基于CCD传感器的砂轮轮廓测量系统设计

为实现激光修整砂轮过程中的砂轮轮廓测量,分析了激光三角法的测量原理,并选用基于三角法的CCD激光位移传感器、精密电控移动平台和数字信号处理器(DSP)等搭建了砂轮轮廓测量系统。系统采用DSP设计传感器控制和数据处理电路,以实现其在激光修整砂轮过程中的应用。传感器测量精度验证实验和激光修整砂轮实验结果表明:CCD位移传感器的测量精度达7μm,所设计的轮廓测量系统能准确测量出砂轮轮廓,并成功应用于激光修整砂轮系统,具有良好的实用价值和应用前景。     

浅析激光振动测量技术

随着社会的进步,激光振动测量在社会发展中发挥着中要的作用。该文论述了激光振动测量的诸多方法及各种方法的优缺点,指出了激光振动测量的发展前景。     

利用激光测高仪描绘宇宙环境的变迁

利用激光测高仪描绘宇宙环境的变迁航空和航天激光测高系统目前正在使我们对地球和邻近星球的测量发生巨大变化，测量精度从米级提高到亚米级。机载激光测高仪目前已用来测量格陵兰冰盖、活动性冰川，火山、森林和海洋。九十年代，激光测高仪系统将不仅用于纯理论研究所需...     

一种电网高压线激光测量系统

主要介绍电网高压线接触网激光测量仪的研制,它利用CCD作为成像器件来观察目标,利用电子分划来代替激光点,从而克服了现有测量仪的一些缺点.激光测量仪采用0.635μn波长的激光作测量激光来实现测距;高性能的CCD作为成像接收器件避免了传统的靠人眼来瞄准测量的缺点,解决了人眼的疲劳问题.详细叙述了测量系统的组成和测量原理,详细分析了系统的测量数学模型和测量误差,并对铁路接触网主要测量参数的不确定度进行了分析和评定.     

电梯间隙激光测量系统

文章介绍了单片机控制的电梯间隙激光测量系统。通过激光位移传感器对间隙进行测量。给出了系统功能与指标，系统硬件和软件结构。系统精度高、功能强、可靠性好。     

基于激光靶向跟踪的悬臂式掘进机位姿测量系统研究

掘进机位姿准确快速测量是煤矿巷道智能掘进的前提和基础。目前悬臂式掘进机位姿测量存在非绝对位姿测量、测量精度低、布置复杂或仅能测量少数位姿参数等问题,无法满足智能掘进需要。针对上述问题,在基于激光靶向跟踪的悬臂式掘进机位姿测量方法的基础上,设计了一种基于激光靶向跟踪的悬臂式掘进机位姿测量系统。该系统由激光跟踪装置和激光标靶组成,激光跟踪装置安装在巷道后方,发射激光到安装在悬臂式掘进机机身上的激光标靶上并跟踪激光标靶移动,通过求解激光跟踪装置、激光标靶、掘进机和巷道等坐标系间的转换矩阵即可测得掘进方向位置、偏距、高度、偏向角、俯仰角和翻滚角6个绝对位姿参数,实现了悬臂式掘进机在巷道大地坐标系中绝对位姿的全参数实时测量。分析了该系统的误差影响因素,仿真得到了其误差分布规律：随着掘进距离增加,掘进机姿态测量误差在一定范围内变化,偏距和高度测量误差呈线性增加趋势;在5～80 m测量范围内,掘进机偏向角、俯仰角和翻滚角测量误差分别小于1.4,1,0.03°,掘进方向位置测量误差小于5 mm,偏距和高度测量误差均小于20 mm。利用履带式机器人底盘搭建了位姿测量实验系统,开展了其在模拟巷道中的位姿测...     

