基于误差递减修正法的非球面超精密加工

误差滤波和分离技术是超精密加工中的关键技术之一。采用误差递减法修正加工路径,利用修正的高斯权函数对测量表面进行滤波处理,设计并完成了整个误差递减系统,实现非球面的超精密车削加工,并在很大程度上提高其表面精度(P-V值)。通过实验验证,利用该加工方法,提高了加工效率,可明显地提高非球面的表面精度,最终达到面形精度小于200nm。     

基于Christopherson迭代的超精密加工流场分析方法

随着特种超精密加工技术的发展,复杂流体被越来越多地用于超精密加工工艺中。超精密加工流场分析具有几何特征复杂、流体本构特性多样、流体边界为自有边界等特点,传统流体数值分析方法难以实现可靠分析。从流体的一般特性出发,将D. G. Christopherson提出的非负二阶偏微分系统的超松弛迭代方法用于超精密加工流场分析,建立了适应性与可靠性兼顾的流场分析方法。以磁流变抛光为例,开展了抛光区域压力场数值计算,结果表明所得压力分布形态正确,且分布从x轴正半轴延伸到负半轴,与郑立功等人的实验测定结果一致。另外,基于Kistler力传感器对磁流变抛光过程的法向压力在0.1~0.3 mm浸深段进行了在位测量,发现计算与实验结果偏差均小于20%。表明了该方法的有效性与准确性。     

大口径平面光学元件超精密加工技术的研究

为了解决激光核聚变装置中大口径平面光学元件的批量制造难题,将先进制造技术和传统抛光技术相结合,提出了一种新的工艺方法,即使用ELID(在线电解)磨削代替传统的铣磨和初抛工序,以提高生产效率。利用数控抛光将工件抛光至最终的面形精度,以提高生产效率和减少边缘效应。将连续抛光作为最终加工工序,使加工工件的表面粗糙度和波纹度达到工程要求。实验证明这一新的工艺方法是可行的。     

黑腔芯轴超精密加工

黑腔制备是间接驱动惯性约束聚变靶制备的重要环节。一般的方法要把金电镀在芯轴上,具体制备工艺步骤包括：车削制作芯轴;用电镀法,在芯轴表面镀上适当厚度的金层;镀金芯轴二次装夹,按要求加工金层;溶掉芯轴,得到金空腔。由此可以看出,芯轴加工作为空腔制备工艺过程的首道加工工序,也是最重要的一道工序。芯轴加工质量决定了空腔制备所能达到的质量上限。因此,国内外都把其作为靶制备的重要环节加以研究。     

激光核聚变光学元件超精密加工技术的研究

论述了脆性材料延性加工机理。应用超精密加工技术解决了激光核聚变光学元件的大批量加工问题。研究了平面光学元件、KDP晶体和方形透镜超精密加工技术,给出了这三类光学元件超精密加工的工艺过程、机床设计准则和最佳工艺参数。     

圆柱面Fresnel透镜超精密加工方法的研究

聚光光伏发电可降低光伏发电成本,提高太阳能电池的转换效率,是光伏发电的发展趋势。Fresnel透镜是最常用的光伏聚光镜之一,柱面Fresnel透镜其截面呈圆形,与平板式Fresnel透镜相比,可在一定程度上增加太阳光的收集角度。圆柱面Fresnel透镜由于棱镜单元非回转,各棱镜单元参数各不相同,其加工一般采用拼接方式,不能实现一次成型加工。针对这些问题,提出圆柱面Fresnel透镜一次成型的超精密加工方法,研究加工过程中超精密机床运动参数与柱面Fresnel透镜几何参数之间的关系。对加工后的透镜进行了角度检测,其角度加工误差小于0.02%,说明加工方法具有极高的加工精度及准确性。     

基于超精密机床的光学自由曲面原位测量方法

原位测量是提高光学自由曲面面形精度的重要手段,对于提高加工效率、实现加工过程自动化具有重要意义。由于面形的复杂性,光学自由曲面原位测量一直是超精密测量领域的难题。提出了一种基于超精密机床的光学自由曲面原位测量方法,测量系统由LVDT气浮式传感器、红宝石探针和数据采集部件组成,采用螺旋线方式进行加工及测量路径的设计,通过运动控制接口实现机床坐标和测量数据的实时同步采集,快速精确地获取测量数据。实验结果表明,所加工的双正弦自由曲面的面形误差在±0.5μm范围内。     

光学非球曲面器件的超精密磨削加工技术研究

为磨削加工出高精度、高质量的光学非球曲面器件。详尽分析了砂轮的安装及半径等误差对零件加工精度的影响。设计研制出了一套非球曲面磨削系统 ,并用它进行了实验研究。实验结果表明 :要获得高精度的非球曲面器件 ,只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸低于 10 μm ,并在采用较高的砂轮线速度和较小的进给量的情况下 ,才能实现光学非球曲面的超精密磨削加工 ,经过各种磨削参数的优化选择 ,其非球曲面最终的零件轮廓精度为 0 4 μm ,表面粗糙度Ra优于 0 0 1μm。     

基于位的超光谱遥感图像无损压缩算法

图像压缩是超光谱遥感技术中急需解决的一个问题。分析了像素的高位与低位的相关性 ,提出了对字位进行运算的无损压缩算法。结果表明 ,本算法的压缩比与目前一些无损压缩比基本一致 (1 6～ 2 4) ,但这种算法运算简单 ,在去相关过程中 ,每位只进行一次运算 ,而且均为二进制运算 ,易于硬件电路的实现和进行实时压缩。所述思想为超光谱图像压缩提出了一条新思路     

