基于环形光切图像法的管内壁激光测量系统

研制了基于环形光切图像法的管内壁测量系统。测量系统主要由半导体激光器、环形光发生器以及CCD摄像机组成。来自光环发生器的环形光带投射于被测管内壁上并成像于CCD摄像机。根据光散射和反射的理论,测量系统参数被选择以优化系统。实验结果显示原理正确、技术可行。     

利用CCD进行光切法测量的研究

针对传统光切法测量表面粗糙度的缺点,利用ＣＣＤ摄像头代替人眼获取图象,将国产 时采集到人存并在显示器上实时显示,采用了精确且省是地的逐列扫描法对图象边缘进行提取,经处理获得工件表面二维轮廓信息,从而计算蜊到表面粗糙度的各个参数值。     

基于峰值检测的MEMS器件微弱电容检测电路

针对MEMS器件研制中微弱信号的检测问题,提出了一种适用于电容式MEMS器件的微弱电容检测电路.此电路采用峰值检测技术,原理及结构简单;只检测待测电容的变化量,既可用于差分式检测,也可应用于单一待测电容的情况.首先利用正弦载波信号和微分电路对电容量进行载波调制,再通过减法电路得到幅值与电容变化量成比例的正弦信号,最后采用峰值检测方法解调信号,得到直流量输出.利用微小可调电容进行标定,结果表明检测电路的线性度良好,灵敏度约为3.631V/pF,精度达到0.2%.利用该检测电路检测MEMS陀螺上振动频率为2.85kHz的梳齿驱动器的电容量变化,输出信号频率为（2.85±0.02）kHz,误差低于0.7%,说明该电路能够应用于MEMS器件的微弱电容检测.     

一种基于光三角法的激光测振仪

介绍了一种基于光三角法的激光非接触测振仪,对激光测振仪的结构参数的优化设计进行了分析。研制的激光测振仪的主要技术参数为工作距离 ４０ｍ ｍ ～２ｍ ,测量范围 ２～５０ｍ ｍ ,测量分辨力 ２～２０μｍ ,频率响应 ０～３ｋ Ｈｚ。     

基于光散射法的餐饮油烟在线监测仪

本文在简要阐明基于光散射法的餐饮油烟在线监测仪结构的基础上,采用油烟在线监测仪对油烟、油烟颗粒物进行试验检测,测量值与标准方法的测定值进行比对.     

一种在于光三角法的激光测振仪

介绍一种基于光三角法的激光非接触测振仪,对激光测振仪的结构参数的优化设计进行了分析。研制的激光测振仪的主要技术参数为工作距离４０ｍｍ－２ｍ,测量范围２－５０ｍｍ,测量分辨力２－２２０μｍ频率响应０－３ｋＨｚ．     

双光源光切法三维轮廓测量系统精度的研究

本文从三角测量的原理出发，对双光源光切法三维轮廓测量系统的精度进行了深入讨论，分析了系统各环节的误差产生原因及对测量精度的影响程度，得出了系统误差、特别是光学系统成象倍率误差是影响测量精度的主要因素的结论在此基础上提出了降低各环节误差的改进措施，并进行了对比实验。     

基于数字图像处理的光切法槽深测量方法研究

在窄浅槽的深度测量方面，常用的测量方法受到很多的限制。对不锈钢管的电火花加工（EDM）的刻槽深度测量，提出了一种在光切法基础上采用电荷藕合器件图像传感器（CCD）获得不锈钢管表面和刻槽底部的图像，运用数字图像处理技术对图像进一步处理的刻槽深度测量方法。介绍了光切法的原理，并详细介绍了对所获得的数字图像进行处理的步骤。实际应用表明，该方法有较高的测量精度。     

基于干法刻蚀技术的氮化镓MEMS加工工艺(英文)

氮化镓(GaN)材料已成功应用于光电子器件、高频功率器件等领域.近年来,由于GaN优异的材料特性,例如机械、热、化学稳定性以及生物兼容性等,使基于GaN的微机电系统(MEMS)得到了学术界的广泛关注.针对氮化镓MEMS结构的有效的图形化及释放技术是工艺研究的重点.设计、采用了一种全干法刻蚀技术,实现了(111)晶向硅衬底上的氮化镓基MEMS微结构的加工制造.利用提出的工艺方案,实现了多种悬浮GaN微结构的加工与测试表征实验.通过电子扫描显微镜(SEM)和光学轮廓仪进行了基本形貌表征;利用微拉曼光谱实验进行了加工结构的残余应力表征.     

基于在线SVDD的航空发动机异常检测方法

针对飞参数据样本量大、分布不均衡且随时间不断积累的特点给航空发动机异常检测带来的问题,提出采用在线SVDD进行航空发动机异常检测的方法。首先介绍了在线SVDD的基本原理,然后采用大规模数据对比分析了现有在线SVDD方法的性能,最后采用两组典型发动机典型异常进行实验。结果表明,在线SVDD能够快速准确地识别发动机异常。     

基于白光相移干涉术的微结构几何尺寸表征

将Carré等步长相移法与白光垂直扫描相结合形成了一种白光等步长相移算法,该方法快速、准确、非接触,垂直分辨力可达亚纳米级.测量系统集成了Mirau显微干涉物镜,并通过高精度压电陶瓷纳米定位器带动物镜进行垂直扫描.分析了Carré法应用于白光干涉信号的相位提取的精度,对不同扫描步距以及不同信噪比情况下的测量进行了计算机仿真,确定了测量参数.结合重心法将相位计算的数据范围直接定位于干涉信号的零级条纹,从而省去了相位解包裹过程.通过对微谐振器和标准台阶的测量说明了该方法的有效性,并使用白光相移干涉、白光垂直扫描和单色光相移干涉对44 nm标准台阶进行了测量,并对测量结果进行了比较.     

