基于蒙特卡罗模拟的射束硬化校正方法

传统的射束硬化校正方法, 通常需要针对每一种材料测量该材料对射线的吸收曲线. 由于吸收曲线对实验条件有很大的依赖性, 每当改变X光机电压或者被测工件的材料等条件时,需要重新测量吸收曲线才能完成硬化校正过程. 这种方法费事费时. 本文提出了基于蒙特卡罗模拟计算物质吸收曲线的硬化校正方法. 实验中, 分别用本方法和传统的硬化校正方法对铝工件进行硬化校正, 经过比较, 确认本方法是有效的. 然后用该方法对不同材料(铝、铁和铜)的工件进行校正. 实验结果表明, 本方法能有效消除各种材料工件图像中的硬化伪影, 是快速的和切实可行的.     

基于计算莫尔轮廓术的实时三维差异性特征检测

随着工业自动化程度的提高,工件在线实时测量的需求越来越大,将待测工件与标准工件的三维形貌进行差异性检测,从而实现快速合格产品的筛选具有重要的研究意义。传统的差异性检测方法通常采用反向条纹技术,它是通过摄像机与投影仪之间的坐标对应关系,投射到标准工件上的条纹成直线分布,当待测工件放置在同一位置时,直接由直条纹的变形量直观反映出待测工件与标准工件的差异性。提出了一种实时计算莫尔轮廓术对工件进行差异性检测的方法。采用计算莫尔轮廓术的单帧采集特性,仅需计算截断相位并建立差异性评价函数模型,用评价函数的大小直接反应差异性特征,通过评价函数的最值点来跟踪标准工件与待测工件的对准点,从而实现二者差异性的精准检测,并且在差异性检测的过程中已经保存了采集的条纹数据信息,可以直接在对准处进行即时的三维重建,实验结果验证了所提方法在三维差异性检测中的可行性。     

等电位辉光放电电子温度的光谱测量与计算

用SII- IV 型全息凹面光栅单色仪对各种工艺参数条件下双层辉光等电位放电的发射光谱的相对强度进行了测量, 获得一系列光谱谱线。通过对玻尔兹曼方程式的计算, 得到了不同工艺条件下等离子放电时的电子温度。分析了工件电压、工作气压对电子温度的影响。结果表明: 在本工艺条件下, 电子温度随着工件电压的升高, 先减小后增大, 然后又减小, 并随着工作气压的增大而单调增大。工作气压的变化较工件电压的变化对电子温度的影响大。     

基于CT序列图像的旋转体积测量方法

针对工程应用中常见的轴向变化剧烈工件,研究一种Zernike矩亚像素层间拟合轮廓旋转积分的高精度体积测量算法。首先用Zernike矩方法提取亚像素级轮廓,其次采用多项式拟合切片轮廓,并进行等相角间隔采样;然后对等相位的轮廓点采用多项式拟合并通过外插法自动预测工件顶端,将各拟合轮廓旋转一个相角,对旋转块积分并累加得到待测工件的体积。分别对体积相等的3个试块进行CT扫描测量实验,结果表明该算法的测量误差低于0.7%;对实际含内腔工件进行测量实验,结果表明该算法测量精度是Canny台体法的1.5倍。     

线阵CCD用于长距离衍射准直测量

本文介绍了在半导体激光光纤与位相板相结合的准直情况下,利用线阵ＣＣＤ探测器测量大型工件形位误差遇到的光强变化而引起测量误差的问题,并对用线阵ＣＣＤ进行衍射信号测量的原理和特点作了分析。根据ＣＣＤ的工作原理和特性,提出了利用自动控制ＣＣＤ积分时间的方法,使ＣＣＤ输出的信号峰值保持恒定,提高了系统的测量精度。     

基于CT序列图像的旋转体积测量方法

针对工程应用中常见的轴向变化剧烈工件,研究一种Zernike矩亚像素层间拟合轮廓旋转积分的高精度体积测量算法。首先用Zernike矩方法提取亚像素级轮廓,其次采用多项式拟合切片轮廓,并进行等相角间隔采样;然后对等相位的轮廓点采用多项式拟合并通过外插法自动预测工件顶端,将各拟合轮廓旋转一个相角,对旋转块积分并累加得到待测工件的体积。分别对体积相等的3个试块进行CT扫描测量实验,结果表明该算法的测量误差低于0.7%;对实际含内腔工件进行测量实验,结果表明该算法测量精度是Canny台体法的1.5倍。     

