数显便携式测色仪设计

为了使牙齿健康美容领域中牙齿的配色更加精确,设计出一款以色度学原理为基础,应用白平衡调节手段,采用集成数字化电路及掌上结构设计的牙齿测色仪器。设备以正白光高亮LED为光源、mega128单片机为核心,采用TCS230可编程颜色传感器采集颜色信号,通过C语言编程来实现颜色数据的采集、显示以及存储。通过比色卡对比实验,分析了几种影响测量精确度的因素。仪器具有测量精度高、稳定度好、功耗低、便于携带等优点,具有广泛的应用前景及市场空间。     

基于形状匹配的片状元件贴片角度纠偏算法

针对上位机模板匹配中精度和速度之间的矛盾,结合FPGA高速并行运算的优势,提出了一种基于FPGA的形状匹配快速纠偏算法。主要在FPGA上利用形状匹配及最小二乘法计算片状元器件角度偏差,并且使用单指令数据流算法实现加速。实验表明,与传统上位机模板匹配算法相比,该文法进一步提高了纠偏精确度,且在纠偏精度保证的情况下,大大减少纠偏时间。     

天铁3~#连铸机中间包流场分析与改进

介绍了3#连铸机中间包工艺参数对中间包选型的影响。利用模拟软件建立模型,通过对中间包流场模拟结果的分析和对比,确定中间包内设置最佳方案,引入带导流孔的C型挡墙,改善"T"字型中间包各出流口的差异,延长钢液在中间包内停留时间,均匀钢液成分和温度,促进了夹杂物的上浮,提高了钢水洁净度。     

基于时空方向能量理论的目标运动特征提取方法

针对制导弹药的毁伤目标的运动特性,目标的运动方向特征提取比较复杂,难以直接获得直观的方向的问题,提出一种基于时空方向能量理论的目标运动特征提取方法,在设计方向能量滤波器组成时将集群目标的运动方向分成三个方向,而单目标的机动性能要高于集群目标,因此设计时将单目标的时空方向能力滤波器组精确地分为八方向。最后,仿真实验证明,时空方向能量特征可以对集群目标和单目标进行运动方向约束。     

飞行器姿控模糊参数整定PID算法研究

针对光学成像卫星姿态大角度机动控制要求,在力矩受限的情况下,设计了一种模糊参数整定PID算法,通过模糊智能控制器的输出来对经典PID控制器的参数进行整定,并设计了适合的隶属度函数及论域,使模糊控制器的整定参数更趋近于适应控制情况要求。同时,结合验证非线性控制的幅-相曲线稳定性判定定理,用多级继电函数来描述模糊控制器数学模型,证明文中的卫星姿态大角度机动模糊参数整定PID控制系统的稳定性。仿真结果表明,该智能控制算法有较好的控制性能和鲁棒性,其超调量为0.2%,控制指向精度为0.05°,稳定度为0.005°/s。在系统参数改变±50%时仍能渐进稳定。     

基于TeO_2晶体的声光可调谐滤波器消色散设计

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种新型的色散元件,被广泛应用到光谱成像领域,但由于其在调谐时,衍射角会随着波长的变化而变化,造成图像漂移。为了解决AOTF光谱相机晶体色散引起的图像漂移问题,采用了在晶体出射面外添加棱镜的方法。通过分析晶体旋光性对介质外衍射角的影响,比较发现当入射光极角很大时,必须考虑晶体的旋光性对介质外衍射角的影响,在此基础之上分析棱镜偏折角与棱镜顶角和材料的关系,当入射光极角为28°时,添加顶角为10.1°的棱镜可得到0.0007°的消色散偏差。由此说明,在光路中添加材料和顶角合适的棱镜,可以很好地消除AOTF光谱相机中晶体的色散。     

多组元全动型变焦物镜设计

为了寻找求解多组元全动型变焦系统更加简单而有效的方法,采用程序法的形式,通过给定初始参数(各组元倍率、间隔),对目标系统进行初始数据计算;然后通过给定其限制条件(正切差、变焦曲线曲率、视场角和系统总长)作为控制指令对数据进行优化;最终给出满足条件的光焦度分配,并计算出系统各组元数据参数。为了验证该方法的可行性,以四组元全动型变焦物镜为例,计算出了满足条件的系统参数,通过程序给出的初始数据在光学设计软件Zemax上完成光学系统仿真设计。将程序给出的光焦度分配与Zemax给出的焦距结果进行了对比,结果表明两者数据非常接近,从而证实了该方法的可行性。     

三维激光雷达在火炮偏离角测量中的应用

针对目前国家军用标准(GJB)方法对火炮炮膛轴线偏离射面的偏离角度测量方法中存在的精度低、效率低、工作人员多、结构分散等问题,提出了一种新型火炮偏离角度的测量方法。方法基于三维(3D)激光雷达空间点三维坐标测量原理,采用火炮身管粘贴标准靶球,通过测量标准靶球空间点的球坐标解算出调炮前后两条空间直线方程,并经空间向量投影,转换为在投影面上进行直线方程的求解,进而求得火炮偏离角,并用微分法进行测量精度分析及计算。分析了该方法的原理、测量过程并与现行GJB方法进行比较,实验数据表明使用该方法对火炮偏离角进行测量的效率和精度都有明显提高。     

相机姿态校正模型的红外瞄具零位走动量测量

根据红外瞄具零位走动量高精度测试需求,提出了一种基于相机姿态自适应数学模型的红外瞄具零位走动量测量方法。设计了一种相机姿态自适应修正新算法,建立了相机姿态修正模型,并将其应用于零位走动量测量,克服了由于CCD相机倾斜引起零位走动量测量误差的难题。基于图像判读技术,采用重心法对针孔靶及瞄准分划图像进行定位,利用Zernike矩不变性质实现边缘点的亚像素细分。构建了实验系统,经实验验证,测量精度优于0.02mil(1mil=0.254cm),满足红外瞄具零位走动量的高精度测试需求。     

中红外AOTF前置光谱相机折/衍射混合变焦光学系统

设计了基于AOTF器件的中波红外光谱相机前置变焦系统,针对AOTF器件和探测器的特性,系统采用折/衍射混合设计,用6片透镜即实现了25~300 mm连续12×变焦,并用ZEMAX软件对则汇集结果进行优化和像质评价。结果表明,该光学系统各个波段上在空间频率14 lp/mm处调制传递函数(MTF)值接近衍射极限,能量集中度大于90%。可用于大多情况下中红外光谱成像分析以及中红外的目标探测及识别。