激光振镜扫描系统的快速软件校正算法研究

针对激光振镜扫描系统的图形畸变，根据由成像系统引起的几何畸变的后验校正法提出一种二次曲线校正模型．对于图形中每一条发生几何畸变后的直线，用二次曲线在水平和竖直方向去拟合，然后求得反变化的校正函数来校正图形的畸变，从而获得了一种准确快速的校正算法．该算法先拟合像场平面中最大边界直线发生畸变后的曲线，再求它的畸变量，并按比例求得像场中其他直线的畸变量．该算法的校正函数比从振镜扫描系统几何畸变公式导出的校正函数简单、实用，所用时间少．     

激光入射角对振镜扫描激光刻蚀质量的影响

以加工焦深限制范围内的倾斜平面模型来模拟工件表面的微观不平坦状况,对激光束以一定倾角入射工件表面的光斑畸变及其对刻蚀质量的影响开展了理论和实验方面的初步探索．结果表明,随着激光束入射方向与工件表面法向的夹角（简称入射角）的增大,光斑畸变量也越来越大,振镜沿水平路径扫描的刻蚀线宽始终比竖直路径的大,刻蚀线长始终比竖直路径的小;相对于水平刻蚀路径,竖直刻蚀路径刻槽的任意位置经历的激光辐照时间更长,物质蒸发、重熔更充分,刻槽更深,金属重铸层更厚,刻槽的侧壁和底部形貌更为平整光滑．     

基于三维扫描振镜系统音圈电机的离散滑模控制

近 20 a 来,激光扫描技术被广泛应用于工业加工领域,三维扫描振镜作为一种更高效的激光加工仪器,其核心部件和关键技术主要依靠国外进口。 针对国内对三维扫描振镜系统研究较少,且在传统控制方法下,振镜电机普遍存在阶跃响应慢和控制精度低等问题,设计了一种基于新型趋近律与干扰补偿器相结合的离散滑模控制器,该控制方法有效补偿了外部的干扰,具有强鲁棒性。 首先,建立基于三维扫描振镜系统的音圈电机线性动力学模型,并对该模型离散化,构建其离散状态空间方程;其次,依据滑模变结构控制理论设计离散系统控制器;最后,通过 Simulink 搭建控制系统的仿真模型,仿真结果表明:1%和 10%的全行程阶跃响应时间分别为 2. 1 ms 和 2. 4 ms,10%全行程正弦信号位置跟踪的定位精度在 3×10-4 mm 以内,实现了对指令信号的完全跟踪,达到了工程应用要求,为高速三维扫描振镜系统的控制研究提供了新的思路。     

三维激光扫描控制系统研究

开发了基于激光测量技术的三维扫描系统。给出了该系统的工作原理，并对决定控制系统性能的硬件和软件控制算法作了详细的分析。实验应用结果表明系统达到精度要求，软件易于扩展。     

基于Elman神经网络的振镜扫描系统误差校正技术研究

为了消除激光快速成型机中振镜扫描系统的非线性扫描误差，以提高系统的扫描精度，提出了运用神经网络校正激光振镜扫描系统误差的方法．通过对BP神经网络、径向基神经网络和Elman神经网络3种不同网络的对比分析，运用Elman神经网络训练有限个标定坐标点的误差补偿值，构造全视场误差补偿曲面，然后对视场坐标进行校正补偿．通过实例分析，测试件在z、y方向的尺寸均方根误差由原来的0．2296mm、0．2107mm分别减小到0．0232mm和0．0265mm．实验结果表明，采用Elman神经网络构造振镜扫描系统误差补偿曲面，对振镜扫描系统进行动态误差校正，可以显著提高快速成型机的扫描精度．     

激光快速成型系统的误差分析与校正

为进一步完善激光快速成型工艺,并提高快速成型技术的制造精度,对立体成型技术中广泛使用的振镜扫描系统进行了理论分析,提出并实践了一种新的校正算法.该算法用理论数据与激光束在相应点的实际数据进行比对,制成校正表,按插值算法校正实际的枕形畸变及其它误差.这种算法适用于使用振镜实现二维扫描的系统,能对应用这种原理工作的激光成型设备进行现场校正,并且能完全满足规定精度.     

基于高速数据传输控制的激光显示系统

文章给出了一种采用扫描振镜实现的激光动画屏幕显示系统设计方案,即计算机与嵌入式单片机相连的高速数据传输与控制系统,该系统能够快速、实时地完成动画数据传送,并通过振镜偏转角与屏幕上点的对应关系数据库的修正,很好地改善了图形失真问题;在振镜驱动控制部分,提出了位置-电流的串级控制思想,实验结果可以看出,伺服系统在避免输出功率放大级饱和的条件下,具有最短的大角度动态响应时间.     

VxD技术在实时数据采集系统中的应用

通过探讨Windows系统下高精度定时的方法和分析VxD技术的特点,实现了基于工业控制计算机和Windows下的高速高精度数据采集,并给出了数据采集系统的程序框架．     

激光扫描测量系统扫描速度不均匀的实时校正

在激光扫描测试系统的研制过程中发现，扫描电机转速波动是导致测试精度难以提高的主要原因。在实验研究的基础上，通过分析扫描电机的转动特性，提出了一种实时补偿电机速度的有效方法。     

Windows系统DMAVxD核心技术剖析及应用研究

从DMA控制器的硬件出发,用一个数据结构概括了它的结构描述,比较了DLL和VxD(SYS)虚拟设备驱动程序开发的性能,全面论述了Windows操作系统下VxD机制的DMA虚拟设备驱动程序开发的核心技术,即物理毗邻内存的申请、使用以及释放问题,对于3种可用的申请物理毗邻内存的方法进行了彻底剖析,并比较了优缺点,并且将其成功地用于AMCC5933视频信号采集卡的开发课题中.     

