激光远场能量密度分布测试系统的实现

要设计了基于CCD成像法的激光远场能量密度测量系统,给出了CCD成像法测量远场激光能量密度分布的基本原理,并在特定条件下对激光能量测量模型进行简化.利用漫反射靶板将激光的能量分布信息采集至CCD相机,并在靶板的特征位置上安装能量探测器,依据激光能量模型,将激光光斑图像灰度信息与激光能量探头所测的实际能量值进行信息融合,...     

成像法中波红外激光远场功率测量系统

设计开发了一套基于成像法的中波红外激光远场功率测量系统,给出了成像法测量远场激光功率密度分布的基本原理。利用漫反射靶板将激光的功率分布信息采集至中波红外热像仪,并在靶板的特征位置上安装功率探测器,将光斑图像灰度信息与激光功率探头所测的实际功率值进行信息融合,得出灰度值与功率密度的映射关系,进而推测激光远场功率密度分布。此系统测量误差小,且系统简单、可靠,适于各种条件下的中波红外激光远场功率密度测量,可满足目前大功率红外激光干扰装备的测量需求。     

多光轴平行度检测设备的检测误差分析

介绍了一种室内工作的光轴平行度检测设备,重点探讨了设备的激光光斑质心位置计算误差．对其主要构成、系统光强信噪比、靶板与CCD像面夹角测量误差、光学系统成像误差、像元能量质心误差、激光光斑灰度量化误差等进行了分析研究,通过实例．求得了激光光斑质心计算误差值．在分析了该检测设备主要误差的基础上给出了系统误差的计算公式和计算结果     

激光光斑整形算法

为了消除红外激光光斑图像中的后向散射现象或使光斑的灰度分布更加均匀以便于观测,提出了一种基于光斑重心的后向散射抑制算法和一种激光光斑灰度值补偿的算法。基于光斑重心的后向散射抑制算法是在提取光斑重心位置的基础上,确定光斑的半径,最后通过设定的阈值决定图像的灰度值。光斑灰度值补偿算法要在确定光斑边缘点的基础上,计算出光斑中心,再通过光斑的区域能量来修正中心位置并确定光斑半径,最后以光斑中心和半径来矫正光斑区域图像的灰度值。给出两种算法的实验结果及分析,研究证明算法可以基本全部去除光斑图像中的后向散射现象,较好的修正光斑区域的灰度值分布情况,经算法处理后的图像适合应用于进一步的工程实验分析中或是进行实时图像观测。     

飞秒激光烧蚀光斑图像的周期灰度变化分析

在不同的飞秒激光烧蚀功率下,由于核心烧蚀区被烧蚀掉的材料体积不同,使得衍生的等离子体发光强度也不同.因此,有必要研究序列烧蚀光斑图像灰度变化与烧蚀工艺之间的关系.首先,连续采集2400帧光斑图像,获得光斑图像的灰度周期变化曲线,并对曲线进行小波去噪处理;其次,分析光斑图像周期性灰度变化曲线与烧蚀加工周期间的关系;再次分...     

末制导炮弹远距离激光光斑监视系统

文章介绍了一套由ICCD相机、光学预处理单元、图像采集卡和计算机构成的末制导炮弹激光光斑图像监视系统。此系统以CCD图像传感器作为光斑定位器件,并在VC＋＋中调用Matlab程序用重心法求光斑位置。在此基础上,根据人眼对不同灰度级的分辨能力非常有限而对色彩却相当敏感的视觉特性,利用伪彩色技术将激光光斑的256级灰度图像变换为连续变化的伪彩色图像,并通过空间灰度差值运算将离散的图像数据生成光斑的彩色三维模型,实现了激光光斑能量分布结构的三维可视化,以反映光斑不同区域能量分布的相对大小和位置,而且可以进行3D坐标变换,以进一步方便人们从各个角度观察激光能量分布结构。这为光束质量的评价提供了重要依据。     

激光制导武器目标光斑检测系统设计与实现

为了实现激光制导武器目标光斑检测系统对远距离的来袭激光光斑的捕获与定位,采用机器视觉检测技术设计并实现全数字化、实时、高精度的激光检测系统。系统针对CMOS探测器采集到的激光光斑图像,采用硬件实现改进的快速二维中值滤波算法进行图像滤波处理,最大类间方差算法进行灰度图像阈值分割,灰度重心法进行中心提取,实现了精确中心定位。实验验证和误差分析表明,该系统具有很强的抗干扰性及精确的坐标定位,坐标误差在1mm以内。     

