基于单应性矩阵的变焦双目视觉标定方法

针对现有变焦镜头标定方法难度大、动态精度低等问题,提出一种基于单应性矩阵的动态变焦双目内外参数估计方法和平面快速重建方法。利用双目图像匹配点及变焦前后的匹配点进行两类单应性矩阵估计;基于变焦数学模型和单应性矩阵,求解变焦后双目内外参数,实现畸变后双目参数动态估计与优化;通过双目图像单应性进行平面快速匹配和重建。实验结果表明,计算的内外参数与标定结果吻合较好;变焦后,推导的单应性矩阵归一化误差小于0.01,图像重投影误差小于1pixel;重建精度小于0.1mm。     

面向机器人位姿测量的大视场变焦测量方法

针对机器人大范围位姿精准测量问题,提出一种大视场位姿测量的变焦测量方法。利用变焦图像匹配点的单应矩阵进行变焦内参动态计算,根据变焦前后靶标位姿求解相机坐标系变换,给出与变焦参数相关的PnP算法,考虑畸变后进行参数优化,并提出缩放和对焦两步变焦控制策略。提出一种基于图像模板的靶标板位姿测量算法,在靶标可视姿态均能稳定检测并区分标志点。对变焦测量系统进行误差测量实验和大场景跟踪实验,结果表明,不同变焦参数下均具有较高的单点测量精度,平均位置精度最高21.8μm,在400~1600 mm范围误差0.09mm,精度较高,使用的变焦相机可实现178.7461~9022.31mm测量。该方法实现了相机活动范围受限而测量范围可拓展的位姿测量。     

基于锥镜和振幅调制的马蒂厄光束生成

基于锥镜的相位调制作用和胶片的振幅调制功能,提出了一种能精确高效产生无衍射马蒂厄光束的方案。利用稳相技术,证明了该方案产生马蒂厄光束的理论机制。利用胶片输出仪制作了具有角向马蒂厄函数分布的振幅调制胶片,在实验上精准地产生了一簇马蒂厄光束。理论和实验结果表明,基于锥镜和振幅调制产生马蒂厄光束的方法简单、高效、灵活。     

基于特征定位的航空航天制孔多视测量拼接方法

为满足航空航天大部件对制孔质量的数字化原位检测需求，提出一种基于特征板的制孔多视点云拼接方法，实现孔壁完整三维形貌重建与检测。分析制孔多视检测的需求，提出采用特征定位板辅助的多视点云配准方法。介绍了内角不等四边形特征板的设计与相应的点云分割、识别算法。说明基于特征自定位的多视点云拼接及参数提取方法。结合机械臂搭建实验平台，对常用钛、铝及复合材料的试件模拟原位检测，结果显示各平均误差分别为0.011 mm、0.034 mm、0.041 mm，验证了配准算法的可靠性；并对比传统单视与该方法检测结果，体现该方法的鲁棒性。     

基于N元正弦码元的时间相位展开

提出了一种N元编码时间相位展开方法来实现彩色复杂物体的三维测量。传统的阶梯状条纹在测量整个表面反射率范围较大的物体时，条纹数量过多会导致量化困难。利用从相移条纹中提取的N元正弦码元替换传统的量化灰度码元，通过进制转换将N元正弦码元嵌入到所要投影的条纹中来实现条纹级次的编码。在解码时，先通过编码条纹与N步正弦相移条纹的差异逐点计算N元量化条纹，再根据对应的逆进制转换获取唯一的条纹级次，最后利用截断相位消除条纹级次边缘处的错位误差。实验结果表明，相比传统的时间相位展开方法，所提方法有效提高了编码效率，并在测量彩色复杂场景时表现出了较高的鲁棒性。     