基于计算机视觉的三维激光扫描测量系统

介绍了基于计算机视觉三维激光扫描测量系统．该系统主要由双目视觉测量探头、图像采集卡、扫描机构及其控制部分组成．通过两个摄像机同时摄取一个扫描激光光条的图像,经图像匹配,利用视差,可计算得到光条上所有点的位置以及深度,即被扫描物体表面的三维信息．就系统中的摄像机标定、图像采集、特征提取、图像匹配及三维信息恢复等主要工作过程进行了论述．     

激光扫描共聚焦显微镜实验技术与应用

介绍了激光扫描共聚焦显微镜的工作原理、常规样品制备要求,以及图像获取的基本方法,包括光路设置及光强度调节、针孔的调节、增益值的调节、透射光路及DIC设置等.在此基础上,进一步介绍了共聚焦在生物学研究领域上的应用技巧,如多通道荧光采集、多层扫描及三维构建、荧光共定位及强度分析、时间序列扫描及光漂白技术,为快速掌握共聚焦的操作技巧提供有力的技术参考.     

激光超声系统的定标

介绍激光超声的发展概况、物理机理、应用、接收以及实验的装置和所用的超声探头的设计;用铜和铝作为系统定标的材料,测定了超声纵波的声速;对所得结果进行了分析讨论.发现用激光超声测定声速的时候,对于特定的材料,一定的厚度和合适的光斑大小对于减小实验误差是非常重要的.     

基于三维激光扫描技术的城市三维建模方法

本文以拓普康GLS1500扫描仪作为实验设备,以建筑物建模为例,从数据采集、点云处理、三维模型建立和纹理映射等方面探讨了利用三维激光扫描技术进行城市三维建模的方法。     

基于三维激光扫描的大型建筑物重构

三维点云数据的准确配准拼接与坐标转换是确保大型建筑物重构精度的关键.文章利用Scan Station2三维扫描仪对大型建筑物进行多测站扫描与配准拼接,分析了平面标靶与特征点配准的误差来源,提出了改进的特征点配准方法及坐标转换策略,并实例验证了该方法的有效性与优越性.     

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用

利用三维激光测量技术进行山区复杂地形测量的流程与方法,实验通过使用徕卡ScanStation2型号的三维激光扫描仪对西安市白鹿原北坡进行了扫描,对扫描后的各测站数据进行基于标靶的拼接,对拼接后的点云数据进行预处理。将基于扫描仪坐标系统的点云数据转换到基于施工独立坐标系统后,使用Geomagic和cass软件绘制地形图等高线。在测区内布设一定数量检核点,扫描时在检核点上安置蓝白标靶,采用全站仪测量检核点的独立坐标与扫描仪测量的坐标进行对比来验证扫描数据的精度,得到平面坐标差值绝对值最大值为0.024 m,而高程的差值绝对值最大值为0.029 m,实验结果表明,三维激光扫描仪满足地形测量精度要求。     

大幅面图像激光标刻的快速微机控制算法研究

提出了大幅面图像激光标刻系统的结构和工作原理 ,阐述了实现 10 0Mbit大幅面 (130 0mm× 10 36mm)图像标刻的算法 ,很好解决了大幅面图像标刻中过量占用系统资源的问题 ,实现了大幅面图像的快速标刻和标刻系统的实时控制 .利用软件处理实现了图像分辨率和标刻分辨率的匹配 ,减少了图像的锯齿形失真 ,使标刻的大幅面图像达到了最佳输出效果     

三维激光扫描技术在建筑物变形监测的应用

为了解决复杂的或高大的建筑物结构变形监测问题,采用了地面三维激光扫描技术,研究了三维激光扫描的单点定位精度,数据采集方法和相关的数据处理方法,提出了利用建筑物特征线是否变形来判定建筑物变形的思路。实验结果表明:该方法操作方便,计算结果可靠,能满足精度要求,具有工程实用价值。     

基于三维激光扫描技术的高边坡变形监测分析

针对高速公路高边坡容易发生失稳破坏且监测难度大等问题,提出采用三维激光扫描技术对高边坡工程进行非接触式变形监测分析。为解决多期边坡对象的大体量点云数据难以配准问题,设计了一套基于边坡的永久性三棱锥作为控制点,通过各期点云数据中三棱锥特征提取相应控制点,对多期点云数据进行坐标系换算,进而实现多期点云数据的坐标配准,并对配准后的多期点云数据进行分析,运用算法程序处理并提取边坡变形信息。结果表明:利用三维激光扫描技术对高速公路高边坡进行自动化变形监测,能够获取边坡从局部到整体变形信息,提前预知边坡发展状况,对边坡的失稳破坏做出预警。可见,将三维激光扫描技术应用于高边坡的变形监测具有显著地优越性、可行性和应用价值。