基于蓝光扫描仪的高光面小圆角结构测量方法

对于高光表面及小圆角结构工件，传统的光学测量方法以及设备难以满足工程要求，基于蓝光扫描仪，提出一种球心偏置测量方法。在待测工件表面附着经220目砂粒喷砂处理的钢球，利用蓝光扫描仪对钢球进行快速扫描并拟合出扫描点云的球心点，沿待测工件表面法矢方向偏置钢球半径可得到工件表面实测点。利用该方法对标准圆棒进行测量，拟合直径差值为0.000 2 mm，测量精度在0.03 mm以内，验证了该方法原理的可行性。以进排气边圆角R < 0.1 mm的抛光叶片某条截面线为例，测量精度在0.03 mm以内。该方法不受待测工件表面材质影响，对于高反光表面以及具有微小结构特征工件的测量具有重要意义。     

用于光学记录的非球面透镜复制模具及其测量

本文讨论在计算机数控机床上用硬质材料研磨非球面模具,以及用触针技术测量模具的形状。对用这些模具复制的NA=0.45透镜进行了测量,在波长为780nm时,得到小于0.030波长的光程差均方根值。     

CFETR1/32真空室机加工件的激光测量研究

在1/32真空室部件后期机加工时，采用激光跟踪仪对工件进行测量，从而解决了其在机床平台上定位基准的问题。在工件安放在机床平台后，首先通过测量拟合出工件的设计坐标系，确定其装配基准点；其次在工件外部加工出具备XY、YZ、XZ三正交平面特征的辅助标准块，建立机床坐标系；然后使用激光跟踪仪同时测量工件和辅助标准块，确定工件与辅助标准块的相对位置关系；最后机床以辅助标准块作为定位基准来完成工件的加工。使用该方法已完成两个1/32真空室部件的加工，并且加工精度在公差要求范围之内，验证了该方法的合理性和可操作性。     

大尺寸工件视觉测量中的图像拼接方法

为提高大尺寸工件机器视觉测量精度,提出一种基于坐标变换的图像拼接方法,并给出该坐标变换方法的解算模型及求解方法,分析了局部测量误差、重叠区域公共点个数等对坐标变换精度的影响,得到了最佳拼接条件,并通过实验对其进行了验证。实验结果表明,该方法简单易行、结果可靠,对存在平移、旋转以及尺度缩放的图像都具有良好的效果,能有效地解决采用机器视觉进行大尺寸工件精确测量时的坐标归一化问题。     

Measurement of Slopes of a Deformed Object Corresponding to Different Directions with Digital Holography

A digital holographic method that can be used for the simultaneous measurement of slopes of a deformed object in different directions is described in this paper. In this method, two holograms are recorded numerically under the normal and deformed states of the specimen, and two object waves are numerically calculated from these two holograms. The slopes corresponding to different directions are measured by superposing the two object waves with appropriate shifts. It is a superior method in regard to the simple experiment setup, the flexibility in handing the data, and the high quality phase maps.     

Measurement of Slopes of a Deformed Object Corresponding to Different Directions with Digital Holography

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｔｓａｒｅｏｆｔｅｎｉｎｔｅｒｅｓｔｅｄｉｎｔｈｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｏｆｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒａｔｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｔｓｅｌｆ ,ｂｅｃａｕｓｅｓｔｒａｉｎｓａｎｄｈｅｎｃｅｓｔｒｅｓｓｅｓａｒｅｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ.Ｔｈｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｆｒｏｍｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄａｔａｂｕｔｔｈｅｐ…     

Automatic detection of the belt-like region in an image with variational PDE model

In this paper, we propose a novel method to automatically detect the belt-like object, such as highway,river, etc., in a given image based on Mumford-Shah function and the evolution of two phase curves. The method can automatically detect two curves that are the boundaries of the belt-like object. In fact, this is a partition problem and we model it as an energy minimization of a Mumford-Shah function based minimal partition problem like active contour model. With Eulerian formulation the partial differential equations (PDEs) of curve evolution are given and the two curves will stop on the desired boundary. The stop term does not depend on the gradient of the image and the initial curves can be anywhere in the image. We also give a numerical algorithm using finite differences and present various experimental results. Compared with other methods, our method can directly detect the boundaries of belt-like object as two continuous curves, even if the image is very noisy.     

