大口径光学组件面形检测系统关键算法研究

大口径光学组件面形检测系统中,激光光斑的分割、质心提取和背表面光斑的自动剔除算法关系到系统的检测精度。针对系统中多路光斑光强差异比较大的现象,提出了两次分割法,有效定位各光斑区域;通过比较不同质心提取算法的稳定性,选取灰度重心法提取激光光斑质心;采取基于特征的分类技术识别元件前表面反射光斑。实验结果表明,算法能精确稳定地提取光斑质心和有效识别前表面光斑,该方法已商用于光学组件面形检测系统。     

大口径光学元件面形检测中重叠激光光斑的分离

在大口径光学元件面形检测系统中,激光光斑的检测及后续处理是基础,直接影响面形检测的精度;针对光学元件面形检测中激光光斑重叠的问题,提出了一种激光光斑重叠分离算法;该算法首先用一种减背景与乘法滤波相结合的方法对光斑图像进行预处理,再用两次阈值法分割图像以获取光斑目标,最后采用距离变换、重叠判别及估算圆心相结合来分离重叠的光斑;实验中,对3种重叠类型不同的光斑进行分离,结果表明,算法能有效地分离重叠的激光光斑;目前,该算法通过长时间的实验验证与改进,已成功运用于实际项目中.     

一种改进的激光光斑中心定位算法

激光光束中心位置的测量精度直接决定了激光武器的作战效能,但激光武器都是远距离作战,常见的激光光斑中心位置测量算法对远距离激光光斑中心的检测都存在一定的不足;在对传统激光光斑中心位置计算方法研究的基础上,找到一种能有效提高激光光斑中心检测抗干扰性能和定位精度的算法,通过试验,得到了坐标值与中心点误差在0.13个像素之内,验证了该算法的有效性,并将该算法成功运用于实际的激光光斑测量设备中。     

基于动态梯度的激光光斑中心定位算法

为提高激光光斑中心检测的长期稳定性、抗干扰性能和定位精度,在对相关圆心定位算法进行研究的基础上,通过理论分析与实验测试,提出一种基于动态梯度的激光光斑中心定位算法.该算法根据激光光斑特点,利用图像梯度对光斑进行标识与定位.实验结果表明,该算法定位精度高,有效提高了激光光斑中心检测的抗干扰性能和长期稳定性,适合对测量精度要求高的长期在线测量.这种新方法已被成功用于自动激光挠度测量系统中.     

基于差分光斑中心定位算法的位移传感技术研究

光斑中心定位是激光投射式位移传感技术中的关键技术.为了提高激光光斑中心检测的抗干扰性和精确性,在总结了现有的光斑中心定位方法的基础上,对其中的梯度光斑中心定位算法进行分析和改进,提出了一种差分光斑中心定位算法.该算法主要针对强干扰光线下的激光光斑特点,利用差分运算和梯度算子对光斑进行识别与定位.实验结果表明,该算法定位...     

隧道沉降变形连续监测系统

为保证隧道安全运营,要长期对其进行变形监测。隧道沉降变化是评估隧道安全的一个重要指标。文章利用激光准直性设计了隧道沉降监测装置系统,该系统由激光源组件和目标靶组成,系统首先采集激光打到目标靶上的光斑图像,再通过图像分割、形态学处理等获得光斑中心坐标,结合其他参数和初始测量信息,最终得出隧道沉降变化情况。实验检测和工程应用证明,该系统具有低成本、易于敷设、高精度等优点,能对隧道沉降实施有效监测。     

几种激光光斑中心定位算法在应用中的比较

在光学测量中,激光光斑中心定位算法的精度和速度将直接影响到实际测量的精度和速度,因而中心定位算法的选择显得尤为重要。针对光学测量中的几种激光光斑中心定位方法,对灰度重心法、随机Hough变换法、最小二乘圆拟合处理激光光斑中心的性能进行了比较。比较结果表明,最小二乘圆拟合法不但具有很高的定位精度,而且具有很快的计算速度,...     

基于机器视觉的圆锥滚子外观缺陷检测系统研究

回顾了近年来国内外工业生产中圆锥滚子外观缺陷分割领域的研究进展,为了实现更加简单高效的滚子外观缺陷检测,设计了一套合适的光学成像系统用于图像采集,提出了最大类间方差法和局部阈值算法的缺陷分割,对分割后图像进行特征提取并进行SVM分类;实验结果表明,该算法有较高的准确率和较好的适应性,优于传统的滚子外观缺陷分割算法,可以满足工业生产中的实际需求。     

5.2km距离无线激光通信跟踪实验

为了实现对远距离通信下,湍流大气中传输时光束的跟踪,设计了光斑跟踪系统。对该系统的硬件结构、工作原理、系统跟踪控制算法及光斑图像处理算法进行了研究,首先,根据系统硬件构成及控制算法实用性,选择采用PI算法作为系统的跟踪控制算法,接着,为了提高在光斑图像处理方面算法的运算速度,选择采用改进的中值滤波算法来对系统所采集到的光斑图像进行处理,然后,在阈值分割方面,为了获取更加精确的光斑灰度图像,系统采用迭代法来选择阈值,进而对图像进行阈值分割,最后,采用该系统进行了5.2km的光斑跟踪实验,并对实验结果进行分析。实验结果表明,本系统可以有效的对湍流大气中的光斑进行跟踪,跟踪精度可达5.4,基本符合空间激光通信系统对跟踪系统的要求。     

虹膜分割中的噪声检测

针对虹膜图像中的眼睑、眼睫毛和光斑等噪声影响虹膜识别性能,提出一种虹膜分割中的噪声检测方法,在数学形态学的基础上,该方法采用边缘检测与最小二乘法相结合的方法拟合确定眼睑遮挡部分,利用阈值法来检测上眼睫毛和光斑.实验结果表明,该方法可准确而有效地在虹膜分割中检测和剔除这些噪声,是一种有效和可行的虹膜图像噪声检测算法.