人眼自动对焦及瞳孔中心自动对准系统

针对现今非接触眼科测量仪器对焦对准速度慢、通用性差和操作复杂的问题,搭建了应用于眼科测量仪器的人眼自动对焦及瞳孔中心自动对准系统,并提出了基于四邻域-多方向两级梯度函数的自动对焦算法以及融合卷积神经网络智能感兴趣区域（ROI）窗口的瞳孔中心定位算法。通过实验实拍人眼离焦图像序列及人眼图像测试集,分别对提出的两个算法进行验证。结果显示：所提出的自动对焦算法的平均计算时间约为13 ms,清晰度比率为93.531,优于6种传统的评价算法;所提出的瞳孔中心定位算法的平均计算时间为10.2 ms,准确度为97.14%,相比Hough法、改进Hough法有较大的性能提升。实验结果证明所搭建的系统能够满足眼生物参数测量的准确性、实时性和鲁棒性要求,提升了仪器的自动化水平,有助于眼科测量仪器的智能化发展。     

高精度自动贴片机视觉系统定位算法研究

针对高精度自动贴片机的关键技术视觉识别定位算法进行了研究,针对贴片机PCB板标记点及元件图像的特点,提出了结合图像分割、几何特征识别与模式匹配的图像识别及定位方法。根据以上算法开发了针对视觉定位系统的图像识别软件,并用PCB板图像及元件图像进行识别定位验证。实验结果表明,该算法能够有效地完成贴片机视觉系统的识别定位任务。     

基于姿态跟踪的LINS晃动基座初始对准

为了提高激光捷联惯性导航系统在晃动基座上的初始对准准确度,将惯性仪表数据的低频波动看作载体真实姿态晃动的反映,采用对准算法跟踪这种姿态变化.粗对准在惯性坐标系进行,利用惯性系对准对姿态变化敏感的特性,跟踪载体姿态角变化,确保粗对准误差为小角度;精对准采用标准Kalman滤波,避免了复杂的非线性算法,将两个水平加速引入Kalman滤波的量测向量,利用水平加速度对姿态角变化的敏感性,提高了Kalman滤波对准算法跟踪载体姿态变化的能力.提出了一种晃动基座对准准确度的考核方法,通过激光捷联惯性导航系统车载晃动对准和跑车试验,表明所提对准算法可以在风扰、发动机工作、人员晃动等干扰条件下,实现自对准,对准时间180s,对准重复性为0.04°,跑车水平定位误差达到770m/h,满足高准确度惯性导航设备要求.     

基于人工标志识别的透射仪自动准直系统

目前大气透射仪存在发射端和接收端安装调校困难的问题,并且在工作过程中,发射端和接收端一旦发生偏移,光轴不处于一条直线,将大大影响能见度测量结果。针对这些问题,提出将近景摄影测量技术应用到大气透射仪的对准系统中,采用圆形作为人工标志物,通过图像处理及椭圆最小二乘拟合算法,计算人工标志物的圆心坐标,根据标志物的圆心坐标与摄像机镜头的中心坐标的位置关系,将发射端和接收端的摄像机镜头的中心通过旋转结构拉倒图像中心;由于摄像机与光轴是同轴设计,所以摄像机镜头对准就是实现了光轴的对准。实验证明,利用近景摄影测量技术能够实现大气透射仪快速准确对准,并且能够实时监控保证光轴始终保持一条直线。     

双池算法软件在对准偏差计算中的应用

提出了一种高精度的对准偏差算法－双池算法。根据这种算法，将暗场对准系统中扫描采集的光电对准信号，通过求出整个扫描曲线的对称点以代替传统的极值点或阈值点，使重复对准精度达０．１１μｍ（３σ）。文中对双池算法的原理、特点及数学表达式进行了详细的论述，并给出了实验结果。     

激光干涉测长未对准误差分析

分析了激光干涉测长原理,建立了测长光路中角锥棱镜的光线偏移模型及内部光程模型,推导了忽略直线度误差及角度误差的未对准误差对定位误差测量结果影响关系的简洁表达式,进行了定位误差的测定实验,给出了未对准误差的一种定量评估方法.     

基于BP神经网络的复杂彩色图像文本定位*

针对复杂彩色图像中文本的特征,提出了基于小波变换和BP神经网络甄别文本区域的算法.该算法首先利用文本块的边缘特征遴选出备选图像块,而后采用小波变换提取备选图像块的纹理特征,把这些纹理特征参量连同图像块的颜色特征和笔画特征参量输入训练好的BP神经网络,判断备选图像块是否包含文本.该方法运算简单,定位时间短.采用专用的文本定位比赛用图进行实验的结果表明,定位准确率可达到92％,召回率为87.4%.     

