基于CORDIC的交流相位跟踪零差补偿方法及其实现

为了消除温度、振动等环境因素在光纤干涉测量中的影响,发展了一种基于交流相位跟踪零差补偿(PTAC)的干涉条纹相位稳定技术。利用马赫-泽德光纤干涉仪结构和杨氏双孔干涉原理实现高密度的余弦分布干涉条纹投射。光纤端面菲涅尔反射与光纤耦合器构成迈克尔逊干涉结构,光电探测器检测迈克尔逊干涉仪的输出信号。相位稳定子系统采用相位生成载波(PGC)方法提取环境因素引起的光纤干涉臂相位差,结合坐标旋转数字式计算机(CORDIC)求解相位差,并生成补偿信号反馈给压电陶瓷(PZT)驱动器,实现条纹相位的稳定。该系统相位解调精度达2.75 mrad,环境因素对干涉条纹相位的影响低于53.43 mrad。实验结果验证了该相位稳定方法的可行性。     

基于非参数相机标定的位移在线检测系统

物体受外力作用时因发生位移变形而导致结构损坏。针对该问题,以双目视觉原理建立物体三维数学模型,研究相机标定和特征提取,完成特征匹配,恢复标识点三维几何信息,得到物体位移。由于传统的相机标定法在常规尺寸应用中精度较高,一旦超出视场范围其测量精度迅速降低,不适于大视场测量,因此引入一种针对大视场测量的非参数相机标定法,并建立基于非参数的成像模型。通过在不同环境下分别对2种标定方法进行精度对比实验,结果表明,非参数相机标定法比传统的参数相机标定法精度提高约72.5%,且稳定性好,可满足物体位移测量的需求。     

基于激光阵列的运行车辆宽度投影轮廓在线测量方法

提出一种基于激光阵列投射与相机相结合的运行车辆宽度投影轮廓在线测量方法，利用龙门架顶端近红外激光器阵列向下垂直投射激光点，激光器阵列左右两侧各布置一台相机，实时拍摄地面上被测运行车辆遮挡后的光斑，通过对地面光斑投射情况的分析，采用图像分割、区域标记算法分割光斑区域，采用区域面积周长约束算法去除干扰区域，进一步采用质心配准算法提取边缘数据，分析计算得出车辆宽度，实现了运行车辆宽度投影轮廓的精确测量。现场测试实验结果表明，所提出的方法对运行车辆宽度投影轮廓的测量误差＜1％，平均耗时低于10 s。与传统扫描式红外激光光幕的测量方法相比，所提出的方法具有安装结构简单、测量精度高、响应快、抗环境污染能力强、硬件成本低等优点，可直接应用于高速公路入口、汽车检测站等场景，为未来基于大数据的高速公路车辆管理、车型识别等提供有效技术手段。     

基于连续小波变换与曲线拟合的油液金属屑末传感信号检测方法

三线圈式电感型传感器是润滑油金属屑末监测的主流传感器,但润滑油中的气泡会使该型传感器产生干扰信号。针对传统的双阈值法存在将气泡干扰信号误检为是金属屑末信号的问题,提出了基于连续小波变换与曲线拟合的信号检测方法。利用金属屑末信号波形与Gaussian1小波相似性高的特点,使用Gaussian1小波对预处理后信号进行连续小波变换(CWT),在小波域使用阈值法过滤干扰信号并对信号波形进行提取,使用高斯牛顿法对提取出的信号波形进行曲线拟合,使用可决系数作为标准对拟合结果进行判断,检测金属屑末信号,去除干扰信号。在内径20 mm传感器上实际测试表明,方法可以准确检测直径150 μm以上的球形铁屑末与直径250 μm以上的球形铜屑末,准确率分别达到了99%与97%,并可有效去除气泡干扰信号。     

一种车辆长度尺寸的视觉测量算法

近年来,随着我国汽车保有量的不断增加,汽车的车身尺寸检测成为了汽车运行安全检测的重要内容。传统的人工测量方式精度差、效率低。结合汽车表面的图像信息,通过图像边缘检测、区域标记滤波、图像的配准与融合和边缘定位,提出了一种车辆长度尺寸的视觉测量算法。经过车辆长度的测量实验,结果表明该算法测量的相对误差达到1%,耗时低于3 s,实现了车辆长度尺寸测量的准确性和快速性,为车辆综合性能检测和智能交通系统提供了一种有效的补充。     

一种小型中阶梯光栅光谱仪的光学设计

随着信息时代光谱分析技术的飞速发展,光谱仪器的高精度、低干扰、体积小型化等性能优势使其成为各领域各行业的优选信息获取手段。本文以光学设计的基本原理为指导、中阶梯光栅为核心、宽波长范围和高分辨力为设计目标,设计了一种基于切尼尔-特纳型光路结构的小型中阶梯光栅光谱仪系统。通过理论分析和计算,确定了系统的结构参数,并使用Zemax软件进行光学仿真。结果表明,该系统在200~800 nm的波段上理论分辨力优于0.1 nm。