宽场光学相干断层成像系统横向分辨率的实验研究

宽场光学相干断层成像技术（WFOCT）是一种非侵入式、高分辨率层析成像技术。为了研究WFOCT的关键技术并使WFOCT系统具有较高的横向分辨率,从宽场光学相干断层成像系统的基本原理出发,研究探讨了WFOCT技术中系统的横向分辨率问题,分析了影响该系统横向分辨率的主要因素,对WFOCT系统成像通用的实验方法进行了进一步的研究。通过实验调试和状态分析,给出了获得较为清晰、横向分辨率较高的样品图像的系统成像状态。实验证明,系统的横向分辨率受系统的成像状态和振动因素影响很大。     

眼前节光学相干层析系统的设计及实验研究

基于低相干干涉原理及迈克尔逊干涉仪的光学相干层析(OCT)技术,利用中心波长为1310nm的宽带低相干光源(SLED)及傅里叶域快速扫描光学延迟线(RSOD),设计和研制了眼前节OCT系统和探头。系统成像深度大于9mm。对其扫描模式进行分析,矫正所获得的眼前节OCT图像。     

基于显微视觉的宏/微双重驱动微动台的自动标定

提出了基于压电技术的微操作系统的自动标定方法,采用混合式步进电机直接驱动的宏动平台,实现系统大行程宏动定位,安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台和精密光栅,实现亚微米级的分辨率和定位精度,通过以上两部分实现定位机构的全闭环反馈控制,采用显微视觉反馈获取微动台操作器在图像中的位置信息进行标定。实验结果表明:系统的动态和稳定性能良好,自动标定运算速度快,运行速度达到11 frame/s,实现了对系统的精确标定,标定精度达到0.1μm。     

光刻机工件台宏微电机的非线性复合控制

针对光刻机工件台长行程直线电机宏动和平面电机高精密微动的耦合运动特点,提出一种宏动跟踪微动的变增益非线性复合控制方法,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位。宏动长行程直线电机采用零相位跟踪前馈控制和双环控制,实现系统无静差跟踪加速度指令;利用扩张状态观测器观测宏动系统的动态变化,补偿系统中的耦合推力和其他扰动;微动平面电机采用变增益非线性控制,根据系统误差幅值的大小,动态的改变控制器增益,以大增益抑制系统加减速时的低频大幅值误差,以小增益避免系统匀速运动时高频噪声的引入。实现系统稳定时间小于30 ms,跟踪误差小于20 nm的跟踪,实验结果表明:该方法可改善系统的动态性能和抗干扰能力,减小系统稳定时间,提高系统的跟踪精度。     

基于FPGA的简易偏振成像系统设计

偏振成像是一种获取目标物表面光学反射偏振特征的新型成像技术,与传统成像相比可以获取更多的目标物信息。本文设计了一种简易轻便应用于多场景下的偏振成像采集系统。系统由光学成像模块、FPGA主芯片、上位机图像获取三部分组成,实现图像的采集、传输与显示。通过FPGA主芯片驱动图像传感器,利用偏振分光棱镜,将携带目标物表面信息的反射光分解成垂直方向（S分量）和水平方向（P分量）,收集并解析获取目标物垂直方向和水平方向上的偏振图像;同时分析了系统可能产生误差的原因并进行了标定。实验结果表明：本文设计的成像系统在不同场景下,均可稳定、实时采集到P分量和S分量图像,解析出偏振度图像。     

基于ZPETC-FF和DOB的精密运动平台控制

光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位. 为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度. 提出一种零相位误差跟踪控制器加前馈(ZPETC-FF)和干扰观测器(DOB)相结合的复合控制方法,以提高直线电机宏动精密运动平台的运动精度. ZPETC-FF作为前馈跟踪控制器,有效提高了系统带宽和跟踪性能,减小了系统的动态跟踪误差;DOB作为鲁棒反馈控制器,补偿了外部扰动、未建模动态和系统参数摄动等,有效提高了系统的抗干扰能力. 实验表明,所提出的控制方法与传统的控制方法相比,不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且还具有更强的抗干扰能力.     

12电极相干电容层析成像检测系统

在电容层析成像系统中,要求移相器的输出必须与检测信号达到精确同频同相,从而保证相敏解调输出的准确性．而在检测系统中存在大量杂散电容,使检测信号产生相移．为提高检测的准确性,以12电极油水两相流电容层析成像系统为研究对象,在分析电容层析成像系统测量原理的基础上,设计了电容层析成像检测系统,系统采用相干解调的方法避免了杂散电容对相位的影响．并通过实验验证了方法是实用可行的．     

微机控制便携式拉压试验系统机电接口的研究

本文对微机控制便携式拉压试验系统的机电接口进行了深入的研究。建立了完整的机电接口模块。对步进电机的集成功率驱动和细分、微小模拟信号的采集变送接口和数字反馈信号采集接口进行了深入的分析。     

一种高速图像采集装置的设计

设计了一种基于NIOS II 软核处理器为系统控制核心, 以高速线阵CCD 为图像采集器件、以SDRAM 存储器为图像缓冲存储器的高速图像采集系统。采用数字技术实现了图像信号处理与数据采集、CCD 降噪的算法 以及对图像缓冲存储器的控制。采用EDA 仿真及综合工具, 对所设计的电路进行了仿真、编程和硬件调试。设计 实现了一种高速图像采集装置, 并且简化了系统的硬件结构, 提高了装置的实时性。     

