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.     

基于统计高斯拟合的圆形光斑中心定位方法

针对二维高斯曲面拟合算法定位精度不高的问题,提出一种基于统计高斯拟合算法,可用于圆形光斑中心的高精度定位。结合二维高斯曲面的分布特性,对圆形光斑的灰度分布进行分析,指出了在对圆形光斑灰度拟合时需对光斑像素点进行有效筛选,避免因光照或噪声等带来的拟合误差。针对有效圆形光斑像素点的筛选方法进行了研究和分析,提出一种简单有效的方法。该方法根据边缘检测算子得到圆形光斑边界,再利用形态学算法对圆形边界点进行扩充,得到圆形光斑的扩展边界。结合圆形光斑目标区域灰度信息和非光斑背景区域灰度信息,利用统计学方法进一步筛选,获得了最终光斑灰度拟合像素点。与传统的高斯曲面拟合算法相比,仿真实验、运行时间测试实验和实物实验验证了该方法的优势。该方法能有效应用于工业领域圆形光斑中心定位中,具有很好的实际应用价值。     

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。     

光学组件面形检测中激光光斑分割与分类算法的研究

针对光学组件面形检测中激光光斑处理问题,提出了一种激光光斑分割与分类算法;该算法对光学组件面形检测中激光光斑的特点进行了分析,利用延时相关滤波、梯度阈值分割以及基于特征的分类技术,实现了激光光斑分割与分类;实验结果表明,该算法能有效区分光学组件前后表面反射光斑,提取质心重复性高、稳定可靠;该方法已商用于光学组件面形检测系统中.     

基于激光光斑的金属表面检测处理方法

表面检测是金属精加工领域的一个难题．本文主要研究了一种基于光斑灰度值的表面检测方法。采用二值图像连通区域标记法和点乘算法确定光斑的有效数据区域，并由标准偏差对加工结果进行判断。实验表明该算法能对激光器的功率进行严格控制，保证了加工质量，很好的解决了表面检测中的快速性和准确性之间的矛盾。     

基于图像处理的手持终端光斑检测方法

为完成在现场对智能电能表的用电信息采集,计量现场手持终端得到了快速发展.然而现有手持终端设备激光光斑对位精度和处理速度无法满足使用需求,针对国网公司所使用的手持终端设备,提出一种激光光斑的识别检测方法,可以实现现场手持终端的快速准确定位检测.该方法主要包含图像识别、光斑中心点定位及光斑大小计算3个环节,图像识别通过比较全局阈值算法和局部阈值算法各自的优缺点,最终选择使用Otsu算法对图像进行二值化处理.而光斑中心点定位及大小计算则是在综合考虑光斑识别速率以及准确度后,提出一种定位计算方法.最后通过实例验证,证实该方法能够提升计量现场手持终端检测的准确性和工作效率.     

激光光斑中心精确定位算法研究

研究激光光斑精确定位问题,传统的亚像素定位算法,面临抗干扰能力弱、定位精度低和软件实现复杂等问题.为了满足变形测量系统中对激光光斑中心精确定位的要求,提出了基于重心的曲线拟合亚像素定位算法.在重心法的基础上,引人了曲线拟合算法来提高激光光斑中心定位的精度.由于加人了图像预处理环节,有效的降低了噪声干扰,增强了算法的抗噪声性能.算法仅对图像中少量的数据点进行计算,不但语言描述简单,而且能大大节省系统资源.仿真结果表明算法是一种实用的精确定位算法,提高变形测量系统的精度要求.     

光笔式视觉测量中椭圆类光斑图像的识别

介绍了一种光笔式单摄像机便携三维坐标视觉测量系统。在分析该系统成像特点的基础上,提出了一种控制点椭圆形光斑图像的数字识别方法,而常用的方法是在CCD摄像机镜头上加滤光片来隔离背景干扰亮斑图像。该方法以光笔上被测控制点在摄像机CCD像平面上的光斑图像轮廓所占像素个数为基准,剔除过大和过小的图像轮廓,进而采用基于椭圆线轮廓度误差的评定方法实现控制点椭圆形光斑图像的识别。给出了该方法的具体算法,实验结果表明:该方法简单方便,易于实现,检测速度较快,适用于圆形被测控制点的视觉检测系统,具有一定的理论意义和工程实用价值。     

活体虹膜图像的定位与分割

介绍了一种活体虹膜的定位与分割算法。算法主要分为两部分：圆环的定位与非虹膜区域的去除。本算法根据眼睛的生理特点和数字虹膜图像的实际情况，利用传统定位方法与数学形态学相结合对虹膜区域进行快速而准确的定位，并分别提出了去除眼睑、睫毛和光斑影响的解决方案。算法中也考虑到实际应用可能遇到的影响虹膜定位与分割的问题。实验表明，该算法取得较好的分割结果，并且具有鲁棒性。     

基于遗传算法的低功耗有限状态机状态分配

提出一种通过状态分配来实现有限状态机的功耗和面积同时优化的方法．在分析现有成本函数的基础上，提出了一个新的成本函数，并利用遗传算法能进行多目标优化的能力来实现功耗和面积的同时优化．该算法用C语言实现，并对17个MCNC有限状态机标准电路进行测试．测试结果表明，与已有的功耗优化算法相比，文中算法在功耗和面积方面有一定的优势．     

