X—Y振镜扫描失真及其校正

本文主要叙述了在二维振镜光扫描系统中的线性失真和枕形失真问题,对枕形失真的误差形成和实际补偿方法进行了理论分析,并且利用电子线路实现对枕形失真的校正。     

三维激光扫描系统的固有误差校正算法

分析了三维激光扫描系统固有误差的来源,结合数学模型及实验数据,提出了相应的校正算法,并在实验中得到验证。从概率统计学角度分析激光测距仪固有误差的统计特性,增大平均次数的同时,减小测距仪测距误差;使用最小二乘法从实验数据中获取电机的动态角度误差,对理论角度进行校正后,得到电机实际转动角度;针对双振镜系统的非线性扫描失真,动态改变扫描范围,减小枕形误差。使用Matlab分析误差校正算法,并搭建实验平台测试上述算法,实验结果表明,对系统的测距误差、角度误差、枕形误差校正后,三维激光扫描系统的精度有较大的提高。     

激光打标中振镜几何畸变误差多项式拟合校正

为了消除激光打标系统中由2维振镜物镜前扫描引起的打标点几何畸变误差,分析误差产生的原因,在振镜扫描角度(,)理想计算公式的基础上,采用最小二乘曲线拟合的方法,得到用打标点坐标(x,y)表示的补偿(,)误差的拟合多项式,从而对激光打标点的畸变误差进行了校正。通过校正,可以将激光打标点的最大几何畸变误差由3.2mm降至20m以内,且计算量小、速度快。结果表明,该误差校正算法可以满足高速、高精度激光打标的需要;同时可通过改变物镜焦距计算出新的补偿公式,以应用于不同参量的激光打标系统。     

选区激光熔化成形系统的动态聚焦技术研究

针对二维振镜存在的聚焦误差问题,根据产生聚焦误差的原理,采用动态聚焦技术补偿聚焦误差.分析振镜激光扫描过程中的图形失真机理,采用坐标映射方式补偿图形畸变方法.基于PCI总线控制技术实现动态聚焦振镜扫描的控制,并将该动态扫描系统应用于选区激光熔化成形设备,通过选区激光熔化成形工艺实验,验证了所开发的动态聚焦系统满足选区激光熔化成形工艺要求.     

双振镜激光扫描加工误差精密校正

主要讨论了用传统的补偿畸变的方法校正振镜二维扫描光学系统中图形畸变后,为进一步提高精度,利用图像处理技术,进行二次闭环误差校正,使在10 mm×10 mm的加工平面内,校正后的精度优于3 μm.     

双振镜激光扫描的误差分析及校正方法

近年来,二维振镜激光扫描技术因其速度快、精度高、易于控制等特点,得到了越来越广泛的应用．但振镜扫描系统在扫描过程中,存在着固有扫描场的几何畸变,系统本身也存在着线性、非线性误差以及其他误差等,严重影响了振镜扫描系统在不同应用领域的扫描质量。从理论推导出发,较为详细地分析了物镜前扫描和物镜后扫描两种方式存在的几何畸变以及...     

双振镜扫描的最小二乘与网格法混合校正模型

为了使2维振镜扫描系统在大角度扫描状态下减小非线性畸变误差,针对纯理论校正无法克服系统自身各种误差的缺陷,提出了基于坐标角度映射关系的校正模型。利用曲面最小二乘拟合的方法,建立坐标点的误差补偿曲面可以有效提高校正精度,仿真测试的平均误差在15μm左右,利用分段线性插值插入网格校正表可以大幅提高扫描速率,扫描速率达到25m/s左右。结果表明,该模型对于扫描非线性实时动态校正有一定的效果。     

振镜扫描系统的枕形畸变校正算法

振镜扫描系统在快速成型系统中被广泛采用。由于扫描镜片的偏转角和平面坐标之间存在着本质的非线性映射关系 ,如果用简单的线性对应关系来控制振镜的偏转 ,则会产生枕形误差。分析了枕形畸变的产生机理 ,并给出了软件校正算法     

3维激光振镜扫描系统的关键技术研究

为了设计可用于大幅面扫描的3维激光振镜扫描系统,深入研究了3维激光振镜扫描系统的动态响应性能及控制算法、校正算法,采用具有高响应性能的伺服机构作为系统的执行机构,合理地规划扫描路径以及扫描延时参量,设计了对扫描图形进行精确校正的扫描校正模型,开发出了一套能实现大幅面精确扫描的3维激光振镜扫描系统.该3维激光振镜扫描系统经过长期实验验证,运行稳定,其扫描重复定位精度不大于30靘,扫描精度可达100mm±0.1mm.结果表明,该3维激光振镜扫描系统在需要进行大幅面精确激光扫描行业中有重要应用价值.     