基于GPRS/Web/WAP服务的远程监控系统设计

设计了一种基于GPRS和Web/WAP服务的船载货物状态远程监控系统。利用ARM数据采集模块、GPRS无线通信模块、GPS定位模块、图像采集和图像压缩编码功能模块,实现原理图设计到电路板设计开发;同时将Web/WAP网络与这些模块所提供的数据流有机结合,利用各种现场采集的实时数据和历史数据,以网络的B/S模式呈现,可供监控中心人员参考,同时也可以利用网络平台控制远端摄像头的采集模式。实践证明,该系统可靠性高,性能稳定,具有良好的实用性。     

无线传输的视觉引导式AGV系统

为了提高自动引导车(Automatic Guided Vehicle,AGV)系统的灵活性,柔性设计了一种基于无线传输、单片机自动调速的视觉引导式AGV系统.利用车载无线图像采集模块获得路面标志图像,通过上位机程序进行图像处理,计算AGV控制参数,通过无线通讯系统发送至单片机调速系统,实现PWM直流电机调速控制.着重研究了无线传输和自动调速系统的方案设计和硬件实现,通过对AGV小车实验研究,该AGV系统能够稳定获取图像,较为敏捷和精准地实现无线控制和自动调速,具有较佳的柔性和灵活性.     

基于CameraLink的高速图像采集处理系统设计

针对高帧频相机输出的图像数据量大的特点,设计并实现了一种基于CameraLink接口的高速实时图像采集处理系统。该系统采用FPGA芯片EP3C55F484完成图像的采集和预处理,高性能的DSP芯片TMS320DM642完成复杂的图像处理运算。介绍了系统的设计思路、硬件结构和工作流程,并描述了系统各个功能模块的设计方法。实验结果表明,系统可实时完成500帧/s的图像数据采集和处理任务。同时,该系统实现了从CameraLink信号到SDI信号视频接口转换功能。     

基于LabVIEW虚拟仪器的无线电监测系统

描述的无线电信号监测系统能对空中的无线电信号进行频谱分析,是以软件无线电技术和虚拟仪器技术为主导,利用价格低廉的PCI的A/D采集卡、监听接收机和工控机作为硬件平台,使用NI公司LabVIEW7.1提供的成熟的数据采集、信号处理和TCP/UDP方面丰富的VI,高效快速的完成了软件模块开发和系统集成,试验表明此系统具有极大的灵活性和卓越的性能。     

面向物联网的智能家居系统设计

为了实现家庭设施的智能化控制,提出了应用物联网技术的智能家居系统设计方法,综合运用计算机网络、无线遥控、视频监控、视频编码与传输、电器控制等技术,以工控PC主板为核心,插入视频采集卡,应用设计的计算机软件进行MPEG4编码实现了视频录像功能,再将编码后的数据传送到网络或手机上,实现了远程视频监控.采用STC89C51单片机,将无线接收模块、无线发射模块、电话模块连接起来,并通过串口与PC主板连接,从而实现了报警信息采集、智能家居控制功能.通过协议转发器,将无线控制信号转发为红外控制信号,实现了对空调、电视等设备的控制,达到防盗监控、视频录像、远程视频监控、远程控制等诸多功能.     

基于MC9S12XS128单片机的智能车控制系统的设计

为实现车辆的智能行驶,以电动小车为研究对象,设计了一种以MC9S12XS128单片机为控制核心,由电源模块、电机驱动模块、图像采集模块、舵机驱动模块等组成的硬件电路,以HQ7620摄像头采集道路信息的智能车控制系统.针对外界环境的干扰,提出了一种二值化与中值滤波相结合的滤波除噪的方法,结合边缘检测法提取有效的黑线,使小车能够沿着赛道精准快速前行.采用经典的PID控制算法对电机速度和舵机转向进行控制,通过MATLAB对PID控制参数进行整定,极大地提高了系统的实时性和稳定性.经试验验证:该系统可使小车达到1.5 m/s的稳定循迹速度,达到了自动控制的目的.     

基于GPS的交通事故智能求救系统设计

本文分析了目前交通安全现状,提出了一种基于GPS的交通事故智能求救系统。本系统分为信号采集、信号处理和系统定位三部分,主要由压力传感器、无线信号发射模块、无线信号接收模块、MCU及GPS模块等组成。经测试分析,该系统能在车辆发生交通事故时对事故信息进行处理,通过GPS定位及时获取位置信息,发送短信并拨打指定电话,达到对事故人员实施救援的目的。     

基于ARM9的煤气含量控制系统

本论文是针对ARM9在控制方面的优点,采用实时采集数据、实时通信、实时监控等方法构成的煤气含量控制系统。本设计采用了基于ARM920T内核的芯片S3C2440来实现煤气含量的监控,本设计主要分为三个部分：PC上位机程序部分、下位机程序部分和煤气含量采集部分。主要的设计思路是：首先由S3C2440控制数据采集模块,实时监控空气中煤气的含量,并通过异步串口通信方式将数据传给PC上位机,同时PC上位机也通过串口通信将一些控制指令下传给S3C2440,S3C2440在收到来自于上位机的指令后对指令进行简单的分析并根据指令进行动作。系统程序是用EVC＋＋4．0编写的WindowsCE6．0操作系统,控制部分包括报警、开关阀门等,数据采集模块则使用TLC1543,煤气传感器则使用MQ216。通过联机调试,证明基于ARM9采用实时采集、实时通信、实时监控的方法实现煤气含量控制,效果是可靠的。     

谐振式悬架装置检测控制系统研究

在对谐振式悬架装置检测系统的基本结构、检测原理和系统构成进行阐述的基础上,介绍了悬架试验台的控制系统的信号采集方法,以及对信号处理和分析的过程。在软件控制系统中,使用了峰值包络线找极值的方法,剔除了干扰点对系统构成的影响,减小了测量的误差,确保了测试的重复性和数据的可靠性、准确性。