标准金属量器液位图像识别装置的研制

在使用标准金属量器对液体进行计量过程中,传统的人工读取液位的方法测量效率和准确度都比较低。提出了一种高精度的标准量器液位图像识别装置,该装置主要由水平调整和图像处理两部分组成,选用S3C2440 ARM芯片和Linux嵌入式系统作为硬、软件平台。水平调整是通过SCA100T双轴倾角传感器测量量器的倾角并控制步进电机自动调整;对采集的液位图像,由OpenCV进行灰度化、滤波、边缘检测、液位提取,再经过标定计算转换成实际液位高度。实验结果表明该方法能快速测量液位,精度高,应用于燃油加油机计量检定装置上,有较好的推广价值。     

基于OpenCV的水银体温计示数实时检测

为了实现对水银体温计产品的在线非接触式检测,设计一种示数检测系统;基于特殊的机械运载平台设计配合线阵相机对体温计产品进行图像采集,基于OpenCV开源视觉库对图像进行处理,提出一种基于模板匹配和纵向扫描端点查找的图像搜索算法,通过确定刻度线和水银柱升降端在图像中的相对位置关系计算体温计示数;不借助外部测量仪器对产品示数进行实时检测,可有效取代传统的人工操作方式;实验结果表明,该系统运行稳定且具有较好的实时性,检测精度较高,满足测量不确定度小于0.1℃的检测要求。     

一种双波段图像实时融合实验系统

针对在紫外检测中可见光与紫外图像融合的实际需要,研究了实时融合技术。建立了一种以高性能数字信号处理器TMS320DM642为核心的双波段图像实时融合实验系统。介绍了系统的设计原理、各组成部分的功能及其特点。结果表明,该实验系统原理可行,能对可见光和紫外图像进行高速采集和实时隔合。     

基于高帽变换算法的液位检测技术的研究

将数学形态学中的高帽变换算法应用于液位高度的检测之中。利用形态学高帽变换,并选用大结构元素,对具有复杂背景的比色皿中的液位图像和分层液位图像进行处理,实现了液位高度的快速准确检测。实验结果表明,该方法适用于医学生化分析仪比色皿中样品液位高度的检测,其原理也可以用于其他工业装置中的液位高度检测。     

基于ZigBee无线传感器网络的输液监测系统的设计

结合ZigBee无线通信技术设计了一款输液监测系统,该系统有效地解决了静脉输液过程中存在的输液速度难掌控、输液中断无报警、输液完毕无提示等问题;采用ZigBee无线传感器网络和红外光电传感器对输液过程进行实时监测,并将采集的液滴速度、液位信息、输液量等信息反馈至上位机,医护人员通过上位机可视化软件平台监测输液过程;实施结果表明:该系统液体滴速检测准确,其误差在±2滴以内,当液位降低到一定量或者输液出现异常情况时,终端节点可以发出声光报警信息,上位机软件发出橙色或者红色报警信息,提醒医护人员有效地处理紧急情况,提高输液的安全性,减少医疗事故。     

基于特征融合的多尺度窗口产品外观检测方法

为提高产品外观质量的检测精度和实时性,提出一种基于特征融合的多尺度滑动窗口机器视觉检测方法;在训练阶段,首先提取图像的HOG特征和Lab颜色特征,并采用典型相关分析法(CCA)进行特征融合;接下来,采用支持向量机(SVM)对融合的特征进行训练,生成分类器;在检测阶段,产品外观不同区域对精度的要求不同,为提高检测效率,生成不同尺度的滑动窗口,在每个窗口中都进行图像的特征提取与特征融合;最后,对采集的图像序列进行匹配,实现产品外观划痕的实时检测;实验中,选取不同的特征提取方法进行对比,并分别生成大小不同的滑动窗口,通过分析实验结果,结合检测时间与精度,确定各个区域的窗口尺度;实验表明,与传统的检测方法相比,所提方法在检测精度和实时性上具有显著提高。     

视网膜OCT图像中液体分割方法的研究

光学相干层析成像(OCT)广泛应用于眼科,用于观察视网膜的形态,对病变区域的检测和诊断评估具有重要意义。由于液体的积聚引发的一系列视网膜疾病,针对视网膜OCT图像中的液体检测和分割问题,设计了一种具有全局上下文特征信息的神经网络,利用多尺度的特征提取与融合的方法,提出了一种多尺度的并行提取与高度融合的U型网络模型PH-UNet,这是一种新的用于视网膜OCT图像液体区域分割的深度卷积神经网络。PH-UNet网络通过捕获多尺度的上下文信息,更好地利用信息提取和融合的方法对视网膜OCT图像中液体区域进行端到端的分割。将提出的模型对MICCAI RETOUCH数据集中三种视网膜液体视网膜内液体(IRF)、视网膜下液体(SRF)和色素上皮脱离(PED)进行分割并与其他经典的分割网络模型进行了比较,在precision精确率、dice相似系数、mIoU平均交并比三种指标上取得了最佳效果证明了其优越性。     

