基于改进粒子群算法的复杂曲面轮廓度误差评定及可视化

针对复杂曲面轮廓度误差的求解是一个复杂的非线性寻优问题,将改进的粒子群算法与细分曲面逐次逼近的方法相结合,实现了复杂曲面轮廓度误差值的精确计算和评定结果可视化。利用双3次B样条曲面进行理论廓面的拟合,从最小条件准则出发,建立了曲面轮廓度误差的数学模型;通过细分曲面逐次逼近的方法,计算出点到曲面的最小距离。在对基本粒子群算法分析的基础上,引入了非线性动态惯性权重系数和杂交算子,提高了算法的精度和效率。以VRML作为三维展示平台、Java Applet作为控制核心,实现了面轮廓度误差评定的可视化、网络化。     

用Catmull-Clark细分及网格调整方法重构牙齿曲面

首先根据牙齿表面测量数据点,计算出其长方体包围盒;并据此构造细分曲面的初始网格;采用矩阵对角化方法,推导Catmull-Clark细分极限点的表达式,计算初始网格的顶点经过细分后的极限点;按照极限点逼近数据点的原则移动控制网格顶点,经过逐次再细分、再调整网格,使各级网格在数据点的＂引导＂下逐步变形,使网格逐步逼近牙齿表面的测量数据点集合,实现牙齿表面模型的三维重建。     

基于比值线性化的高适应性光栅细分方法研究

电子细分是光栅位移传感器实现纳米级分辨率测量的关键,细分误差由细分方法和光栅信号质量共同决定。针对信号实时修正方法在小步距测量和一些复杂工况环境下的局限性,从提高细分方法对非理想光栅信号的适应性的角度出发,提出了基于信号比值线性化的新型电子细分方法,构建了2种实时补偿信号以进一步提高信号的线性度;详细阐述了所提细分方法的细分原理,分析了其在非理想光栅信号输入情况下的细分误差;实现了最高为0.003μm的理论细分精度和0.08μm的实际细分精度。数值仿真和对比实验结果表明,所提细分方法对非理想光栅信号的适应性明显优于常用的反正切细分法和正余弦绝对值相减细分法。     

高精度角度的测试

本文详细介绍了正弦信号细分原理和高精度角度的测试原理,通过对正弦信号的细分,结合高精度测试需求,通过简单的电压调节电路完成了提高测试精度的设计过程。     

提升小波包变换技术在工程爆破远程测振系统中的应用研究

为适应工程爆破精细化、数字化要求,建立了具有完善信号采集功能的工程爆破远程测振系统。为提升该系统对爆破振动实测数据的信号分析能力引入了提升小波包变换技术。在算法基本原理的基础上,通过算法复杂度分析表明其相对传统小波算法运算速度提高约100%,运算速度快。通过提升小波包算法在爆破振动实测信号能量、时频特征提取中的应用研究表明,基于插值细分的提升小波SGW(6,6)占用资源少、分析精度高,能够满足数字爆破测振及高精度信号分析的需求。     

激光干涉仪误差修正系统的设计

基于谐波分离修正算法,采用高速可编程器件,构建了一套激光干涉仪误差修正系统.该系统通过校准过程建立误差修正方程,并生成修正相位表.测量时数据采集及处理单元的可编程器件实现定点型移位相减除法运算,得到数字化的正切值,将正切值作为内存地址,通过硬件查表得到修正相位值,极大提高了误差修正速度.并分析了定点型移位相减除法精度以及寻址空间大小对系统误差的影响.     

图形拟合法评估编码器细分误差

提出了一种高精度编码器细分误差的快速评估方法--图形拟合法,建立了编码器光电信号的波形发生器,确立了曲线拟合优度的判据.运用图形拟合法,对实际采集的高精度编码器莫尔条纹光电信号进行分析,得到细分误差曲线.与传统检测方法得到的细分误差进行比较,结果表明:图形拟合法用于评估高精度编码器的细分误差,设备简便,检测方法简单;数据处理由评估分析软件实现,时间短,结果显示直观;可以用于工作现场检测,能够避开速度的影响,对于研究高精度编码器动态精度特性具有重要意义.     

提高莫尔条纹正切法细分精度的改进算法

为提高莫尔条纹信号正切法细分的精度和倍数,应用改进算法对原始信号进行数据预处理.通过神经网络自适应算法在莫尔条纹信号降噪方面的移植,结合滤波步长的实时调整,有效滤除了信号的宽频段有色噪声干扰;采用了基于滞后相位补偿思想的相位调整算法,通过分段处理,提高了原始正余弦信号的相位正交性.对算法处理后的莫尔条纹信号进行正切法细分验证,实验结果表明当细分倍数为1 024时,可确保细分误差小于1个细分当量,即0.618″,若不考虑信号的非正弦性影响,细分精度提高了10倍以上.     