基于曲率图的颅骨点云配准方法

为了提高颅骨点云模型的配准精度和收敛速度,提出一种基于曲率图的颅骨点云配准方法。首先对颅骨点云提取以特征点为中心并且包含其相邻点的三维形状块,将所有点投影到二维平面上;将投影点量化到二维支撑区域的相应单元中,并将其加权曲率编码为曲率分布图来构造特征点的区域曲率图描述符;然后基于区域曲率图描述符匹配具有相似局部形状的点来建立匹配点对,采用奇异值分解方法计算颅骨点云间的刚体变换关系,实现颅骨粗配准;最后通过引入动态迭代系数对迭代最近点(ICP)算法进行改进,使用改进的ICP算法实现颅骨的细配准。实验结果表明,所提粗配准方法是一种有效的初始配准方法。与ICP算法相比,改进的ICP算法在配准精度和收敛速度上分别提高了约11%和37%,配准耗时降低了约34%。为了验证所提方法的普适性,还采用兔子点云模型进行验证,结果显示改进的ICP算法的配准效果优于ICP算法。     

目标极点提取的改进算法

针对强电磁脉冲孔耦合瞬态响应的极点参数提取问题,将传统的矩阵束算法进行改进。通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关处理,能有效提高低信噪比时极点的提取精度。再将数据经离散化后构造Hankle矩阵,结合奇异值分解,求解其广义特征值,即可提取信号的极点参数信息。最后通过仿真分析以及对波形的重构,验证改进算法具有抗噪能力强、拟合度高的特点。     

An optimal robust digital image watermarking based on SVD using differential evolution algorithm

The main objective in developing a robust image watermarking technique is to obtain the highest possible robustness without losing the transparency. To achieve this objective, this paper presents a new optimal robust image watermarking technique based on singular value decomposition (SVD) using differential evolution algorithm (DE). The singular values (SV) of the host image are modified by multiple scaling factors to embed a watermark image. The modifications are optimised using DE to achieve maximum robustness and transparency Experimental results show that the proposed approach can effectively improve the quality of the watermarked image and the robustness of the embedded watermark against various attacks.     

目标极点提取的改进算法

针对强电磁脉冲孔耦合瞬态响应的极点参数提取问题,将传统的矩阵束算法进行改进。通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关处理,能有效提高低信噪比时极点的提取精度。再将数据经离散化后构造Hankle矩阵,结合奇异值分解,求解其广义特征值,即可提取信号的极点参数信息。最后通过仿真分析以及对波形的重构,验证改进算法具有抗噪能力强、拟合度高的特点。     

基于奇异值分解的运动模糊图像广义逆恢复方法

当线性模型应用于运动模糊模糊图像的恢复时,方程的最小二乘解是恢复图像的最优线性无偏估计。由于图像退化过程的不适定性,当观测值受到噪声干扰时,该解往往会远偏离真值。为了克服这个问题,通过对退化矩阵的奇异值分解,提取其不易受干扰的子空间,用该空间重构的逆矩阵具有良好抑噪能力,使图像在较长的运动模糊尺度内恢复时保持较低的失真。     

基于奇异值分解的光子相关光谱滤波方法研究

针对光子相关光谱颗粒测量法在测量超细纳米颗粒时,容易受噪声影响,导致拟合误差较大的问题,提出了一种基于奇异值分解的光子相关光谱滤波方法。其处理步骤为:利用颗粒系的光强自相关函数数据构造Hankel矩阵H;对矩阵进行奇异值分解;根据奇异值的大小分布,确定噪声级别和重建参数r;从重建矩阵H1中提取经滤波后的光强自相数据,再通过传统方法进行拟合,得到颗粒的粒径分布。实验中采用30nm标准乳胶球单分散颗粒系,以及30nm和100nm标准乳胶球双分散颗粒系进行实验对比。结果证明:基于奇异值分解的光子相关光谱滤波法有效地提高了测量准确性。     

A robust algorithm for high-resolution dynamic MRI based on the partially separable functions model

A recently developed partially separable functions (PSF) model can be used to generate high-resolution dynamic magnetic resonance imaging (MRI). However, this method could not robustly reconstruct high-quality MR images because the estimation of the PSF parameters is often interfered by the noise of the sampled MR data. To improve the robustness of MRI reconstruction using the PSF model, we proposed a new algorithm to estimate the PSF parameters by jointly using robust principal component analysis and modified truncated singular value decomposition regularization methods, instead of using the least square fitting method in the original PSF model. The experiment results of in vivo cardiac MRI demonstrated that the proposed algorithm can robustly reconstruct dynamic MR images with higher signal-to-noise ratio and clearer anatomical structures in comparison with the previous PSF model.     

基于高斯分布的星点图像亚像元定位算法研究

应用高斯点分布函数为数学模型,提出了一种新的获取高精度恒星质心位置的方法.由于入射到星像点邻域内像元中的光子能量呈近高斯分布,因此利用成像邻域内像元强度的比值,将高斯点分布函数展开成为关于质心位置的多项式,可将质心位置在x、y轴方向分别计算出来,并利用从星图中提取出的多星对角距误差的统计值来间接验证提出的算法.试验结果...     

被动线谱检测的子带分解和分方位区间融合算法

目标辐射噪声中低频线谱丰富,而且谱级比高、强度稳定,相比调制谱检测具有优越性。基于子带分解处理的现有融合方法适用在信噪比相对较高情况下,而当干扰是相干的或强宽带信号时,对线谱目标有效检测仍没很好解决。本文从子带空间谱统计特性出发,利用线谱谱级高出连续谱10-25dB;线谱频带所在方位区间的输出方位波动小,而其他分区间的输出方位波动大特点,提出了一种在信噪比低,多目标并存情况下更有效的弱线谱提取融合方法。理论仿真和海试实验数据处理结果验证该方法具有创新性、较常规方位稳定算法适用范围更广、检测效果更好,适合工程应用。