自动开伞器开伞高度模拟测试系统设计

自动开伞器作为航空救生系统的关键组成器件,通过高度控制能够实现自动开伞,对其高度控制精度进行检测至关重要;提出了一种基于线性插值法的气压高度解算方法,据此设计了一套自动开伞器开伞高度模拟测试系统;系统选用PMC51绝压传感器和AD7705转换器进行信号采集和转换,采用STC89C52单片机作为主控制器进行数据处理和控制,实现了自动开伞器动作控制、高度模拟和实时显示;试验结果表明,利用该系统进行开伞高度检测的误差不差过0.1%,系统测量精确度高、稳定性好,能够满足各型自动开伞器开伞高度检测需要。     

实时图像记录与处理系统

针对图像记录与处理的实时性问题,设计并实现了实时图像记录与处理系统,同时实现了对高速图像采集、海量数据存储和实时图像处理功能。介绍了系统的硬件组成和图像实时记录、处理的软件设计,在实时图像处理中将最小二乘法应用于角点检测,实验结果表明该方法检测精度能达到亚像素级,而且对噪声不敏感,检测稳定性好。     

基于运动目标尺寸检测的实时图像处理与显示

运动目标尺寸实时检测与显示是运动图像检测和应用视觉研究领域的一个重要课题,而图像处理则是其核心内容;文章针对采集到的图像进行一系列的处理,最终实时显示图像并获得运动目标的尺寸等信息;首先针对采集图像时电子设备的不稳定性和检测模块的不一致性,进行中值滤波和增益校正同时将处理图像实时显示出来;然后对其整体图像进行分割与二值化、角点检测和边缘拟合处理,获得目标的尺寸信息;最后利用VC++将整体处理图像及尺寸信息显示出来,以便于图像理解和模式识别;实验证明,文章提出的算法、软件的设计很好地滤除不相关的目标,保存感兴趣目标,具有良好的实时性、精确性,能够满足当代工业检测设备中的要求。     

飞秒激光非线性频率转换的自适应优化过程

使用闭环控制的自适应控制光学系统对飞秒激光的波前进行调控,可以有效改善激光与物质相互作用中由于相位畸变或光路偏差导致的效率下降。利用可编程纯相位的液晶空间光调制器结合模拟退火算法设计的自适应优化系统,在BBO晶体的飞秒倍频过程中实现了对相位畸变和光路偏差导致倍频效率下降的自动补偿,从而实现飞秒倍频效率的最优化。     

光电仪器结构设计中的经济性研究

针对光电仪器行业对降低光电仪器成本日趋渐高的呼声,提出了运用价值工程理论对光电仪器结构设计中的经济性进行研究的思路。从产品结构设计成本、材料成本、产品制造成本、生产周期这四个方面对光电仪器结构设计中的经济性进行了分析研究。研究结果表明,光电仪器结构设计经济性分析有助降低光电仪器产品的生产成本、缩短生产周期、提升产品价值,从而获得较好的社会效益和经济效益。     

液体相位共轭技术在高重复频率双程放大器中的应用

 采用丙酮液体作为相位共轭镜改善光束质量,实验研究了高重复频率二极管泵浦Nd:YAG双程放大器中液体SBS相位共轭技术的应用。结果表明：采用光束扫描方式,较明显地减小了液体介质热效应。激光器在重复频率400 Hz、注入能量40 mJ时,反射率达到65%。激光器使用SBS相位共轭镜后光束质量由2.3倍衍射极限提高到1.3倍衍射极限,激光脉宽由23 ns压缩到5 ns。     

液体相位共轭技术在高重复频率双程放大器中的应用

采用丙酮液体作为相位共轭镜改善光束质量,实验研究了高重复频率二极管泵浦Nd:YAG双程放大器中液体SBS相位共轭技术的应用。结果表明：采用光束扫描方式,较明显地减小了液体介质热效应。激光器在重复频率400 Hz、注入能量40 mJ时,反射率达到65%。激光器使用SBS相位共轭镜后光束质量由2.3倍衍射极限提高到1.3倍衍射极限,激光脉宽由23 ns压缩到5 ns。     

基于Zynq的不规则物体体积测量系统的设计与实现

为解决工业生产中原始物料体积的快速、准确测量与分级问题,设计了一种以Zynq-7000可扩展处理平台为核心的基于机器视觉的不规则物体体积测量系统。该系统通过摄像头采集物料图像,结合ARM与FPGA技术,并使用Vivado开发软件在ZyBo开发平台中进行了软硬件协同设计,最终实现了不规则物体体积测量算法的硬件加速。实验结果表明该系统可以准确的计算出不规则物体的体积,并能够达到工业生产的实时性要求,这将有效地提升原始物料分级的准确性,提高企业的经济效益和社会效益。     