基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法

为了提高半导体激光加工中激光光斑中心定位精度,根据皮秒超短脉冲激光辐照单晶硅后产生的光斑图像灰度分布特点,提出了一种基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法,通过模拟激光光斑仿真分析和单晶硅刻蚀实验,对比研究了不同辐照时间与不同激光功率条件下该算法与传统算法的定位精度。结果表明,在辐照时间不同的条件下,该算法定位精度达到0.761μm,比灰度重心法提高51.3%,比最大行列灰度值法提高93.9%;在激光功率不同条件下,该算法的定位精度达到0.793μm,比灰度重心法提高73.4%,比最大行列灰度值法提高86.8%。此研究可为皮秒超短脉冲激光光斑中心定位控制系统的设计提供指导。     

基于LabVIEW的激光光斑照度分布检测方法

研究了一种检测激光光斑照度分布的新方法.该方法应用图形化编程语言LabVIEW驱动USB摄像头采集激光光斑图像,经计算机处理后可获得其光斑灰度三维分布图及光斑照度三维分布图,并可实时查看各像素点准确的照度值.系统设计软件各项参数可灵活设置.该方法可以动态地采集光斑信息并进行处理,具有实时性.     

管道三维检测仪的激光光斑位敏探测技术

通过摄像机采集激光光斑在成像屏上的图像并计算光斑坐标变化的方法,来检测地下管线的位置分布以及弯曲变化,具有精度高、响应灵敏等优点。在投影屏边缘处设计了五个固定孔作为尺度定标点,采集激光光斑在管道中移动的投影图像,采用多种数字图像处理方法,获得了五个固定孔投影椭圆的位置以及光斑的位置。此方法比以前检测光斑位置的方法,数据稳定可靠,有助于地下管道的三维分布测试的精度提高。     

基于圆拟合的非完整圆激光光斑中心检测算法

为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法.该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较短的圆弧和孤立的边缘点,通过反复迭代拟合获得最佳的圆轮廓并拟合出最终的标准圆.实验结果表明本方法精度明显优于传统的大型激光装置自动准直系统中的重心法,完全满足了该系统中对于非均匀、非完整圆小孔激光光斑中心求取的精度要求.     

激光光斑的图像处理及边缘检测的改进

为了更精准地检测激光光斑中心位置与半径,用Matlab对采集到的激光光斑图像进行仿真对比实验,根据每一步图像处理结果分析,选出最理想的方案进行图像后续处理。最后根据光斑边缘检测的效果,用LabVIEW做出曲线拟合与图像边界的认定,解决了圆拟合算法对二值化后的光斑图像边缘认定不准,半径计算不够精确等关键问题。实验结果表明改进后的中心定位法,切实可行,对激光发射机光斑半径及其他参数的检测提供了一种更为精确的手段。     

激光测距仪镜头感光元件的快速识别与定位算法研究

在激光测距仪镜头组件的自动化装配中,快速、精准识别感光元件雪崩光电二极管(APD)的定位坐标,对于完成镜头焦点的精确对位以及提高图像处理效率至关重要.针对APD 的图像识别与定位过程,本文提出一套基于机器视觉的高效、高精度的图像处理算法.首先在粗定位图像处理阶段中,为提高运算效率,利用抗干扰性强的高斯金字塔搜索归一化互相关匹配(NCC)算法,对图像中的APD 进行粗定位.在边缘检测中,采用Otsu 算法自适应地根据梯度图像变化生成高低阈值,避免了传统Canny 算法的手动设置高低阈值的难题.在目标轮廓提取阶段采用连通域标记法,过滤掉孤立的像素点和非目标区域像素点,保证了下一步的轮廓拟合精度.在最后的轮廓拟合精定位阶段中,通过对两种拟合算法比较过程中,确定最小二乘法圆拟合亚像素定位算法进行APD 轮廓拟合,可以保证效率和定位精度,实验结果表明整个图像处理系统用时596 ms、定位精度0.4 pixel,相对误差为0.64％,实现了APD 图像快速、精准定位的过程,提高了定位精度和效率.     