用微机控制的激光多普勒自动扑获

采用激光多普勒和计算机技术来测量流、固体的速度，目前国外已从实验室推广应用到工业生产。本文就测量环路中的原手动扣获作了定性分析，并通过采用计算机技术而增强为自动扑获，从而使激光在线动态全自动测量成为可能。     

一种具有多测量方法的双光束激光对中仪的研制

介绍一种基于激光发射器和二维位置敏感探测器PSD的双光束激光对中仪的组成结构，给出对中仪3种测量原理，并由计算机计算测量结果。此激光对中仪既具有传统的4点法测量功能．又具有传统测量法所不能实现的2点、任意多点测量功能，具有更强的适用性。采用高精度PSD传感器，位置分辨率达到1．5μm。     

电化学激光拉曼测量系统的建立

采用ＩＥＥＥ－４８８ＧＰＩＢ总线接口连接技术，将现有ＥＧ＆ＧＰＡＲＣ公司的电化学测量系统和ＥＧ＆ＧＤＩＬＯＲ公司的激光拉曼谱仪组合起来，建立了电化学激光拉曼测量系统，并实现了电化学体系下激光拉曼诺的测量。     

高精度长光栅动态检测技术

本文根据双频激光干涉测量原理,提出了一种实现高精度长光栅动态测量的新方法,介绍了新颖的激光信号处理电路、计算机接口电路和测试软件.系统所能达到的测量指标为:最大测量长度1m,最小测量间隔为0.1mm,分辨率为0.01μm,测量速度为1m/5min,测量精度为±0.25μm(全长).本系统不仅用于计量长光栅动态检测,还可用于感应同步器、磁栅、线纹尺等长度计量元件的动态检测.     

Shading with Curve Light Sources1

A new shading model for curve light sources is presented. It accounts for both diffuse reflection and specular reflection of the illuminated surface. By regarding a linear light source as a directional quadrilateral light source with very small width, a simple formula is derived first for calculating the diffuse reflection component due to the illumination of the linear segment. The diffuse reflection of the surface by direct illumination of a curve light source is then evaluated by approximating the curve light with a series of linear segments. The specular reflection component due to a curve light source is represented by an integration taking Phong's specular model as the kernel and evaluated by summing the contributions from the linear segments. Finally, an efficient shadow detection algorithm for curve light sources is proposed. The images rendered with the shading model are very photo-realistic.     

Separation of diffuse and specular components of surface reflection by use of polarization and statistical analysis of images

The image of an opaque object is created by observing the reflection of the light incident on its surface. The dichromatic reflection model describes the surface reflection as the sum of two components, diffuse and specular terms. The specular reflection component is usually strong in its intensity and polarized significantly compared to the diffuse components. On the other hand, the intensity of the diffuse component is weak and it tends to be unpolarized except near occluding contours. Thus, the observation of an object through a rotating polarizer approximately yields images containing constant diffuse component and specular component of different intensity. In this paper, we show that diffuse and specular components of surface reflection can be separated as two independent components when we apply independent component analysis to the images observed through a polarizer of different orientations. We give a separation simulation of artificial data and also give some separation results of real scenes.     

旋转抛物面实时成象的等灰度曲线算法

本文提出一种全新的，可推广至一般二次曲面的旋转抛物面实时成象的等灰曲度线算法。这种算法只需绘出旋转抛物面上的漫反射和镜面反射等灰度曲线组，就能得到具有高度真实感的旋转抛物面图像。这种算法的计算量远远小于传统的逐点计算灰度法，并且适于用并行流水硬件结构实现。理论分析和软件仿真证明：这种算法非常适合于二次曲面实时成象。     

一种光照不变人脸识别的预处理算法

提出了一种新的光照不变人脸识别的图像预处理算法称为分段局部归一化方法(SLN)。其思想是对图像像素分段,使得每段中各像素对应的物体表面点具有相近的表面法向量分布,因而对光源具有相似的灰度响应,然后局部归一化在各段中进行以削弱光照影响。该算法首先建立物体的朗伯(Lambert)表面反射模型,用奇异值分解方法估计出人脸形状的平均表面法向量分布矩阵,根据法向量方向利用聚类算法对像素进行分段,然后在各段中进行局部的像素归一化处理,最后传统的人脸识别算法如PCA在归一化后的图像中进行。在Harvard和YaleB人脸图像库中的识别试验表明,该算法能有效地提高在非均匀光照条件下的人脸识别率。     