新型傅里叶变换光谱探测系统相位误差校正方法

为了降低基于MEMS(micro-electro-mechanical systems)微镜的傅里叶变换光谱探测系统复原光谱仪的畸变,提高复原光谱的质量,减小系统相位误差的影响,提出了一种系统相位误差的修正方法。首先分析了基于MEMS微镜的傅里叶变换光谱探测系统中相位误差的主要来源,分析结果表明：该新型傅里叶变换光谱探测系统的相位误差来源于光程差的零点漂移,该相位误差可以通过改进该系统干涉仪的结构引入过零采样并利用Mertz乘积法进行修正。搭建了光谱探测系统的实验平台,对该相位误差校正方法进行了实验验证,实验结果表明：采用了改进干涉仪并利用Mertz乘积法校正误差后的光谱探测系统所测得的复原光谱质量得到明显改善,去除了原复原谱畸变产生的负峰,且旁瓣得到明显抑制。该相位误差校正方法能够很好的降低相位误差对系统性能的影响,能够有效地提高系统的光谱探测性能。在提出的基于MEMS微镜的新型傅里叶变换光谱探测系统的基础上,分析了该系统相位误差的来源,提出了一种系统相位误差的修正方法,提高了系统的光谱探测性能。     

Natural color low-level-light EBAPS imaging system based on three-color LCTF北大核心CSCD

The high-sensitivity electron bombarded active pixel sensor (EBAPS) not only has the characteristics of high gain and high sensitivity of vacuum imaging devices, but also has the digital characteristics of solid-state imaging devices, which greatly improves the level of night vision imaging. A natural color low-level-light EBAPS imaging system was built based on three-color liquid crystal tunable filter (LCTF). According to the characteristics of low-level-light images, the color enhancement processing such as grayscale stretching, white balance, and color correction was performed on the color images obtained by the system. The experimental results show that the system can realize the natural low-illumination color imaging that reflects the color characteristics of the scene itself, which can effectively improve the observation effect of the characteristics of the target scene at night, and can realize the color imaging under 5×10−4 lx illumination. © 2022 Editorial office of Journal of Applied Optics. All rights reserved.     

IGES文件B样条曲线的激光扫描投影方法研究

激光扫描投影系统可以通过在目标面上投影出待投影零部件轮廓线框的方式来辅助工人装配,使用该系统进行辅助装配可以有效解决由传统装配方式所引起的效率慢、精度低等问题.为了解决自研激光扫描投影系统不能直接读取零部件外形数模,影响激光扫描投影系统的实际应用价值,拖慢工作效率等问题.提出了IGES文件B样条曲线的激光扫描投影方法研...     

基于混合液晶分子动力学模拟比较液晶分子旋转黏度大小

提高液晶波前校正器的响应速度是增加液晶自适应光学系统校正带宽的关键, 而研究设计低旋转黏度的液晶分子是提高液晶波前校正器响应速度的根本方法. 利用原子水平上的分子动力学方法获得了目标分子的液相、向列相以及近晶相, 给出了理论计算液晶分子序参数以及旋转黏度的方法. 与此同时, 结合实验方法, 提出利用混合液晶分子动力学模拟来比较液晶分子旋转黏度的大小, 通过多次模拟、多起始点数据处理最大限度消除了因边界尺寸效应带来的数据波动, 最后给出了两种高性能液晶分子的具体比较结果. 这种分子动力学模拟方法能够探查分子结构细微差别对液晶相态以及旋转黏度的影响, 为设计低旋转黏度的液晶分子提供了理论支持, 必将为快速响应液晶材料的设计提供帮助.     

Industrial resin inspection for display production using automated fluid-inspection based on multimodal optical detection techniques

The large-scale liquid-crystal display (LCD) industry requires an accurate inspection system for identifying defects, as the LCD quality can be drastically degraded because of defects. In particular, the refractive index of LCD panels can be changed by internal micrometer-range substances, which form as a result of defectiveness and the insufficient solidification of industrial liquid resins. Intrinsically, the defect inspection of the raw materials must be performed prior to the LCD manufacturing process. Thus, optical coherence tomography (OCT) based automated fluid-inspection (AFI) methodology was introduced to demarcate and enumerate the defects in industrial liquid resins and the final product (LCD smartphone). The accuracy of the method was enhanced by implementing an intensity-detection algorithm. Subsequently, the optimal solidification rates of liquid resins were investigated using a fluorescence sensor-based ultraviolet hardening method to prevent the formation of defects between the internal layers of the LCD panel. Therefore, AFI can be implemented as an effective and cost-saving method in the smartphone industry for improving the quality of the final product.