一种对比度增强的边缘检测改进算法及FPGA实现

传统的Sobel实时图像边缘检测算法对光照条件敏感,因此在进行边缘检测时常会有虚假边缘以及遗漏边缘的现象。将采集到的实时灰度图像进行中值滤波,再进行对比度增强来调整图像灰度值,将进行对比度增强后的图像进行Sobel边缘检测并在FPGA上实现。实验结果表明,采用对比度增强改进的边缘算法检测的边缘更加准确,抑制背景噪声能力更强。     

Research on high-precision hole measurement based on robot vision method

A high-precision vision detection and measurement system using mobile robot is established for the industry field de- tection of motorcycle frame hole and its diameter measurement. The robot path planning method is researched, and the non-contact measurement method with high precision based on visual digital image edge extraction and hole spatial circle fitting is presented. The Canny operator is used to extract the edge of captured image, the Lagrange interpolation algorithm is utilized to determine the missing image edge points and calculate the centroid, and the least squares fitting method is adopted to fit the image edge points. Experimental results show that the system can be used for the hi gla-precision real-time measurement of hole on motorcycle frame. The absolute standard deviation of the proposed method is 0.026 7 mm. The proposed method can not only improve the measurement speed and precision, but also re- duce the measurement error.     

基于CP神经网络的边缘检测

边缘检测是图像分析识别必不可少的环节，是一种重要的图像预处理技术。虽然传统的算子算法对边缘的检测速度快，但其得到的往往是断续的，不完整的边缘信息，且这类检测方法对噪声比较敏感，在检测噪声污染图像时会得到许多虚假的边缘。利用CP神经网络对灰度图像的边缘进行检测，但考虑到神经网络训练量过大的问题，先利用传统算子对图像进行边缘处理，将处理后的图像做为神经网络的输入。实验结果表明，该方法得到的边缘图像边界封闭性好，具有较好的抗噪特点。     

基于多阈值和改进的Hough变换检测电表接线圆孔尺寸

针对智能电表接线圆孔尺寸自动检测的问题,提 出一种以多阈值分割方法为主体并基于改进的随机Hough变换的 圆检测方法。首先,实时获得包含所有智能电表接线圆孔并经裁剪的彩色图像,经图像灰度 化、滤波处理后,通过阈值分割 得到能够反应圆孔特征的二值图像。基于连通域标记算法准确将包含多个接线圆孔的图像自 动裁剪为至多包含一个真实接线 圆孔的多个子图像。其次,对于每个子图像,应用给定范围内的连续阈值进行Canny边界提 取,并通过改进的随机Hough变 换提取圆信息,进行圆累积。最后,根据峰值大小和位置提取有效圆及半径。对大量智能电 表接线圆孔图像进行实验的结果 表明,该方法能准确地提取出外观颜色、圆孔尺寸各异的接线圆孔,圆心坐标平均误差不超 过2个像素,圆半径平均误差不 超过2.5mm,是实时电表接线圆孔信息表征的新尝试。     

线路板缺陷的图像检测方法

为提高线路板缺陷的自动检测能力,结合图像处理技术,提出了线路板缺陷的图像检测方法。该方法首先对Gerber文件解析,获取标准线路板图像;其次利用定位孔检测实现标准线路板图像与待检测图像的配准;然后结合形态学滤波,完成线路板缺陷区域定位;最后根据常见缺陷的特征,综合采用面积法、连通域法和缺陷边缘邻域法,实现了常见缺陷类型的自动识别。通过对真实线路板图像仿真缺陷的检测实验,其结果证明了该方法的有效性。     

基于FPGA的光纤光斑中心定位算法研究

为了解决传统数字图像处理算法中数据运算量大、复杂度高、耗时长的问题,提出一种基于可编程门阵列（FPGA）光纤光斑中心定位的方法。采用数字信号处理系统,利用开发工具（DSP builder）,设计了光斑图像预处理算法和边缘检测算法,用最小二乘法拟合光斑边界,采用流水线设计,增强了数据处理的并行能力,提高了处理速度。在Cyclone V平台上进行理论分析和实验验证,取得了光斑图像边界、中心坐标数据。结果表明,在保证对光斑中心定位的绝对误差小于0.1pixel的条件下,使用FPGA比计算机运算速度能提高21倍以上。该研究能够在FPGA平台上快速准确定位光斑中心。     

位置敏感探测器光斑脱靶误差补偿方法研究

为了提高位置敏感探测器(PSD)的位置检测范围,解决光斑在探测器光敏面脱靶时无法准确定位光斑的问题,提出一种光斑脱靶误差补偿方法,分析了脱靶前后PSD检测光斑能量重心变化规律,建立了PSD光强信号与位置检测误差间的函数关系。实验结果表明:当PSD光敏面尺寸为12mm×12mm时,对于半径为5mm的高斯光斑,通过所提出的光斑补偿方案补偿后PSD的X轴检测范围提高了66.7%,位置检测平均相对误差不超过5%,该方法对提高PSD位置检测性能具有重要的意义。