装配同轴度的局部成像检测算法研究

在局部成像检测过程中,由于复杂零件外形轮廓或放置状态的不同,使得零件与成像面坐标轴之间产生了一定的夹角,造成获取的对称点集中存在非对称点集或对称点不存在的问题,若采用传统Hough变换、拟合法检测装配同轴度存在较大误差。针对上述问题,提出了装配同轴度的局部成像检测算法,提取图像的上下边缘点集,结合Hough线性变换,统计两点集对投影到霍夫空间的参数空间点,并搜索其累积数量的最大值点,该点对应的对称轴即为最优对称轴。仿真结果表明,该方法可以高精度地提取最优对称轴,同轴度误差仅为0.002 7。因此,采用装配同轴度的局部成像检测方法是有效可行的。     

基于双目去歧义的偏振三维重建技术研究

对于表面光滑且纹理单一的物体,因其具有纹理信息不足的特征,故利用传统的重建算法无法准确恢复其形状特征,并且会出现大面积数据空洞的现象,而利用偏振信息对目标物进行重建时,则会很好地解决上述的情况。但由于入射面方位角存在模糊性,导致无法获取有效的深度信息,提出用双目估计参数去除歧义角从而三维重建。利用Stokes参数来表示两个视角下目标表面反射光的偏振态信息,由于两个视图的对应点是独立的,即每个方位角都会存在不可避免的歧义性,这种方位模糊导致有两种可能的法向量,故从两幅具有偏振信息的图像中估计相对位姿,在求解相对位姿时,相对旋转与平移是必不可少的,问题即可以转换为最小二乘求优问题。通过求得最优解来估计出旋转矩阵从而消除方位角的歧义问题,实验结果表明,该消除歧义后深度图的图像分辨率更高,重建后形状信息准确,目标物纹理还原性高,易于工程实现。     

基于前景移除的合成孔径成像算法

在传统合成孔径物面重聚焦成像过程中,前景射线会严重影响目标的重建质量,针对这一问题提出一种基于前景标记的重聚焦成像算法。首先根据EPI的边缘特征估计场景深度范围,根据指定待重建物面的参数提取前景边缘特征并进行扩散,从而确定前景遮挡对应的射线;对其进行标记筛除后,利用光场重建算法对特定物面进行重建,从而实现被遮挡目标的高质量重建。利用Stanford大学和Disney实验室提供的数据集进行仿真,实验结果表明该算法可有效去除场景中的遮挡物信息,提高重聚焦图像的质量。     

高精度角度加工技术研究

激光陀螺不仅对合光棱镜角度精度有极高的要求,而且对角度和尺寸的一致性有严格的限制。为了加工这种高精度角度光学元件,提出通过手修工装母体复制出成盘加工工装,再复制出光学零件的加工方法,并分析了测角仪的测量精度、面形之间的匹配误差和平行的测量误差所引入的角度加工误差情况,提高了面形加工的平面度,避免了局部不规则现象,控制了温差对面形变化的影响。另外通过降低平行测量的误差以及减小闭合角度之间的叠加误差等具体措施也可以提高光学元件加工效率和角度加工精度。     

Dy3+掺杂对CaLaAl3O7晶体结构和发光性能的影响

采用高温固相法制备了CaLa1-xAl3O7∶ xDy3+(0≤x≤0.15)发光粉体,利用X射线衍射分析了材料的物相,计算发现:随Dy3+掺杂浓度的增加,晶胞体积线性减小.在348 nm光激发下,该系列样品发射谱为Dy3+的4f9组态内的特征发射峰,峰值波长分别为478 nm、577 nm和667 nm,总的发射呈现白色,色坐标计算值几乎相同,而且都处于白光区域内(色坐标(0.33,0.33)).CaLa1-xAl3 O7∶xDy3+材料发光强度随Dy3+浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,在x=0.04时达到峰值.分析了材料在577 nm发射强度与Dy掺杂浓度的关系,并根据D.L.Dexter的相关理论得到:Dy3自身猝灭机理是电偶极-偶极相互作用.     