偏转平台剪切电子散斑干涉相移技术研究

在沃拉斯顿棱镜作为剪切器件的传统剪切散斑干涉术中,由于错位的二物光束同光路传播,很难通过将它们分开来引入附加相位的方法实现相移。本文提出的偏转平台法是利用平台上物体的偏转来引入附加相位的,从而可以实现剪切电子散斑干涉的相移。理论分析证明,物体的偏转可以引入稳定、线性的附加相位,并给出了物体偏转角度与附加相位之间的关系式;利用周边固定、中心加载圆盘进行了典型实验,给出了实验结果,证明偏转平台相移技术能够有效地从干涉条纹中提取位移导数信息。     

三维面形的光栅投影合成测量技术

本文提出一种新的物体三维面形测量技术,它在传统的光栅投影测量法的基础上,对待测物体的左右两边分别进行测量,然后将上述的结果进行空间合成。这种方法能够有效地解决目前三维测量中存在的阴影及测量范围不大等不足和问题,为这种方法的实用性提供了广阔的前景。     

复杂背景灰度图像下的多特征融合运动目标跟踪

为解决低对比度、低信噪比、目标旋转、缩放等非理想状态给跟踪算法的研究带来的诸多困难,本文提出灰度图像多特征融合目标跟踪算法,保证在满足工程实践需要的条件下,能够对目标进行稳定的跟踪。算法首先对灰度图像利用Sobel算子求出梯度特征,将X、Y双方向的梯度特征与灰度特征相融合得到新特征,新特征在核密度函数下对低对比度,目标轮廓形状变化较大的情况有较高的适应性和稳定性,再利用背景建模的方法对提取的运动目标区域进行加权,降低非跟踪目标的权值,最后对融合后的加权特征目标利用改进MeanShift算法进行跟踪。通过大量的实验表明,该算法适应目标和背景的复杂变化,并且具有较强的鲁棒性,基本满足在复杂背景灰度图像下目标跟踪的工程实际需求。     

用体全息术对皮秒光脉冲进行二维测量

本文提供一种测量两束相干的ps光脉冲的空间二维时间振幅相关函数的新方法.在此方法中,光脉冲是被记录在一种光致折变的体积全息介质中,而所记录的信息可以通过直接量度在介质中所形成的光栅的空间分布而读出.这种方法可的可行性已为实验证实,它是通过3.5ps倍频锁模Nd:YAG激光测量光致折变晶体LiNbO₃来实现的。     

用傅里叶谱位相方法对运动目标定位

介绍一种利用运动目标图象傅里叶谱位相信息实现对目标定位的新方法，该方法具有较高定位精度，且不受运动目标姿态发迹的影响。文中介绍原理，给出计算机仿真和实验测量结果，并讨论实际应用的可行性。     

Holographic contouring using double-source technique and Fourier transform analysis

This paper describes a double-exposure holographic contouring technique by the movement of the object beam through fibre optics. Single-mode optic fibres are used to transfer both object and reference beams. Between two exposures the object illumination beam is displaced. The contouring fringes can be visualised on the object surfaces. The fringe patterns are automatically processed by the fast Fourier transform (FFT) method, which produces a 3D perspective plot. Examples are given for different objects.     

Separation of vibration fringe data from rotating object fringes using pulsed ESPI

In industrial and other types of non-controlled environments, an unbalanced rotating object may present characteristic out-of-plane vibration amplitude at a specific frequency. For this type of cases and as a first step towards a complete evaluation, it is only desired to visualize the effect of the vibration on the rotating object, or vice versa, for instance to achieve object balancing. Real time optical non-intrusive measurement techniques such as pulsed electronic speckle pattern interferometry (ESPI), are well suited to study this rotating-vibrating object. The advantage offered by ESPI is that real-time fringe data is qualitatively analyzed while being observed on a TV monitor. The present paper proposes a qualitative method, based on pulsed ESPI, to separate rotation fringes from fringes solely related to vibration. The method relies on a high precision scheme that synchronizes and fixes an object point during rotation, without the use of an optomechanical object derotator.