关节臂激光扫描系统光条中心提取方法研究

在基于关节臂的线激光扫描系统中,光条中心的提取精度和所用时间直接影响到整个系统的测量精度和实时响应能力。本文在国内外现有算法基础上整合改进,利用迭代阈值法、改进 Sobel 算子和光条修补算法完成光条粗提取,取中心点附近10 pixels利用灰度重心法计算光条中心精确位置。实验证明,该算法在350 mm×350 mm测量范围内,系统测量误差优于40μm,一次提取时间28 ms,确保系统35 f/s扫描频率,满足实时在线测量要求。     

一种在线学习的目标跟踪与检测方法

针对现有在线学习跟踪方法缺乏监督机制的缺点,提出一种新的跟踪框架。以随机森林在线学习理论构造分类器作为目标检测器,用SURF特征点匹配方法作为目标跟踪器,跟踪过程中用可靠跟踪的结果形成对检测结果的监督机制,不对低置信度样本或错误样本进行学习,避免了分类器分类精度的逐渐下降,同时在跟踪失败时用目标检测器对目标进行重新捕获,形成跟踪、学习、检测三者有机结合的跟踪框架。对不同视频序列的测试结果表明,本文算法能有效避免目标出现较大外观变化或被大面积遮挡等复杂情况下的跟踪失败问题。     

基于序贯相似度法的多CCD在线检测的研究

为满足在线检测实时性的要求,提出了一种新的图像拼接方法,通过对图像RGB三通道分别计算,并运用序贯相似度找出了匹配图像的对应位置和偏移距离。实验结果表明,该方法检测速度快,精度高,可以满足在线检测的要求。     

基于电容检测MEMS磁传感器的设计与制作

为实现微型化、低功耗、低成本和高灵敏度的磁传感器,提出了一种基于微型磁扭摆结构的磁传感器,并利用对角度变化非常敏感的差分电容检测技术对磁扭摆的扭转角度进行检测．设计的磁传感器包括微扭摆结构、磁性敏感薄膜和差分检测电容等部分．分析了器件的磁敏感原理和电容检测原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑．利用体硅加工工艺成功制作出了磁传感器样品,并进行了实验测试．测试结果表明磁传感器有良好的线性度和重复性,其磁场检测的电容灵敏度可达到0．2fF／Gauss．根据对磁传感器的热噪声分析,可得到磁传感器最小可分辨的磁场为6．72μT．该磁传感器结构简凑、工艺简单,无需电流激励,大大降低了磁传感器功耗．     

激光视觉方法用于检测齿轮加工误差

齿轮是工业基础零件,其加工精度对设备的整体精度和可靠性有重要的影响。为了提高加工后齿轮的检测速度和检测精度,提出了一种激光测距齿轮齿向精度检测方法,并在此方法基础上研制了齿轮齿向检测系统。利用激光在金属及反光物体方面的测量优势,选用激光作为测量光源,利用激光三角法获得齿轮的测量点位置的相对坐标信息。为了全面获得齿轮各个部位的信息,结合气浮转台的圆周运动和精密电控升降台的升降直线运动,完成对齿轮齿向的数据扫描。为了获得齿轮的绝对坐标值,提出了齿轮齿向测量标定算法,用于计算出传感器与齿轮分度圆之间位置关系,从而进行齿向测量。结果表明,该测量方法能够满足工业中齿轮的高精度无损检测要求,能够完成齿轮精度等级分类要求。本研究所提出的测量方法,可以推广到其他金属反光物体高精度尺寸检测系统中。     

基于转镜的激光照明系统设计及实验研究

为了实现区域内快速运动微小目标的激光辅助照明,提出了利用转镜与点激光器组成扇形激光辅助照明系统的设计方案.详细论述了转镜面数、外接圆直径及转速与激光照明光幕的关系.给出了该激光照明系统下目标被照亮部分的平均激光功率密度与点激光光源功率、激光扫描速度、点激光发散角、相机曝光时间和目标与激光光源距离之间关系的计算公式.仿真...     

基于激光投射成像法的管道内壁障碍物检测

提出一种改进的基于激光投射成像法的管道内壁障碍物检测算法。通过激光特征分析与比较法结合提取激光圆环轨迹,利用Otsu算法滤波,最小二乘法确定圆环参数,最后通过离线计算,在线查表方式获得障碍物高度。算法对管道图像亮度无特殊要求,克服了原系统观察与检测不能实时同步的问题。MATLAB运算结果表明:算法的准确性,实时性和鲁棒性相对原设计有了很大的提升。每帧平均运算时间小于0.5s;计算的障碍物高度误差范围?2mm;算法适用于绝大部分场景的管道图片。