基于脉冲直流电喷雾离子化的自动化原位质谱分析系统及其应用

脉冲直流电喷雾离子化质谱（PDESI-MS）分析具有原位、实时、快速和可分析微量样品等优点。然而，目前的PDESI-MS系统需手动操作进行样品处理和质谱进样，存在操作繁琐、步骤多、误差大和准确度低等问题。本工作研制了一套高通量、全自动化和一体化的PDESI-MS系统，探索了其在真核生物（单个膀胱癌细胞）和原核生物（细菌单菌落）中小分子代谢物原位检测分析中的应用。结果表明，本自动化PDESI-MS系统可有效检测不同菌种代谢物，实现了不同类型大肠杆菌的分类定型；同时，皮升级液滴产生技术使其可应用于单细胞检测。自动化PDESI-MS系统可实现高精度、高密度、高重复度和高自动化的原位样品萃取，特别是微量小体积样品的分析，在食品安全、再生医学、药物筛选和临床治疗等领域具有极大的应用潜力和良好的发展前景。     

紫外线固化喷墨打印墨水的研究及应用进展

紫外线(Ultra Violet, UV)固化喷墨打印技术将打印技术与UV固化系统结合，集成了喷墨打印技术无接触、操作简单、低成本及UV固化后无溶剂残留、环保的特点，广泛应用于印制电路板中阻焊层的制备，陶瓷材料、盲文及电子器件的制备，纺织品制造，木材表面的修饰或保护等领域。UV固化喷墨打印墨水是该技术的关键原料，它主要由UV单体、UV预聚物、光引发剂、添加剂及助剂等组成，并根据不同应用要求添加功能材料，如金属、金属氧化物、碳纳米材料或量子点等。UV固化喷墨打印技术用于阻焊层制备时的关键在于墨水固化后形成的涂层与基材粘附力的调控，涂层与基材结合既要保证阻焊的效果，又要在阻焊后易于分离并去除。了解UV固化喷墨打印技术在应用中的各种关键因素及对策，对于其进一步推广应用具有重要意义。     

超声辅助衍生-高效液相色谱法测定水中草铵膦、草甘膦及氨甲基膦酸的含量

取2 mL水样，依次加入6 mg二水合柠檬酸三钠、1 mL 0.05 mol·L^-1四硼酸钠溶液和2 mL 1 g·L^-1 9-芴甲基氯甲酸酯(FMOC-Cl)溶液，在常温、250 W超声功率下衍生10 min。加入0.40 g氯化钠进行盐析，涡旋2 min,静置1 min,收集下层水相过0.45μm滤膜，滤液用高效液相色谱法分析。以PAH C₁₈色谱柱作固定相，不同体积比乙腈和0.2%(体积分数)磷酸溶液的混合溶液作流动相进行梯度洗脱分离，荧光检测器检测。结果显示：草铵膦、草甘膦、氨甲基膦酸的质量浓度均在0.400～50.0μg·L^-1内和其对应的衍生产物的峰面积呈线性关系，检出限(3.143s)分别为0.2,0.1,0.1μg·L^-1。按照标准加入法进行回收试验，回收率为87.6%～100%,测定值的相对标准偏差(n=6)为5.7%～12%。方法用于实际水样的分析，检出结果均为阴性。     

基于近红外反射光谱的番茄糖分快速检测模型研究

番茄是一种营养丰富且深受人们喜爱的果蔬，在全球都得到了广泛的种植，而我国番茄产销量稳居全球首位。番茄不仅在人们的生活中扮演了一个重要的角色，在工业生产中也占据了举足轻重的位置，我国番茄的出口也在不断增加。番茄的糖分、酸度、维生素C及可溶性固形物含量是反映番茄内部品质的重要评价指标，而可溶性固形物含量是这些内部品质的总和，能够较好地表征番茄的内部品质。因此，实现对番茄可溶性固形物含量的快速检测对番茄的工业生产和日常生活有着巨大的帮助。基于化学原理的传统检测方法会对番茄样品产生不可逆的破坏，且耗时耗力，难以应对我国现代工业生产的需要。因此，寻求番茄内部品质的快速无损检测技术成为了亟待解决的问题。近年来，近红外光谱分析在多个领域得到了广泛的应用；基于近红外光谱检测方法对反映番茄甜度的可溶性固形物含量进行了相关性建模和预测研究。实验搭建了近红外光谱检测平台，选择了255个不同成熟度和品种的番茄样本，每个样本采集了光谱数据和可溶性固形物含量值。研究对比了SNV, MSC, NOR和SG等光谱数据预处理方法，并采用K-S算法划分建模校正集和验证集。同时，为提高检测可靠度和建模效率，研究对比了CAR...