分组粒子群算法应用于圆度误差在线检测

针对大孔径管件的圆度误差问题,研制了一套在线检测系统,并提出了一种分组粒子群优化算法的圆度误差评定,将整个搜索空间分成若干个小组,各个小组单独搜索,迭代到一定步数,将各个小组混合,重新合成一个大的种群,在整个空间追随各自的极值和种群的最优值,避免了陷入局部最优解.在自行研制的检测系统中进行了应用,证明分组粒子群优化方法...     

纳米级铝包覆光波导耦合特性研究

为了研究10nm级铝包覆光波导特征参量对其耦合情况的影响,理论模拟了不同金属层折射率和厚度、不同导波层折射率和厚度情况下的衰减全反射谱,分析了特征参量对耦合情况的影响。通过实验验证了金属层折射率和厚度对其耦合情况的影响,发现纳米级铝膜的复介电常数发生了很大的变化。结果表明,导波层厚度影响激发导模的数目,但对耦合深度影响不大;导波层折射率同时影响激发导模的数目和耦合深度;耦合层金属膜厚度不影响激发导模的模数,但对耦合深度的影响很大;对于相同的耦合层金属膜厚度,金属折射率不同,耦合情况大不相同。研究结果为基于双面金属包覆光波导的脉冲展宽器的制作和设计过程提供了参考。     

线结构光参数的简易标定方法

为了实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光 的参数,本文提出了一种基于单个平面同心面靶标标定线结构光参数的新方法。该方法基于 三点透视模型和交比不变原理计算光平面上标定点的三维坐标,利用最小二乘法拟合平面方 程。在摄像机视野范围内自由移动平面靶标,同时保持结构光投射到靶标上同心圆之外的区 域,采集至少两幅图像即可完成线结构光参数的标定。 实验结果表明: 光平 面标定的均方根 误差约为0.05mm,传感器测量精度的相对误差约为0.3%,系统整体 测量精度约为0.1mm, 说明本文标定方法具有较高的标定精度。并且该方法同时适用于其它类型结构光的标定,通 用性较强,具有获取标定点效率高、计算简单且操作灵活方便等优点,适合现场标定。     

按照国际的光学薄膜损伤阈值测试装置

按照ＩＳＯ／ＤＩＳ１１２５４光学表面激光损伤阈值测量标准和等价国际的要求,建立了薄膜的１μｍ ＹＡＧ脉冲激光损伤阈值定量测试装置,对脉冲能量、脉冲持时间、光束分布及相应的不确定度均进行了测试。     

线结构光传感器模型的简易标定

为了现场完成线结构光视觉传感器中摄像机和光平面的同时标定,提出了一种基于单一圆形标靶标定线结构光视觉传感器的方法,该平面标靶包含一个同心圆以及过圆心的两条正交直线。通过共轭点原理线性计算摄像机内参数的初值,并根据正交性约束进行迭代优化。然后,多次移动传感器,保持结构光与同心圆相交,使其构成三点透视模型(P3P),依此计算光平面上标定点的三维坐标。最后,利用最小二乘法拟合出光平面方程,从而完成光平面方程的标定。实验结果表明:该方法具有较高的精度,平均测量精度为0.036 82mm,相对测量误差为0.277 13%。该标定方法仅需同一标靶即可完成摄像机内参数和光平面方程的标定,降低了标定成本,且计算简单、操作灵活,适宜现场环境标定。     

按照国标的光学薄膜损伤阈值测试装置

按照ＩＳＯ／ＤＩＳ１１２５４ 光学表面激光损伤阈值测量标准和等价国标的要求,建立了薄膜的１μｍ ＹＡＧ脉冲激光损伤阈值定量测试装置,对脉冲能量、脉冲持续时间、光束分布及相应的不确定度均进行了测试。     

大孔径管道4自由度内部检测机器人系统

从结构、控制系统及软件结构等几个角度介绍一种大孔径管道内部检测4自由度机器人系统原创设计方案。由于独特的可变性结构设计,使该机器人能够根据不同规格的被测对象,自动调整本体结构,使其检测有效范围在φ550～1000之内。该系统能够快速完成大型管道内整体三维表面数据采集,在此基础上在线给出表面品质特性分析报告及任意位置内部直径高精度的测量结果。在机器人控制系统的设计中为了克服环境振动干扰对系统检测精度带来的影响,提出自适应振动干扰控制策略,为检测装备在噪声环境下保证检测精度提供了一种有效的解决方案。该系统的软件集数据采集、数据处理、模型构建及表面品质评估功能于一体,而且界面友好操作方便。系统的激光扫描精度可达0.002mm,与高精度内径千分尺检测结果比较差值小于0.005mm。     

上反射法三腔窄带滤光片的研制

通过对国产上反射法监控光学自动镀膜机的监控精度分析,用TFCalc软件计算了三腔滤光片可能的光谱性能,采用半波控制法进行监控,制作了半带宽30 nm的1.06μm三腔窄带滤光片,验证了理论分析的正确性,证明采用非垂直入射监控也能得到性能较好的窄带滤光片.     

一种自适应振动主动控制策略及其在C型三维表面检测系统中的应用

基于广义最小方差和一步超前预报理论,围绕三维型面扫描系统中所存在的周期性微振动问题,提出了一种新的自适应振动主动控制算法.以C型臂式三维激光扫描系统为应用背景,基于来自于该系统的数据样本建立了系统的振动动态自回归滑动平均模型(ARMA模型).采用所提出的自适应控制算法对该模型进行了振动主动控制仿真研究.仿真结果验证了所提出的方案可以有效地抑制C型臂运动过程中产生的振动,提高系统的整体三维检测精度.