基于FPGA的USB激光打标控制系统设计

主要研究了基于USB总线,以FPGA为主控单元的振镜扫描式激光标记控制系统,对其工作原理进行了阐述并对其外围硬件架构以及FPGA内部硬件架构进行了分析设计,并利用 FPGA的 DSP开发工具 DSPBuilder对曲线插补算法进行了算法建模设计,通过仿真分析验证了在FPGA硬件实现该算法的可行性和实用性。本系统还可以通过U盘读入原始打标数据,对其进行数据处理后完成对振镜的控制,为实现脱机标刻奠定了基础。最后对激光标记控制系统进行了实际测试,结果表明,该系统可以实现实时、高速、高精度的激光标记。     

振镜扫描系统的枕形畸变校正算法

振镜扫描系统在快速成型系统中被广泛采用。由于扫描镜片的偏转角和平面坐标之间存在着本质的非线性映射关系 ,如果用简单的线性对应关系来控制振镜的偏转 ,则会产生枕形误差。分析了枕形畸变的产生机理 ,并给出了软件校正算法     

基于DSP的激光打标运动控制卡的设计与实现

激光打标系统的核心问题是如何控制激光头的精确运动.插补和校正算法是激光打标系统数据处理的重要组成部分,直接影响到打标结果的质量和效果.介绍了以DSP-BF533为硬件平台,采用优化的直线插补算法和畸变校正算法来设计的打标运动控制系统.该系统成功完成了按照打点精度对矢量图形数据的良好输出,实现了对激光头的精确控制,提高了激光打标系统的打标精度.     

基于DSP的激光标记数字控制系统设计

为了设计激光标记数字振镜控制系统,采用数字信号处理器芯片作为数字控制板的主处理器,使用具有高传输速率和支持热插拔的通用串行总线进行上位机与数字控制板的通信;标记图形的数据处理算法由具有高速运算能力的数字信号处理器完成,复杂可编程逻辑器件芯片完成控制信号的时序控制和输出,使用传送差分信号的RS-485总线进行控制系统与数字振镜和激光器的通信,根据理论分析和参量模拟,得到了对数字振镜的转动角度和激光器功率的高精度控制。结果表明,该系统可以实现实时、高速、高精度的激光标记。     

基于点集贝塞尔曲线优化的激光振镜加工算法

为了解决激光振镜加工中由于数据点集过于密集导致激光在单点停滞时间过长引起激光烧蚀问题,将原始数据点集经过稀疏化、曲线点集分段、三角二分法贝塞尔曲线拟合数据处理,转换成由少量直线和曲线构成的实体,在激光路径输出时,根据输出放大倍数的大小及曲线曲率大小对曲线进行整体的适应性插补,从而解决因放大倍数不同引起的数据点过密或过疏...     

基于时空关系和关联规则挖掘的上下文信息缺失插补研究

上下文信息的缺失是上下文信息处理中不可避免的问题,缺失数据插补方法也是数据挖掘中的研究热点。但是,现有的缺失数据的插补方法不太适合上下文信息这一流数据形式,没有充分利用各传感器采集数据之间的关联性,而且在插补的过程中没有考虑传感器数据的时空关系。为了解决现存的缺失数据插补方法的缺陷和不足,该文提出了基于时空关系和关联规则挖掘的上下文信息缺失插补方法(STARM),对传感数据进行空间化和时间序列化,并生成强关联规则对缺失数据进行插补。最后,通过温度传感器采集数据验证了这一算法合理性和高效性。实验证明,该算法在上下文信息缺失估计的准确性要高于简单线性回归算法(SLR)和EM算法等,而且具有较小的时空开销,能够保证实时应用的服务质量(QoS)。     

一种改进型逐点比较圆弧插补算法的FPGA实现

逐点比较圆弧插补作为一种常见的插补算法在数控系统中广泛应用。为了进一步提高传统插补算法的速度,通过分析逐点比较法的特点简化了给进判别逻辑,提出一种改进的逐点比较圆弧插补算法实现方案。充分利用Verilog HDL语言特点,通过设计全局变量并使用FPGA丰富的内部逻辑资源实现了算法精度的可调。算法的FPGA硬件验证结果表明该实现方案具有运算速度快、插补精度可调和逻辑资源占用少的优点。     

数控系统中的插补原理和算法

本文介绍了一种实用的插补原理,并根据该原理给出了在数控系统中的三坐标三联动、三坐标两联动的直线插补算法及两坐标两联动的圆弧插补算法,这些算法的正确性及高精度已在实际应用中得到了验证。     

一种新型的激光大屏幕显示系统

提出了一种新型的激光大屏幕显示系统方案使用由计算机控制的三基色全固态激光器作光源,通过分光镜进行混色,由两个振镜分别完成行和帧方向的扫描。并对由振镜扫描引起的枕形失真的原因和纠正方法进行了研究,对系统的控制方法作了简单介绍。     

基于ARM的数控算法图示仪设计

设计一种研究数字控制(尤其是各种数字插补算法及其性能和状态的研究)的专用数字图示仪,其适用于数控人才培养.该图示仪能对控制芯片发出的各类脉冲和电平信号实时捕获,并进行分析,通过图形的形式形象地将插补算法,脉冲信号以及运动轨迹之间的关系以一组按比例缩放的脉冲序列和一个坐标图的形式显示出来.它具有结构简单,价格低廉,功能实用等特点.     

