基于模糊快速Hough变换的盘孔边界识别方法

为了快速准确地识别出某型航空发动机篦齿盘均压孔的边界,提出一种新的模糊快速Hough变换.利用局部梯度信息将检测圆所需的3D Hough变换转化为一个2D Hough变换检测圆心位置和一个1D Hough变换检测圆的半径.在检测圆心位置时,对2D参量空间进行多分辨率分级,通过迭代计算由粗到精逐步细化参量空间.采用模糊投票的方法来处理边缘像素位置和梯度方向的不确定性.通过实验对比了模糊快速Hough变换与标准Hough变换、随机Hough变换进行盘孔边界识别的效果,结果表明模糊快速Hough变换可以快速准确地识别出盘孔的边界,性能优于另外两种算法.     

基于机器视觉的汽车仪表盘指针检测

基于机器视觉构建汽车仪表自动检测系统已成为实现仪表生产测试的主要途径。基于图像空间到参数空间的收敛映射提出了改进CM-Hough变换检测算法对汽车仪表盘的指针位置实施检测。首先,介绍了基于机器视觉对汽车仪表的符号片及指针进行自动检测的系统组成。接着,针对经典Hough变换发散映射运算量大的缺点,提出了基于收敛映射CM-Hough变换进行指针检测的算法,给出了利用Hough变换的检测结果直接解算指针位置的方法。最后,将算法由软件编程实现,通过测试实验验证了算法的实时性和有效性,测试数据分析显示了指针位置误差小于1%。     

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。     

仿生复眼系统的子眼安装孔对准误差检测方法

仿生复眼系统是一种多子眼拼接的大视场高分辨率成像系统,由一级同心物镜和二级子眼镜头阵列组成。为实现大视场无缝隙拼接成像,必须严格保证所有子眼镜头的光轴与同心物镜球心的对准误差在光学设计允许的公差范围内。首先,基于PSM(point source microscope)定位仪的自准直原理确定PSM的基准参考零位,然后通过转接器将PSM分别固定在所有子眼镜头安装孔中,计算经同心物镜反射后像点质心位置与子眼安装孔轴线对准误差的几何关系式,最后用Lighttools软件仿真检测光路并对所有安装孔对准误差进行检测。实验结果表明:所有安装孔轴线与同心物镜球心的对准误差均小于30μm。满足光学设计中子眼镜头光轴与同心物镜球心对准误差小于50μm的公差要求,从而保证了仿生复眼成像系统大视场高分辨率无缝拼接影像的获取。     

一种成像测量靶面同心圆的自适应检测算法

针对特殊环境下基于CCD成像的高准确度测量系统中,由于摄像机沿轴运动和绕轴旋转过程中其光学中心和靶面同心圆圆心不同心及同心圆图像的圆心在一定范围内随机变化而影响测量结果问题,提出了一套基于小范围内改进的Hough变换的共点直线检测快速算法、基于统计采样的同心圆分割区域自动划分算法、基于最小二乘拟合的同心圆参量高准确度检测算法.实现了对同心圆的自适应区域划分和高准确度检测.仿真和试验证明了该算法的有效性.     

高精度光学对准测量装置的设计

设计了一套光学对准测量装置,该装置主要由面阵CCD相机、光学镜头、图像处理模块、LED红光光源、球面反光镜组成。介绍了测量原理,测量目标采用等腰三角形排列,通过面阵CCD对目标所反射的图像进行采集,由图像处理模块对该图像进行实时处理,能够同时得到X、Y、Z以及旋转角度等四维坐标数据。推导了光斑图像坐标和被测平面距离等计算公式,并进行了对准精度分析。结果表明,该装置位置误差〈1mm,角度误差为0．24°,实现了高精度、自动、快速对准测量。     

多级微反射镜对准误差的分析与抑制

由于系统装调与器件定位精度的限制,空间调制傅里叶变换光谱仪中的两个多级微反射镜在对准过程中会产生相对位置的平移和旋转。为了明确对准误差对系统产生的影响,利用线性系统理论与标量衍射理论分别建立了平移误差与旋转误差对应的干涉图像与复原光谱的模型。通过对计算结果的分析,平移误差与旋转误差均会对边缘的干涉图元进行剪裁,从而在复原光谱中引入伴线,带来光谱噪声。根据平移误差与旋转误差对干涉图像的作用特点,提出一种对干涉图像进行区域补偿的方法,通过扩展多级微反射镜的阶梯级数扩大干涉区域,然后利用干涉图像内部有效的干涉图元进行光谱反演;计算表明该方法可以有效抑制对准误差给系统带来的影响,从而降低多级微反射镜的定位精度要求。     

基于印刷缺陷检测的图像配准方法研究

图像配准是机器视觉和图像处理的重要研究内容,针对印刷缺陷检测中图像配准效率低、误差大等问题,提出了区别于普通连续色调图像的新方法。采用数学形态学和Hough变换的方法检测图像配准的旋转角和缩放因子,并基于相位相关原理对傅里叶变换的范围进行改进,求取待检图像和标准图像之间的相对偏移量,最终实现文本印刷图像的高效配准。实验结果表明,平均配准误差控制在1个像素范围以内,而且整个配准过程在1s内完成,对文本图像具有较好地配准效果,能为文本印刷品的质量检测奠定良好的基础。     

光谱法确定离子束溅射Ta_2O_5/SiO_2薄膜的光学常数及其性能

采用双离子溅射的方法,在硅、石英基底上制备了单层Ta2O5、SiO2及双层Ta2O5/SiO2光学薄膜。结合Cauchy色散模型,利用石英基底上单层Ta2O5及双层Ta2O5/SiO2薄膜透射光谱曲线,采用改进的遗传单纯形混合算法,获得了Ta2O5和SiO2薄膜材料在400~700nm波段的光学常数。结果表明,理论分析值与实验测量值取得了很好的一致性,拟合出的单层Ta2O5薄膜折射率误差小于0.001,膜层厚度误差不超过1nm;双层Ta2O5/SiO2薄膜最大折射率误差小于0.004,最大厚度误差小于2.5nm。此外,还对400℃高温环境下双层Ta2O5/SiO2薄膜的微观结构、应力、表面形貌及光学性能变化进行了研究。     