基于Zernike矩的亚像素边缘定位算法

亚像素软件处理技术可以在一定程度上补偿图像测量系统由硬件限制引起的边缘定位精度,提出了一种基于Zernike矩的亚像素边缘定位算法。该算法利用Zernike多项式的正交性与完备性以及复数矩幅度的旋转不变性计算出边缘的亚像素位置。计算出了像素为正方形与矩形(长宽比为4∶3)时的矩模板,使其应用范围进一步扩大。分析了由于矩模板产生的原理偏差,并提出了修正公式,使定位精度得到提高。进一步推导出了实际边缘模型的定位公式,导出了其存在的偏差,并进行了补偿。最终的实验结果表明,补偿后的算法对直线的定位精度达0.05像素,对曲线的定位精度可达0.07像素。     

眼底照相机自动调焦算法

基于眼底图像成像原理及特征,提出一种结合自动调焦窗口选择的眼底照相机自动调焦方法.根据改进阈值的局部信息熵调焦窗口选择算法实现调焦窗口的初步定位,按照多方向步进算法实现调焦窗口的最终定位.针对眼底图像对比度低的问题,结合区域对比度的清晰度评价函数与梯度向量平方函数的特点提出眼底图像清晰度评价函数.实验结果显示,提出的自动调焦窗口选择算法可以保证调焦窗口的稳定性及准确性,针对低对比度眼底图像的清晰度评价函数具有更好的灵敏度.     

基于中智学的非局部先验图像去雾算法

图像去雾是计算机视觉的重要研究方向之一。传统图像去雾算法存在去雾不彻底、去雾图像对比度低、halo效应、色彩失真等问题。针对上述问题,提出了一种改进的非局部先验的图像去雾算法。该算法使用基于中智学的模糊C均值聚类算法和一种混合暗通道先验的透射率优化方法,改进了传统非局部先验的图像去雾算法在大气光估计、雾线定位和透射率优化过程中存在的问题。结果表明,与几种常用的图像去雾算法相比,提出的算法在去雾图像的大气光估计、客观分析和主观分析等方面均有一定的优势。     

应用在高性能贴片机上的一种快速视觉定位算法

针对高性能贴片机须具有快速、准确的视觉定位的要求,通过改进一种混合空间增强的预处理方法,采用Hough变换与最小二乘法相结合的方法提取出了较为精确的边缘直线,实现了一种利用十字叉标记几何信息,并能进行快速对准的算法。实验结果表明,该算法具有较快的速度,对比例变化和局部残缺不敏感。     

Fabrication of alignment layer free flexible liquid crystal cells using thermal nanoimprint lithography

In this article, thermal nanoimprint lithography (thermal-NIL) has been utilized to transfer the microgroove pattern onto the plastic substrate. Without coating alignment polymer, the microgrooves on the flexible substrates can align liquid crystals (LCs) directly. The flexible LC cell is shown to maintain comparable electro-optical properties while bending. The plastic film and the alignment layer integrated into an alignment substrate could effectively prevent cracks of the additional polymer alignment layer during the bending process. This method is applicable to the roll-to-roll process to increase the production efficiency.     

基于Hough变换的高精度机器视觉对准系统的研究

随着集成电路特征尺寸的不断减小，I/O引脚数日益增加。对于高密度封装，尤其是2.5D/3D封装中，电子元件和基底快速而准确的对准十分关键。利用高性能CCD搭建了一套精密的光学视觉对准系统，并采用Hough变换算法对芯片和基底进行对准试验。采集的图像经过去噪预处理后采用形态学边缘检测方法提取对齐标记，并通过Hough变换得到4组平行直线，然后计算基底的位移和旋转角度并完成对准。使用Matlab编程配准，程序运行时间约为4.2 s，旋转参数的误差小于1.2°，x和y轴的平移误差均小于1 pixel。试验结果表明基于Hough变换算法的光学视觉对准系统可以快速而精确地实现芯片和基底对准，满足IC封装需求。     

高精度机器视觉对准系统的研究与设计

针对高精度自动贴片机,重点介绍了高精度机器视觉自动对准系统的结构和设计;介绍了相关的计算机控制软件系统的模块设计和开发。提出了模式匹配算法及相关的图像处理算法。仿真结果表明,该系统能够有效地完成自动对准的任务。     