四象限探测器在空间激光通信中应用研究

研究了不同模式光斑对四象限探测器(QD)工作的影响,重点分析了高斯光斑对探测灵敏度的影响。搭建实验系统用扫描偏转镜及辅助CCD相机完成了对其性能测试实验。实验表明,形心算法的检测精度为质心检测精度的5倍;在极限探测灵敏度下,QD只能实现二细分,采用平滑滤波可以改善其细分能力;在高信噪比条件下可实现位置分辨力为1.6μm,角度分辨率为0.8μrad。同时研究了不同光斑大小、不同强度背景光对器件的影响。     

三维激光扫描系统的固有误差校正算法

分析了三维激光扫描系统固有误差的来源,结合数学模型及实验数据,提出了相应的校正算法,并在实验中得到验证。从概率统计学角度分析激光测距仪固有误差的统计特性,增大平均次数的同时,减小测距仪测距误差;使用最小二乘法从实验数据中获取电机的动态角度误差,对理论角度进行校正后,得到电机实际转动角度;针对双振镜系统的非线性扫描失真,动态改变扫描范围,减小枕形误差。使用Matlab分析误差校正算法,并搭建实验平台测试上述算法,实验结果表明,对系统的测距误差、角度误差、枕形误差校正后,三维激光扫描系统的精度有较大的提高。     

3维激光振镜扫描系统的关键技术研究

为了设计可用于大幅面扫描的3维激光振镜扫描系统,深入研究了3维激光振镜扫描系统的动态响应性能及控制算法、校正算法,采用具有高响应性能的伺服机构作为系统的执行机构,合理地规划扫描路径以及扫描延时参量,设计了对扫描图形进行精确校正的扫描校正模型,开发出了一套能实现大幅面精确扫描的3维激光振镜扫描系统.该3维激光振镜扫描系统经过长期实验验证,运行稳定,其扫描重复定位精度不大于30靘,扫描精度可达100mm±0.1mm.结果表明,该3维激光振镜扫描系统在需要进行大幅面精确激光扫描行业中有重要应用价值.     

基于SLR数据的雷达探测精度分析方法

空间安全已成为各航天大国国家安全中的重要一环,空间目标监视技术也已成为空间技术新的制高点。雷达凭借其全天时、全天候的特点,已成为空间目标监视的骨干设备,其探测精度直接影响太空态势掌控的准确性,因此准确分析雷达探测精度有着重要意义。本文以卫星激光测距（SLR）数据为基础,首先分析了不同阶数插值算法以及滑动式内插、非滑动式内插的插值精度,而后介绍了坐标转换方式与雷达精度分析方法。仿真结果表明,滑动式九阶拉格朗日插值算法有较好的插值效果,满足雷达精度分析的需求。     

3维激光振镜扫描系统的关键技术研究

为了设计可用于大幅面扫描的3维激光振镜扫描系统,深入研究了3维激光振镜扫描系统的动态响应性能及控制算法、校正算法,采用具有高响应性能的伺服机构作为系统的执行机构,合理地规划扫描路径以及扫描延时参量,设计了对扫描图形进行精确校正的扫描校正模型,开发出了一套能实现大幅面精确扫描的3维激光振镜扫描系统。该3维激光振镜扫描系统经过长期实验验证,运行稳定,其扫描重复定位精度不大于30μm,扫描精度可达100mm±0.1mm。结果表明,该3维激光振镜扫描系统在需要进行大幅面精确激光扫描行业中有重要应用价值。     

Fast Laser Scanning Imaging System for Surface Displacement Measurements

We present a scanning imaging system using galvanometric mirrors coupled to a heterodyne interferometric probe. This setup is dedicated to the off-plane surface displacement imaging, in particular for microelectronic devices. The use of galvanometric mirrors coupled to the heterodyne probe makes it a sensitive and fast measurement system. We present results on a microelectronic device, and we compare the performances of this system with point and CCD interferometry imaging setups.      

基于Matlab/GUI的数据采样插补仿真研究

数据采样法是一种在CNC系统中较广泛采用的插补方法,也是数控原理教学中重点介绍的三大插补方法之一.Matlab/GUI是一种新型的基于Matlab的强大计算功能的图形用户界面开发方式,文中基于Matlab/GUI设计了数据采样直线、圆弧的插补仿真软件,对其设计原理、方法进行介绍.仿真结果表明,该软件能正确地模拟插补过程.     

一种B—Spline曲面插补算法

本文提出了一种Ｂ－Ｓｐｌｉｎｅ曲面的插补算法．该方法采用修正了的控制点集构造三维Ｂ—Ｓｐｌｉｎｅ，使生成的曲面插值原控制点列，并使用递推法进行插补坐标增量值计算，其处理速度快、节约大量的内存空间，实践证明为一种有效的插补算法．     

激光打标系统中打标路径的提取及优化

为了满足激光打标系统不同的精度要求,通过分析PLT文件格式,以Visual C++作为软件开发平台,准确解析了文件中的矢量图形,提取到原始打标路径.在传统的直线插补方法基础上进行算法改进,对矢量图形中的曲线作直线段逼近优化,进行了理论分析和实验验证.结果表明,通过设置适当的步长,可很好地解决激光打标系统中提取打标路径的问题.