经典光照模型实现人脸图像光照方向准确估计

光照分析对人脸图像的识别与跟踪有重要意义,提出一种人脸图像光照参数准确估计算法。该算法根据光照模型构造光照参数求解的迭代方程,光照参数根据不同需要可同时包含光照能量,光照方向矢量和环境光能量等信息。实验显示迭代过程能迅速收敛,并且光照角度估计准确,yaleB实验数据的水平角度估计平均错误率仅为5.43°。由于算法隐含了人脸姿态描述,因此其另一优势是可以同时对人脸姿态和光照条件进行综合分析,大量实验测试说明该算法用于光照估计有效可行。     

基于大气反射-散射模型的复原图像中交通视频车灯检测

针对夜间复杂照明环境导致车灯检测率低的问题, 提出了一种基于大气反射-散射模型的复原图像中夜间交通视频车灯检测算法. 首先根据漫反射原理抑制路面漫反射光, 在对大气散射模型做了改进之后, 估计了大气散射模型中的大气光, 再根据暗原色先验理论估计环境光, 重新定义透射率, 从而得到了只含有车灯及反射区域的复原图像.为了进一步抑制该复原图像中的强光光晕, 再次利用暗原色先验理论重新估计环境光, 得到最终的复原图像. 最后对复原图像中的所有亮斑根据四类几何特征逐步筛选, 排除视野中的非车灯. 实验结果表明, 该方法在复杂雨雪天气、高密度及高速等不同情况下, 与同类先进算法相比具有较高的检测率, 较低的漏检率和误检率.     

物体三维形状恢复的遗传算法方法

提出了一种新的物体三维形状恢复的遗传算法方法。用固定位置的摄像机在不同位置的球扩展光源下获取图象序列,并用遗传算法对物体表面每一点的法线矢量进行快速搜索。实验结果表明,此方法能有效地恢复扩展光源下物体的三维形状。不仅放宽了对光源和物体表面的限制,而且精度及鲁棒性均有很大提高。     

锡膏激光扫描三维测量系统光强自适应调节技术

根据锡膏激光扫描三维测量系统在测量PCB电路板时底板和锡膏对激光光强的散射效果不同,设计并研制了一套光强自适应调节光源。该光源以程控电源为基础,分析光条中心提取效果与激光光强的关系,应用小波分解与频带能量比相结合的光强自适应调节算法实现测量系统光强自适应调节功能。进行了相关实验,实验结果表明该光源能够很好地实现锡膏激光扫描三维测量系统的激光光强自适应调节,并能选出最适合测量的激光光强,具有很好的适用性。     

图像亮度线索下的单目深度信息提取

目的 深度信息的获取是3维重建、虚拟现实等应用的关键技术,基于单目视觉的深度信息获取是非接触式3维测量技术中成本最低、也是技术难度最大的手段。传统的单目方法多基于线性透视、纹理梯度、运动视差、聚焦散焦等深度线索来对深度信息进行求取,计算量大,对相机精度要求高,应用场景受限,本文基于固定光强的点光源在场景中的移动所带来的物体表面亮度的变化,提出一种简单快捷的单目深度提取方法。方法 首先根据体表面反射模型,得到光源照射下的物体表面的辐亮度,然后结合光度立体学推导物体表面辐亮度与摄像机图像亮度之间的关系,在得到此关系式后,设计实验,依据点光源移动所带来的图像亮度的变化对深度信息进行求解。结果 该算法在简单场景和一些日常场景下均取得了较好的恢复效果,深度估计值与实际深度值之间的误差小于10%。结论 本文方法通过光源移动带来的图像亮度变化估计深度信息,避免了复杂的相机标定过程,计算复杂度小,是一种全新的场景深度信息获取方法。     

Computing caustic effects by backward beam tracing

Caustic effects produced by the transport of light from specular surfaces to diffuse surfaces are a common type of optical effect that cannot be modeled by ray tracing. We propose a two-pass algorithm to model caustic effects efficiently and reliably. In the proposed method, information on transmitted light beams is collected in a tree structure, which is used to compute the intensity efficiently. The method does not require the polygonization of diffuse surfaces and can easily be combined with any rendering algorithm.