血液流场测量系统研究

将激光片光源照相技术应用于真实血管的血流场研究中,通过分析设计了测量系统.该片光源由激光器和柱面镜及凸透镜产生,厚度为0.04～0.06mm.利用数字CCD摄像机记录被片光源照亮的单曝光的粒子图像并且编写了相应的处理软件对图像进行后续处理.该软件结合了特征跟踪和模板匹配的优点,先对连续两幅图像作特征跟踪找到前一帧各区域的大致速度大小,然后对这两幅图作模板匹配,其中后一帧中的模板匹配的中心根据前面得到的该区域的速度大小移动相应的距离.这样就可以在一个相对小的区域作相关,节约了运算时间.同时对相关系数做拟合得到了亚像素精度级.该软件可快速精确地实现速度矢量场的获得.     

基于三维激光扫描的倾斜圆面直径测量系统

针对倾斜圆面的空间几何特征,提出将三维激光扫描技术与虚拟环境 引导定位结合的快速圆面直径测量系统。该系 统通过圆面边缘端点来约束移动激光扫描仪的扫描视角与深度,并在虚拟环境下实时跟随扫 描仪轨迹构建虚拟测量基准面, 进而参考已标识的端点与基准面相对位移变化,来逐步规划扫描仪的轴向运动路径,以此实 现边缘轮廓的自动高质量采样; 依据高度特征变化识别定位圆面边缘端点,并结合空间投影和最小二乘原理拟合出圆面直径 。为验证系统的精度和可靠性, 对处于不同倾斜状态的圆台工件(55±5mm)进行直径检测。结果显 示,系统可在3s内完成直径测量,检测分辨率为5μm、 检测精度为20μm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和 高效性,能很好满足在线生产中对倾斜圆面直径的检测要求。     

K-均值聚类中心分析法实现红外人体目标分割

针对由于不同红外成像设备参数差异以及目标周围环境影响而造成的红外目标分割阈值自动选取算法的鲁棒性差这一问题,本文从红外成像的机理出发,提出了一个新的解决方案并加以实现。首先对图像的直方图采用K-均值聚类,然后通过对聚类中心分布特点的分析,确定图像分割的阈值。该方法不需要事先对图像进行均衡和对背景分布进行假设。实验结果表明,算法具有良好的鲁棒性。     

基于局部坐标二次微分的自适应全变分去噪复原

针对传统TV去噪复原算法以梯度模值作为图像的边缘检测算子,无法清晰地识别边缘和灰度渐变区及去除平坦区内的孤立噪声的问题,提出了一种基于局部坐标二次微分的边缘检测算子对传统模型进行改进。改进后的模型能根据各像素点的新检测算子信息,自适应选取复原模型中决定扩散强弱的参数,并且利用图像局部信息对正则化项和保真项进行加权。同时在数值实现上,采用一种基于梯度矢量的方向变化的方法来实现散度离散化,以更加有效地保留图像的局部细节信息。数值试验表明,该算法在克服灰度渐变区内的阶梯效应和保留图像的细节边缘方面明显优于传统算法。     

核燃料元件直线度自动检测系统研究

结合核燃料元件的特点,建立核燃料元件直线度的动态测量模型,研制了核燃料元件直线度自动检测系统。该系统利用人一机交互界面对一根锆合金包壳管进行扫描,通过CCD光透过型激光传感器非接触测量包壳管中心轴线空间直线度的方法,实现了核燃料元件直线度的自动检测。该系统检测的分辨率达到0．001mm、检测精度为0．01mm、检测速度为3根／min,并具有数据实时显示、超差和安全报警等功能。实际测量结果表明：该系统安全、稳定、可靠。     

基于改进聚类中心分析法的红外行人分割

远红外图像中人体目标分割阈值自动选取算法的鲁棒性较差。为此,从远红外图像的成像机理出发,提出一种改进的K均值聚类中心分析法。当所属类别不同时,聚类前呈线性分布的聚类中心会在聚类后明显转折。根据该特点,将聚类后待测类别的实际聚类中心值与理论聚类中心预测值的绝对差值作为测度函数,选择转折点并确定图像分割的阈值。实验结果表明,该算法具有良好的鲁棒性与抗噪性。     

用于激光粒度测量系统的自扫描探测器光电特性校正方法研究

研究了扇形自扫描光电二极管列阵（ＳＳＰＤ）的光电特性，分析了器件的特殊结构和非线性转换特性，提出了一种快速、准确的修正方法。     

基于激光扫描的大尺寸圆锥体几何测量系统

针对大尺寸圆锥体工件的几何形貌,提出将三维激光扫描和虚拟环境引导定位结合的快速几何参数测量系统。该系统由两个固定的激光扫描仪高速获取工件两端上表面的关键轮廓,并依据端面特点构造垂直和水平的虚拟基准面,从而生成三维虚拟测量模型;通过高度特征变化识别端面端点位置,结合空间投影和最小二乘原理拟合出端面的圆心位置和直径大小;由空间圆心几何关系计算出锥体高和半角。利用该系统对几种典型的大尺寸圆锥体进行检测,得到端面直径和锥体高的检测分辨力为10μm,检测精度为100μm,锥体半角检测分辨力为0.001°,检测精度为0.010°。实际运行结果表明,该设计系统结合人机交互界面,能很好满足在线生产中对大尺寸锥体工件几何参数检测要求。     

基于图像运动区域的红外多行人跟踪

针对红外视频监控中的多行人跟踪问题,提出了一种基于图像运动区域的跟踪算法。首先应用三维中值滤波方法建立背景模型,然后使用背景差分法得到运动区域;基于运动区域之间特定的匹配准则,建立帧间运动区域匹配矩阵,从而实现目标的跟踪。使用实际红外图像序列进行测试,该算法鲁棒性好,能够快速有效地实现多行人的跟踪。     

动态光散射在烟气颗粒粒径分析中的应用

本文阐述了动态光散射测量的基本原理,尝试性地利用动态光散射技术进行了气体中烟气颗粒的粒径测量.利用Brookhaven公司的BI-9000相关器搭建测量平台,探索了动态光散射技术在气体中测量烟气颗粒粒径的方法,分析了在测量中遇到的关键问题,如烟气颗粒浓度.颗粒吸附作用等,并初步提出解决问题的方案.本文先后对两种不同的烟草样本进行实验,两组测量数据表现出明显的差异,同组数据在一定范围内波动,说明了动态光散射在烟气颗粒测量中有一定的应用潜力.