金属表面制备锆转化膜的研究

研究了一种适用于钢铁涂装前的锆酸盐转化处理工艺,通过单因素试验确定最优转化工艺条件为:45%H2Zr F6 6.0~7.0 m L/L,A液(20%三元酸和三乙醇胺盐的水溶液)7.0 m L/L,Ca CO3 1.0 g/L,p H 3.5,室温,时间5 min。采用该工艺制得的转化膜为蓝色,表面整体均匀、微观上凹凸不平,膜重为4.326 8 g/m2,耐3%Na Cl溶液浸泡时间为130 min,附着力为0级,冲击强度为50 kg·cm,综合性能优于传统磷化膜。该转化液不含重金属、亚硝酸盐等有害物质,适用于各种钢铁涂装前处理。     

基于数字图像相关方法的含双裂纹复合材料薄板应力强度因子测量

将数字图像相关方法用于测量含I型双边裂纹复合材料薄板应力强度因子。首先,介绍了数字图像相关方法基本原理,通过最小二乘拟合法建立了裂纹尖端位移场与裂尖应力强度因子的关系。其次,搭建了数字图像相关方法非接触光学测试平台,通过对含I型双边裂纹复合材料薄板进行拉伸试验,得到了复合材料薄板双边裂纹尖端全场位移。最后,通过数字图像相关方法计算所得全场位移,提取了裂纹尖端应力强度因子,分析了最小二乘拟合项数、数字图像相关计算中子区域和步长大小的选择对裂纹尖端应力强度因子计算的影响。     

小波变换模极大值与改进的Retinex在阴影检测与去除中的应用

阴影是由于目标阻塞了光源的直接照射而在场景上形成的暗区域。图像中阴影的存在直接影响了图片的质量,影响目标的提取和跟踪。因此如何消除阴影成为图像处理的关键。文中提出了基于Retinex算法的阴影去除方法。文中首先利用小波变换模极大值检测阴影区域,然后用Retinex算法去除阴影。阴影去除后对画面进行调整,将RGB空间转换到HSV空间,增强V分量的同时,利用S分量随着V分量的增强进行自适应调整,最后将HSV转换到RGB。实验结果表明,该算法在去除阴影的同时细节信息也得到了增强,取得了很好的效果。     

伺服压力机机械负载模拟系统的设计

搭建了整套伺服控制的软硬件系统。为了对伺服压力机的传动系统设计和控制进行优化,构建了一种用伺服电机模拟机械负载动力学特征,以模拟伺服非线性机械负载动力学特征的伺服压力机负载的模拟实验平台。该实验平台采用前馈与转速跟踪结合实施控制,以伺服电机作为可调控柔性负载等效于各种机械负载下的输出,在实验室环境下实现对于各种机械负载的模拟。由于规避了逆动力学特性的引入,本系统具有比以往测功机更好的动态响应特性。     

多材料按需微滴喷射系统设计与实验研究

为满足微电子制造、封装领域中不同性质材料按需精确分配的需求,提出了一种由多微滴喷射单元构成的多材料按需微滴喷射系统。该系统的微滴产生模块由用于低黏度流体材料的气动膜片式微滴喷射单元、用于熔融金属流体的压电活塞式微滴喷射单元和用于高黏度流体的机械阀式微滴喷射单元组成。同时由数字相机、模拟相机+图像采集卡构成的图像采集系统,实现液滴沉积的视觉引导对准定位,以及微滴产生过程的图像采集。利用该系统,进行水基混合物、金属焊料和环氧树脂胶的微滴喷射实验,分析了不同黏度对液体微滴喷射过程的影响,实现了金属焊料的微滴喷射,获得了平均直径为70.5μm的焊球及焊球阵列,其直径偏差小于2%。同时也获得了平均直径为0.6 mm的环氧树脂胶点阵列,其直径偏差小于4%。实验结果表明:该系统可用于包括高黏度环氧树脂胶、金属焊料等在内的多种不同黏度的材料,实现微米级微滴的按需喷射。     