高精度单轴旋转姿态测量系统研究

 采用90型二频机抖激光陀螺和石英挠性加速度计,利用单轴旋转惯性组件的方法,研制了高精度姿态测量系统。介绍了系统的硬件结构组成和无减震结构设计方案,给出了初始对准和姿态测量系统的算法。系统的初始对准采取粗对准和精对准两种方式, 姿态测量系统的误差传播特性由系统的误差模型来描述。对该系统进行了静态导航实验和长时间单轴旋转导航实验。实验结果表明：系统水平姿态24h保持精度优于30″,24h航向保持精度优于30″。     

二维振镜扫描系统调向误差分析

对比分析现有光束扫描系统的优劣,提出采用二维振镜扫描系统作为多光谱集成靶标的光轴调向装置,光轴调向装置的调向精度影响多光谱集成靶标的校准精度。通过对二维振镜扫描系统调向误差进行分析,建立二维振镜扫描系统调向模型,并进行了二维振镜扫描系统调向误差测量实验。结果表明:二维振镜扫描系统的方位角误差和俯仰角误差小于8″,调向角误差小于9″,调向误差小于10″,能够满足多光谱集成靶标光轴调向精度要求。     

Automatic optic waveguide chip packaging system based on center-integration algorithm

In order to realize efficient automatic packaging of the waveguide chip and reduce its cost, an integrated optic waveguide chip packaging system based on center-integration algorithms is designed and fabricated, which realizes 11-dimension position adjustment and fewer operation times. The integration center position is obtained through the sampling data. The system can avoid local optimum and reduce packaging time as well as packaging loss. The automated alignment of a single-core fiber with channel waveguide and single-core fiber system is completed in less than 2 min. The packaging experiment of a single-core fiber array with 1 × 8 splitter coupler and 8-core fiber array is completed in less than 5 min with an insert-loss of less than 10.5 dB and homogenization of less than 0.4 dB. The system is validated with good efficiency and practicability.     

基于FPGA的激光光束自对准电气自动化系统设计

激光光束技术运用的越来越广泛,包括光通信技术,激光测距技术,激光瞄准技术等,其中光通信技术范围最广;在光通信过程中,需要面对光束发射端与接收端中心对齐的问题,增加了操作的难度;针对光通信激光光束对准难的特点,研究并设计了一套基于FPGA的激光光束对准系统,利用在FPGA芯片上设计软硬件速度快、稳定可靠、研发周期短等特点;整个系统以FPGA芯片为核心,辅以操作电路、自适应算法;实验表明, 该系统较好地符合了光束对准的要求。     

红外鱼眼系统下的多目标航迹起始方法研究

为了实现红外鱼眼系统下对多目标航迹进行起始,分析了红外鱼眼系统下目标在像面上的运动特点,提出了用于红外鱼眼系统的多目标航迹起始算法。算法采用逻辑法中的3/4逻辑,利用最大速度约束法去除各采样周期中大部分非相关量测点,用Hough变换方法确定可能航迹,用匀速约束对航迹进行确认。利用模拟目标对算法进行了实验和分析,结果表明,该算法与标准Hough变换法和逻辑法相比,航迹起始性能有了明显提高。当杂波个数为450个时,航迹起始虚警率仅为14%;对非断点航迹的成功起始时间为3帧,对断点航迹的成功起始时间为4帧,且在密集杂波环境下算法执行时间也较短。     

Study on the Performance of the nonlinear Joint Transform Correlator

l.IntroductionJointtransformcorrelation[1]hasbeeninvestigatedwidelyinrecentyears[2~4]be-causeitsreferenceimagesandobjectimagescanbeuPdatedinreal-time[5J.Nonlinearjointtransformcorre1ationtheoretica1ana1ysis[']showsthatcomparedwiththelinearjointtransformcorrelation,non1inearjointtransformcorrelationcanproducemorehighautcacorre1ationPeakintensity,andthelargerPeaktosideloberatiothataregoodforelectronicdevicestodetectandana]yze.Onthebasisofthemodu1ationprincipleana1ysisoftheliq-uidcrysta11ightva…     

基于裂隙灯转鼓的数字化装校技术研究

针对裂隙灯转鼓的光学装校，提出一种数字化装校方法。该方法采用透射式装校系统原理，在检测光路前后加入十字线，通过观察2个十字线在CCD图像中的成像来判断装校质量，最后通过图像处理得到数字化信息。通过提取2个十字线的中点坐标，判断转鼓光学系统的光轴是否一致；通过提取CCD图像的清晰度大小，判断转鼓光学系统是否对焦。利用该方法对转鼓进行装校，结果表明:该方法是一种利用图像处理技术将装校位置信息转化为数字信息的数字化方法，通过数字图像分析装校误差在0.1 mm以内。     

高精度自动贴片机视觉对准系统及其图像处理

阐述了高精度自动贴片机视觉对准系统的构成和原理。介绍了利用模式识别理论和图像的不变矩实现定位标志存在性判断的原理及算法和定位标志对准的原理及相关的图像处理算法,以及其中的点模式匹配算法。试验结果表明,定位标志存在性判断算法可以有效地区分不同的定位标志和判断定位标志是否在视场之内;定位标志对准算法在输入图像旋转、平移、定位标志被部分遮挡时,能精确地得到定位标志的位置偏差。