五点二重逼近细分法

提出了一种新的构造曲线的算法——五点二重逼近细分法。利用细分格式的生成多项式讨论了该细分格式的一致收敛性及Ck连续性。该细分格式带有一个张力参数μ,通过选取不同的μ值,可以分别生成C1~C5连续的极限曲线。特别是当μ=9/256时,细分格式生成的极限曲线可以达到C7连续。最后给出了五点二重逼近曲线细分的实例,表明了这种细分格式是有效的。     

用单片机荧光检测实现医学基因诊断

简要说明PCR荧光检测的基本原理,采用光电倍增技术,将极其微弱的荧光信号转换成电流信号,经MOSFET运放I／V转换、滤波和12b逐次逼近式A／D转换,由高性能单片机进行数据采集和处理后,送上位PC机分析、打印．     

A new method for nuclear ADCs using the vernier approximation technique

The paper describes a new method of analog-to-digital conversion. The method named the vernier approximation technique utilizes two scales made of chains of resistors sliding over each other, one being called the main scale and the other the vernier scale. The vernier scale is moved by applying the input analog voltage as a voltage shift at both ends. This voltage shift is digitized using the comparators connected between the corresponding points on main and vernier scales. All the quantization steps are derived from a single quantization step using the process of sliding and vernier scaling resulting in high differential linearity. The scheme uses a balancing technique to balance the points on the main scale with the corresponding points on the vernier scale. The scheme works with the speed of a “sequential parallel approximation technique” giving a higher speed of operation than either the Wilkinson technique or the successive approximation technique used for nuclear ADCs. The technique gives high accuracy even with use of ordinary components such as 1% resistors.     

基于变幅放大的机械振动精密测量仪设计

为了实现对微弱振动的频率检测,提出一种基于变幅放大的机械振动测量方案,并设计了机械振动精密测量仪。测量时由变幅放大装置将微弱振动的幅值放大,然后经压电敏感元件转换为电信号,并通过高速A/D转换器和FPGA硬件电路完成对信号的采样过程,再利用软件插补细分算法实现0.061ns级的时间测量,从而实现高精度的频率测量。     

P-nary细分多层B样条算法及曲面拟合

多层B样条方法在曲面的拟合中提供了新的途径.在证明均匀B样条基函数P-nary细分方程基础上,给出了均匀B样条曲线的P-nary细分控制点之间的计算公式,进而讨论了B样条曲面的P-nary细分问题,并将其用于层次B样条曲面拟合.提出了基于P-nary细分多层B样条曲面拟合算法.该算法加快了层次B样条曲面拟合中网格加细后曲面控制点的计算,数值实例显示所给算法的有效性.     

高精度图象测量系统中的细分方法

根据国内外高精度图象测量系统方法的文献资料，对各种细分方法的优缺点、适用范围作了详细的比较对照．在此基础上，提出一种适用于实际离线对准系统的细分方法一自适应权重５点拟合细分算法（ＡＷＳ），分析其理论基础和创新点，并给出仿真结果。     

平面内直线度误差的一种精确评定新方法

针对给定平面内直线度误差优化评定存在的逼近算法复杂、迭代评定结果不够准确、不能与多种直线度误差测量仪器配合使用等问题,提出一种新的符合最小包容区域原理的快速精确算法--凸多边形截距法。该方法依据计算几何中的凸壳理论,将不同类型测量仪器的测量数据转换为坐标值,以首尾连线将测点分区,依据斜率大小构造凸多边形,以截距最大值对应的点与直线得出符合相间准则的3个特征点,通过剪移转换求出直线度误差。实验结果表明,所提出的算法简单、精确、易于计算机自动数据处理,具有评定精度高、运算速度快的特点。     

基于最佳立方体细分的显示器颜色再现模型

目的建立一个显示器颜色再现模型,模型以NEC显示器为实例,实现Lab到RGB的转换。方法模型以修正的立方体细分算法为基础,通过对色域外的点进行处理,并且选定一个最佳细分等级,来平衡转换精度和算法计算量,从而实现显示器的颜色再现。结果采用CIELab色差公式[1]分析实验数据,模型转换过程平均色差为1.8068,在人的视觉可接受范围内,最大色差仅有4.6051,模型的颜色再现精度高。结论文中建立的模型可以实现显示器从Lab到RGB的准确转换。     

基于纹理图像的点张计数算法设计与分析

针对手工点张耗时长、精度低的问题,提出了一种应用图像纹理分析的纸张计数算法。用高精度图像摄取装置对纸张图像进行采集,对原始纹理图像采用高斯滤波法去除噪点,大大提高了计算机处理速度。引进方向滤波与Gabor小波变换结合的方法对纹理图像进行增强提升了点张准确度;针对图像中难以处理的纸张堆叠问题,提出了计数修正算法。对不同厚度及张数纸堆进行了点数试验。对于0.3mm的堆叠纸张,点张准确率100%; 对于0.2mm的堆叠纸张,点张准确率达99%以上。试验结果表明该算法具有较好的计数能力,计数准确高。     

Sparse matrix approximation method for an active optical control system

We develop a sparse matrix approximation method to decompose a wave front into a basis set of actuator influence functions for an active optical system consisting of a deformable mirror and a segmented primary mirror. The wave front used is constructed by Zernike polynomials to simulate the output of a phase-retrieval algorithm. Results of a Monte Carlo simulation of the optical control loop are compared with the standard, nonsparse approach in terms of accuracy and precision, as well as computational speed and memory. The sparse matrix approximation method can yield more than a 50-fold increase in the speed and a 20-fold reduction in matrix size and a commensurate decrease in required memory, with less than 10% degradation in solution accuracy. Our method is also shown to be better than when elements are selected for the sparse matrix on a magnitude basis alone. We show that the method developed is a viable alternative to use of the full control matrix in a phase-retrieval-based active optical control system.     

基于细分网格的多分辨率几何数据压缩方法研究

提出了一种基于细分网格的多分辨率几何数据压缩算法 ,该算法是一种利用正则曲面法线向量特性及细分曲面的细分连通性的有损压缩方法 ,因此可以获得很高的压缩比