梳状电极胆甾相液晶激光器的激光辐射谱

设计制作了梳状电极染料掺杂胆甾相液晶激光器件，研究了外加电压下的激光辐射谱。器件的下基板ITO电极刻蚀成梳状条形电极，电极宽度约2 mm，相邻电极间距分别约为1，3，5 mm。上基板无ITO电极。上下基板取向膜平行摩擦取向处理，使胆甾相液晶平面态排列。以532 nm的Nd∶YAG激光器作为泵浦光源，测量器件激光辐射谱。改变外加电压0~100 V，3个区域均出现了多模输出。在1 mm电极间距区域，可获得633.65~621.52 nm（12 nm）和683.15~664.35 nm（18 nm）的可调谐波长范围；在电极间距3，5 mm区域，辐射激光波长变化微小。在外加电压作用下，液晶分子均匀的螺旋周期排列受到扰动，液晶分子层螺旋轴倾斜，各个液晶畴的螺旋轴取向不一致，使有效螺距值缩短并有所浮动，引起出射激光波长蓝移和多模输出。利用光子态密度理论数值模拟了激光辐射谱。当有效螺距为倾斜角的函数时，随着倾斜角增大出射激光波长蓝移。     

Optical mosaic gratings made by consecutive, phase-interlocked, holographic exposures using diffraction from latent fringes

We propose and demonstrate a method for fabricating large optical mosaic gratings, i.e., gratings made by consecutive, phase-interlocked, holographic exposures on single substrates. It takes advantage of the latent fringes generated by the preceding exposure to align the substrate for the following exposure. Good angular alignment accuracy and period consistency between the fringes recorded by consecutive exposures can be achieved by using the large-area moiré pattern produced by the latent fringes and the alignment beams. Phase-interlocking accuracy of less than 4 degrees between consecutive exposures was experimentally achieved by using the heterodyne detection technique.     

水热法合成ZnO纳米棒图案及其场增强效应

利用水热合成方法在图案化的Au岛上合成了ZnO纳米棒图案,采用的溶液体系为六次甲基四胺和硝酸锌溶液,ZnO纳米棒的基底是ITO导电玻璃上的有序Au岛. 由于ZnO的异相成核速度在Au和ITO基底上具有不同的成核速度,因此ZnO优先生长在成核速度快的Au岛上,同时由于受到了溶液中前驱物种扩散的限制,纳米棒继续生长也被受到了约束. 通过调控六次甲基四胺和硝酸锌的浓度,可以调整不同的图案. 此外,利用X射线衍射、光致发光谱和场发射特性性能对水热合成的ZnO纳米棒图案进行了研究. ZnO纳米棒表现出良好的场增强性     

CCD扫描检测光束准直度

提出一种检测光束准直度的新方法。在对波面矢高进行定义的基础上,提出CCD轴向扫描检测激光束准直度的方法。利用采样光波在会聚透镜后形成的衍射图样,测量两个相同基准衍射图样之间的距离,即可确定入射光波的波面矢高,进而确定入射光波的准直度。在给出测量原理及模拟基准衍射图样的基础上．进行了实验验证。CCD轴向扫描方法具有结构简单、加工便利、操作方便的特点,是检测光束准直度的有效方法。     

一种改进的视觉传感器与激光测距雷达特征匹配点提取算法

激光测距雷达与视觉传感器的配准是视觉图像与激光距离信息融合的前提。激光测距雷达与视觉传感器的配准可分为点匹配与平面匹配。由于混合像素和非结构空间特征激光点丢失现象,使得基于点匹配的视觉传感器与激光测距雷达配准算法精度难以提高。通过对混合像素和非结构空间特征激光点丢失问题的分析,提出了一种结合平面建模思想,利用假想激光光束与平面模型相交提取匹配特征点的方法。验证了实验结果并进行了算法精度比较。实验结果表明,这种改进的特征匹配点提取算法解决了特征点缺失,并且提高了点匹配的精度,使匹配性能大大地改善。     

Nonplanar photolithography with computer-generated holograms

We outline a method for accomplishing photolithography on grossly nonplanar substrates. First we compute an approximation of the diffraction pattern that will produce the desired light-intensity distribution on the substrate to be patterned. This pattern is then digitized and converted into a format suitable for manufacture by a direct-write method. The resultant computer-generated hologram mask is then used in a custom alignment tool to expose the photoresist-coated substrate. The technique has many potential applications in the packaging of microelectronics and microelectromechanical systems.