应用数字散斑相关的运动轴面位置匹配

由于进行转轴动态扭矩测量时的旋转运动会导致应变测量无法直接进行,故提出了应用数字散斑相关技术的动态转轴表面位置匹配方法。该方法可通过对旋转运动中轴面位置的识别实现后续转轴表面应变位移的计算。搭建了运动轴面数字散斑相关实验系统,进行了轴面灰度值稳定转角范围的标定实验、标准转角的转角位移测量实验和运动轴面位置识别实验。实验表明,本系统轴表面图像在-π/15~π/15转角内灰度值较稳定,该转角范围对应转动方向160个像素,相关系数曲面有明显峰值,转角为-π/15和π/15的相关度分别为0.389 2和0.322 1,超出该范围后图像灰度信息淹没在由轴面弧度变化引起的噪声中;标准转角轴面位移识别精度和运动轴面位置识别精度为1像素。本文方法解决了旋转运动轴面的位置匹配这类大位移测量问题,为动态转轴的位移、应变等测量问题提供了有效方法。     

结合最小滤波和引导滤波的暗原色去雾

用基于暗原色信息的去雾方法处理雾化图像时,需要考虑消除景深边缘处的白色晕块并降低修复透射率过程所耗费的时间。为了既能够有效地去除白色晕块又能够降低修复透射率的处理时间,本文分析了最小滤波和引导滤波分别用于修复透射率的优缺点,提出了采用最小滤波和引导滤波相结合的方法来修复透射率。该方法综合了两者的优点,同时又弥补了各自的不足。较之于软抠图法,不仅有效消除了白色晕块,并且大大地降低了透射率处理时间,提高了处理效率。另外,针对传统暗原色去雾方法的缺点进行了改进。根据天空区域像素亮白的特性,将颜色和大气光相近的像素视为天空区域像素,然后对其进行颜色原值保留处理,从而有效地消除天空区域颜色的失真和跳变,从整体上改善了去雾复原图像的视觉效果。     

三次透视投影变换图像拼接

为了减少带有路面信息的建筑物图像的拼接中产生的图像失真并提高拼接速度,基于局部变形方法并结合建筑物和路面纹理信息的不同提出了三次投影变换图像拼接方法。该方法根据图像内容将图像分割成不同子图像,然后拼接图像内容相同的子图像,最后实施总体拼接。为了改善当前全局投影变换带来的图像形状失真或扭曲问题,整个拼接过程采用三次局部的透视投影图像变换方法。由于是在传统的透视投影变换的基础上基于图像内容分割后再拼接,故拼接结果比传统方法更精确、更真实。实验结果表明:采用提出的图像拼接方法克服了路面部分纹理信息过少导致图像失真的缺陷,拼接速度比相关拼接方法提高了20%~40%。该方法能快速得到清晰无缝的拼接图像,基本满足拼接速度快、真实度高的要求。     

结合先验稀疏字典和空洞填充的CT图像肝脏分割

针对复杂多变的肝脏图像,提出了一种基于先验稀疏字典和空洞填充的三维肝脏图像分割方法。对腹部CT图像进行Gabor特征提取,并分别在Gabor图像和灰度图像的肝脏金标准边界上选择大小相同的图像块作为两组训练集,利用训练集得到两种查询字典及稀疏编码。将金标准图像与待分割图像配准,并将配准后的肝脏边界作为待分割图像的肝脏初始边界;在初始边界点上的十邻域内选择大小相同的两组图像块作为测试样本,利用测试样本与查询字典计算稀疏编码及重构误差,并选择重构误差最小的图像块的中心作为待分割肝脏的边界点;最后,设计一种空洞填充方法对肝脏边界进行补全和平滑处理,得到最终分割结果。利用医学图像计算和计算机辅助介入国际会议中提供的肝脏数据进行了实验验证。结果表明,该方法对肝脏分割图像具有较好的适用性和鲁棒性,并获得了较高的分割精度。其中,平均体积重叠率误差为(5.21±0.45)%,平均相对体积误差为(0.72±0.12)%,平均对称表面距离误差为(0.93±0.14)mm。     

共振扫描显微成像中的图像畸变校正

设计了一种校正算法用于校正双光子荧光显微镜等高速扫描成像系统中共振振镜扫描导致的图像畸变。首先对共振振镜的扫描运动建立模型,推导出非线性扫描的运动公式,进而得到图像畸变公式;然后对一块朗奇光栅样品扫描成像,设计了多峰高斯拟合算法得到光栅所有条纹的宽度变化并通过最小二乘法将条纹宽度数据拟合成一条畸变曲线;最后利用畸变曲线对图像进行校正。结果表明:采用提出的校正算法可使系统最大畸变减小到传统正弦校正方法的1/3,相对畸变减小到1/5,校正效果比传统的正弦校正法提高了2倍。由于提出的曲线拟合校正算法不用增加额外的光路,且不需要切割边缘图像,故显示了极好的图像使用效率和校正效果。