基于矩心算法的目标微小位移监测

在光电测量中,可以通过对激光光斑图像中心位移的测量来确定出真实目标的微小位移,如何准确从背景中提取出光斑图像的边界,并精确地中心定位就成为一个迫切的要求。结合实际背景给出了一种结合梯度和矩心算法的目标微小位移检测方法。首先将采集到的图像利用梯度法提取出光斑图像的边缘,然后根据得到的边缘利用串行边界跟踪,确定出光斑与背景的边界,最后再结合矩心法通过对光斑图像中心位移的监测,从而实现目标真实位移的测量。计算机仿真结果表明,不仅能快速准确定位出光斑图像的中心,并能精确计算出目标的真实位移,同时具有计算量小,抗噪声强的优点。     

光学杠杆法测量电致伸缩材料应变研究

提出利用光学杠杆测量电致伸缩材料性能的新方法,通过触点短臂传感微形变,并通过光学杠杆将微形变放大后形成光斑,利用CCD摄像头采集放大前后的光斑,通过对光斑图像进一步的处理可以得到微位移量,从而实现电致伸缩材料应变测量.利用该方法构建的测试系统对掺杂了钛酸钡的聚氨酯高分子材料的电致伸缩性能进行了测量,结果表明:在高场强作用下,掺杂聚氨酯高分子材料表现出了明显的电致伸缩特性;光学杠杆法的测试系统能有效地测量包括电致伸缩微形变在内的微形变,同时为电致伸缩材料性能研究提供了一种方法.     

基于快速反射镜的自适应控制算法研究

捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统是进行高速大容量激光通信的核心,在长距离激光通信中大气等外界扰动产生的光斑抖动严重影响了激光通信终端间的精确对准,大大降低了通信链路的稳定性和通信质量.为抑制光斑抖动造成的影响,提高对目标的跟踪精度,提出一种改进的快速反射镜(FSM)控制方法.分析了自适应控制和常规比例-积分-微分(PID)控制的特点,并论述了结合两种算法进行复合控制的优势,根据李雅普诺夫(Lyapunov)理论提出参考模型自适应PID控制算法,并对常规PID和参考模型自适应PID复合控制算法进行仿真分析和对实际光斑抖动的闭环跟踪实验.实验结果显示:自适应PID控制器获得的超调为2％,上升时间为3 ms,跟踪精度优于2μrad,全面优于常规PID控制算法.与传统PID控制相比,文中提出的控制算法对抑制光斑抖动具有更好的控制效果.     

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,...     

光存储器中激光头与盘片间垂直度测量方法的研究

提出基于激光头光斑偏移量的激光头-盘片垂直度测量的方法.在光线追迹基础上推导出激光头光斑的偏移量模型(方程)并对该模型实现的条件进行了分析.在数学形态学算子、Hough变换算法基础上设计出用于光斑中心检测的混合算法.试验表明,该混合算法可实现光存储器出射激光光斑像素级的精确定位;同时该测量方法对合格的商用DVD光存储器的激光头－盘片的倾斜角检测具有较高的宽容度.     

Text Retrieval from Document Images Based on Word Shape Analysis

In this paper, we propose a method of text retrieval from document images using a similarity measure based on word shape analysis. We directly extract image features instead of using optical character recognition. Document images are segmented into word units and then features called vertical bar patterns are extracted from these word units through local extrema points detection. All vertical bar patterns are used to build document vectors. Lastly, we obtain the pair-wise similarity of document images by means of the scalar product of the document vectors. Four corpora of news articles were used to test the validity of our method. During the test, the similarity of document images using this method was compared with the result of ASCII version of those documents based on the N-gram algorithm for text documents.     

一种空间运动体与固定平面位置关系的激光测量方法

在激光测距实际应用中,空间运动物体与固定平面位置关系的测量必须满足传感器安装于运动物体,且其光轴垂直于被测平面的条件.对于传感器光轴无法垂直对准被测面的情况,传统的方法无法实现测量.结合实际应用,创新性地提出了一种空间运动物体上传感器光轴无需垂直对准被测平面的激光测距方法.通过实验室的验证,证明该方法可以实现空间运动体与固定平面之间高度与角度关系的精确测量.     

基于VOD块匹配准则的四旋翼飞行器悬停研究

针对四旋翼飞行器悬停控制不准确的问题,提出一种基于光流传感器的四旋翼飞行器悬停控制方法。设计了一种基于STM32F407为核心的飞行器主控平台,其中光流传感器模块采用PX4FLOW;为加快计算图像光流场的速度,将VOD（Variance of Difference）块匹配准则的SEA算法应用到采集到的连续帧间图像光流场的计算上;最后采用增量式PID（Proportion Integration Differentiation）控制算法以达到比较精确的悬停控制。实验结果表明：该方法能够有效地提高四旋翼飞行器的悬停稳定性,悬停时在水平方向的控制范围在±10?cm之间,且计算相对简单,能满足实际需求。     

温控器陶瓷壳内槽深度在线测量方法研究

温控器陶瓷壳内槽中具有高度不同的平面,且都有安装孔,内槽深度在线测量难。针对底部有两层平面的温控器陶瓷壳,研究了一种基于零件角度预识别的多角度激光自适应测量内槽深度的方法。方法采用多激光环形光路结构,在环形支架上等距离安装8个独立可控的一字激光器。先通过拍照实时检测零件正放的旋转角度。然后自动查找合适方向的激光器并开启,使其在内槽的各平面上形成相互平行的分段光斑。再利用激光三角法将光斑之间的距离值转换为内槽的深度值。该方法可以根据零件的摆放,自动选择合适角度的照射激光,无需人工摆放零件,可自动避开干扰激光成像的区域。实验结果表明,该方法测量结果准确可靠,测量误差小于0.01mm。