MEMS振镜扫描共聚焦图像畸变机理分析及校正

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中，针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变，开展了光束偏转理论分析，得出了投影面扫描图像的具体形状表征，理论畸变图像与真实畸变图像一致，明确了畸变机理，提出一种有效的畸变校正算法，实现对图像二维畸变的校正。首先记录原始光栅畸变图像，然后基于Hessian矩阵提取光栅中心线，拾取特征点并设置基准参考线，通过基于最小二乘法的7次多项式插值法标定二维方向像素畸变校正量，采用加权平均法填补间隙像素灰度值，最终实现图像畸变校正。利用网格畸变测试靶实验得出7次多项式插值后的校正决定系数最高、均方根误差值最低，整幅512行图像在7次多项式插值后最优行数占379行，比例为74%，通过残差分析，二维方向上残差最大为4个像素，最小为0个像素，平均为1.15个像素，校正结果较为精确。皮肤在体实时成像实验显示，图像畸变校正后组织结构特征更加真实准确，表明这种校正算法有效可行，有助于皮肤疾病的准确诊断。     

一种新型的激光大屏幕显示系统

提出了一种新型的激光大屏幕显示系统方案使用由计算机控制的三基色全固态激光器作光源,通过分光镜进行混色,由两个振镜分别完成行和帧方向的扫描。并对由振镜扫描引起的枕形失真的原因和纠正方法进行了研究,对系统的控制方法作了简单介绍。     

多CCD拼接相机系统中畸变误差研究

光学畸变普遍存在于高精度光电测量设备系统中,是影响系统测量精度的一个重要因素.在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统畸变误差模型,同时提出了测量该系统中畸变误差的方法以及修正方法.大量实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该方法可行且对其他光电测量设备有参考价值.     

高精度轴对称非球面反射镜轮廓测量方法（特邀）

为实现轴对称非球面反射镜轮廓的高精度、可溯源测量,建立了非球面测量轨迹的数学模型,提出了一种基于独立计量回路的非接触式坐标扫描测量方法。该方法采用分离式计量框架结构,有效减少了跟踪扫描模块运动对测量精度的影响;测头采用集成阵列式波片的四象限干涉测量系统,保证测头精度的同时更有利于实现复杂面形轮廓的跟踪扫描运动;设计扫描执行机构与多路激光干涉系统共基准的运动模块,实时跟踪扫描运动机构的位置信息,提高测头空间定位精度并使其测量值能溯源到“米”定义。搭建测量装置测试该方法的准确测量精度,试验结果表明,测量误差小于0.2 μm,重复性精度为70 nm,测量精度达到亚微米级。     

一种基于同心圆环的图像畸变校正方法

分析了光学成像系统中畸变校正的原理，采用了新的确定畸变中心的方法——同心圆环法；通过选取对应关系，采用多项式拟合技术，确定了该光学系统畸变的非线性变换的明确表达式，进而编程实现了畸变图像的空间变换和灰度变换，得到了校正后的图像，实现了畸变校正．     

基于轴向移动柱面-泽尼克校正元件的动态像差校正技术

椭球形窗口光学系统最显著的特点在于其依赖扫描视场的动态像差变化特性,像散和彗差成为影响光学系统成像质量的主要因素,其中像散的影响最为突出。为解决这一难题,结合柱面透镜和泽尼克位相板的特点,提出了一种新颖的动态像差校正方法,即柱面-泽尼克元件校正方法,此元件的外表面为一对母线互相垂直的圆柱面,对应的两个内表面为泽尼克边缘矢高表面。该方法随扫描视场的变化实时地调整一对柱面-泽尼克校正元件间距以实现椭球形窗口引入像差的动态校正。突破了固定校正元件无法实现超大扫描视场的瓶颈。设计实例中成像光学系统实现了±55°扫描视场,各扫描视场像散和彗差的泽尼克像差系数P-V值校正到了±0.8个波长以内,椭球形窗口光学系统的成像质量得到了明显的提高。     

双振镜扫描几何失真的硬件校正

通过分析双振镜-2维扫描光学系统的成像原理,导出此扫描系统几何失真公式。根据失真公式设计电子线路,对失真进行校正,从而获得校正后的完善图形。这一校正技术在激光标记系统中得到应用。     

大视角成像系统的快速精确校正

在成像系统中，非线性几何畸变的高精度数字校正仍然是一个未能很好解决的问题。以径向几何畸变为主的非线性几何畸变模型为基础，通过对影响畸变参数测量精度的各种因素的分析，提出了一种不依赖于成像系统内部参数的迭代算法。实验表明，该方法能够精确地推算出实现畸变校正所需的参数，校正精度与CCD的采样量化值相当。     

基于FPGA和NAND Flash的存储器ECC设计与实现

针对以NAND Flash为存储介质的高速大容量固态存储器,在存储功能实现的过程中可能出现的错“位”现象,在存储器的核心控制芯片,即Xilinx公司Virtex-4系列FPGA XC4VLX80中,设计和实现了用于对存储数据进行纠错的ECC算法模块。在数据存入和读出过程中,分别对其进行ECC编码,通过对两次生成的校验码比较,对发生错误的数据位进行定位和纠正,纠错能力为1 bit/4 kB。ECC算法具有纠错能力强、占用资源少、运行速度快等优点。该设计已应用于某星载存储系统中,为存储系统的可靠性提供了保证。