2dB。     

空间调制型全偏振成像系统的角度误差优化

空间调制型全偏振成像系统利用 Savart偏光镜能够将被探测目标的4个 Stokes参数 S0~S3调制在同一幅干涉图像中,从而通过单次采集便可获得完整的偏振信息。在该系统中,半波片和检偏器的角度误差对 Stokes参数的测量精度有着不可忽略的影响。文中首先给出了包含上述两种角度误差的干涉强度调制方程,根据实际系统参数,在角度误差模型的基础上分析了当入射光为自然光、0/90线偏振光、45/135线偏振光和左/右旋圆偏振光时,角度误差对空间调制型全偏振成像系统的 Stokes参数测量精度的影响。利用这四种基态偏振光的偏振测量误差,给出了任意偏振态和偏振度的入射光偏振测量误差的表征方法,最后,文中以系统测量矩阵条件数为优化目标函数,经仿真计算得出当 Savart板厚度为 23 mm时系统测量矩阵条件取得最小值为 2.06,半波片和检偏器耦合角度误差对系统偏振测量精度的影响程度最小。     

Statistical performance analysis of direct position determination method based on doppler shifts in presence of model errors

The direct position determination (DPD) method based on Doppler shifts for narrowband emitter is first presented by Amar and Weiss. Compared to the conventional differential Doppler localization method, this DPD method has higher localization accuracy. In this paper, the statistical performance of this DPD method in presence of model errors (i.e., the observer position and velocity uncertainty) is analyzed mathematically. First, the DPD method for narrowband emitter using Doppler shifts is introduced. Then, applying the matrix eigen-perturbation theory that relates the eigenvalue perturbations to the additive noise on the Hermitian matrix, the first-order asymptotic expression of the direct localization errors is derived. As a consequence, the theoretical variance of position estimation can be approximately determined. Subsequently, two kinds of exact formulas for calculating the localization success probability are deduced using the analytical results obtained in the previous section of this paper. Furthermore, the Cramér-Rao bound (CRB) expression for the DPD method in absence of model errors is presented, which takes on more explicit form than the formulation given by Amar and Weiss. The obtained CRB can be viewed as a reasonable benchmark to assess the performance degradation due to model mismatch. Simulation results support the validation of the theoretical analysis in this paper.     

基于压缩感知的矩阵型联合SAR成像与自聚焦算法

模型准确情况下,压缩感知在合成孔径雷达成像中得到良好应用;但在实际情况中,模型会存在一定误差,这些误差造成图像偏离真实位置、引起散焦降低成像质量.本文提出一种矩阵型联合CS-SAR成像与自聚焦算法,该算法在CS-SAR成像重构方法方面,基于光滑l₀范数方法提出了矩阵型正则化光滑l₀范数重构方法,该方法具有较强容错能力并能直接重构矩阵型信号,能克服现有联合CS-SAR成像与自聚焦算法在计算效率方面的缺陷.最后,通过仿真验证了所提算法的有效性.     

机载雷达探测精度评估方法研究

影响机载雷达探测精度的主要因素是惯导系统的导航误差和机载雷达的量测误差.严格分析了惯导系统的导航误差和雷达的探测误差在各阶段坐标变换中对机载雷达探测精度的影响,并根据误差传递理论详细推导了机载雷达探测数据在机体坐标系、载机惯性坐标系、WGS-84地心直角坐标系、地面站坐标系或大地坐标系中的探测精度的计算公式,并进行了实例计算.计算结果表明,所提出的机载雷达探测精度评估方法是符合工程实际的.     

Accurate frequency response characterization of photoreceivers

An accurate frequency response characterization method for photoreceivers with optical heterodyne technique is presented in this paper.The characterization is implemented with two single-mode tunable lasers operating near the wavelength of 1.55 μm.The errors introduced by extra fixtures as well as laser output fluctuations are considered and calibrated simultaneously.Compared with previous works,the proposed calibration procedures are more complete.Experimental results indicate that the signific...     

An Improved Endpoint Detection Algorithm Based on MFCC Cosine Value

Endpoint detection is one of the most important steps in speech recognition. In a high SNR environment, the algorithm based on short-time energy and zero rate could be used. But when the SNR is low, this method may not be accurate. Some researchers proposed an algorithm which is based on MFCC Euclidean distance. It has a better performance in a noise environment. But that algorithm needs two thresholds to find the start and end point. However, when the values of two thresholds are not suitable, the detected result could be extremely bad. In this paper, we proposed an improved algorithm which is based on MFCC cosine value. This method can reduce errors, since it only needs one single threshold. The benefit of this improved algorithm is that the result can surely contain the real voice component. According to the experiment data, this improved algorithm can improve the speech recognition rate by 10% even in noise environment (SNR = 0). Thus, it proved that this improved methods has better robustness.