高动态范围X射线成像检测方法

传统X射线数字成像方法通常固定X光机参数,但是受工件结构及材料衰减系数和光电器件物理动态范围的制约,当同一场景中透射X射线通量的最大值和最小值超出成像器件动态范围时,会出现通量大的区域高于成像器件的电荷容纳能力而达到饱和状态,当通量低的区域产生的光电荷低于设备热噪声水平时,该区域信息将淹没在噪声中而无法正常成像。为有效解决传统X射线数字成像技术在获取宽动态范围透射X光通量内容时的局限性,提出一种管电压递变高动态成像方法。首先分析了光电探测器电荷容量对有效透照厚度范围的影响;结合标准样块试验及相关数据分析,得到任意厚度特定材质试块达到最佳灵敏度时对应的透照X光管电压范围的关系函数,在此基础上提出管电压递变控制策略和有效子图提取方法。最终对0～20 mm厚度范围工件进行管电压递变高动态成像,结果表明：管电压递变高动态成像能够有效地实现透照厚度差异大的工件的高动态范围成像,最终融合结果能够保留较宽范围厚度上的细节信息。     

基于FPGA的拼接式CMOS线阵相机系统设计

针对单个线阵相机在大视场下传感器边缘失光的问题,提出了在保证分辨率的前提下使用多个相对较低像素的相机拼接,对视场进行分担的方法,设计了一种基于FPGA的拼接式CMOS线阵相机系统。详细介绍了系统的工作原理、硬件构成和各芯片的程序设计,实现了基于FPGA的多相机图像实时校正算法,并将校正后的图像通过高速USB芯片传输到采集软件。实验结果表明,系统在大视场下相比单相机在视场边缘具有更好的成像质量,可应用于多离散目标的检测。     

光谱共焦位移传感器色散镜头设计

色散镜头是光谱共焦位移传感器的核心部件,轴向色散与波长之间的线性度直接影响系统的测量精度。研究了轴向色散与玻璃材质之间的关系,结合透镜组光焦度分配公式,分析线性色散产生条件,设计了一款色散镜头;使用ZEMAX进行仿真优化,镜头在500~700nm工作波段范围内,色散范围约为150.34μm,轴向色散与波长线性度通过一元线性拟合分析,判定系数达0.9972,镜头分辨率较高,配合现有的光谱仪使用,传感器分辨率可达纳米级,满足高精度测量要求。     

核壳结构:燃料电池中实现低铂电催化剂的最佳途径

电催化剂是决定低温燃料电池性能、寿命和成本的关键材料之一,核壳结构电催化剂由于其在降低铂载量、提高催化剂活性方面表现出的良好性质,已成为燃料电池领域的研究热点。本文综述了低温燃料电池核壳结构电催化剂的最新研究进展。首先,在概述核壳结构电催化剂总体特征的基础上,详细介绍了核壳结构电催化剂的制备方法,主要包括胶体法、热分解法、置换法、电化学法等,其中胶体法是目前应用最为广泛的一种方法,具有合成过程简单易控等优点;置换法和电化学法则是在最近几年得到了迅速的发展,并有望用于核壳结构电催化剂的批量化生产。然后,分别从二元及其他多元催化剂组成方面阐述了核壳型电催化剂体系的研究进展,核壳结构电催化剂不仅可有效提高贵金属铂的质量比活性,同时,其他金属元素与铂之间存在的相互作用可对电催化剂的活性及稳定性产生十分重要的调变作用。最后,我们对低温燃料电池核壳结构电催化剂的发展趋势作了展望。     

一种便携式冲击波超压测试系统

针对现在军用和民用对爆破的测量需求,提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和ICP传感器的便携式冲击波超压测试系统。测试系统主要以FPGA为主控芯片,采用ICP压电传感器,包含信号放大调理电路,AD转换电路,存储器模块以及工作状态显示电路。系统具有光触发、节点互触发和多节点同步触发等多种触发方式,连续重触发功能,以及多次采集时FLASH分块存储功能。系统上位机是以VC++为开发工具设计的软件,用于对数据进行分析、处理和显示。实验结果表明系统工作可靠,操作简便,能够实现对爆破冲击波超压的测试。