水下目标物三维激光重建方法研究

文中提出了一种水下线激光的三维重建系统,由相机、绿色线形激光器和转台组成,通过对系统扫描获得的图像进行分析与处理,实现对目标区域的三维重建。采用边缘检测算法与基于极值法的高斯拟合法相结合的条纹中心提取算法,利用坐标转换公式,得到相应的三维点云坐标。点云处理方面,将alpha shapes边界提取算法和Delaunay三角剖分相结合,实现对点云的滤波与重建。针对实验中由于光线在不同介质表面折射造成的视角误差问题,提出了一种折射校正算法,并用已知尺寸的标准球进行了误差实验。结果表明,在500~1200 mm的工作距离内,系统可以实现对水下目标物体及区域的三维形貌还原,重建误差小于0.6 mm,满足设计要求,为水下三维重建技术提供新的参考。     

微反应器和微聚合反应器

微反应器是指容量仅为零点几μm^3或宽度为1μm左右的反应“容器”，反应在这个微小区域内有控地进行。以表面科学与微制造技术为核心，新型微反应器近年来发展很快。本文介绍五种微反应器，即反相胶束微反应器，聚合物微反应器，固体模板微反应器，微条纹反应器和微聚合反应器，以及它们在各高科技领域中的可能应用。     

单幅圆条纹相位展开光刻对准研究

针对光刻对准中产生的单幅封闭干涉条纹经相位解析后获得的包裹相位,提出在极坐标系对其进行相位展开进而获得对准偏移量的方法.该方法首先将对准过程中两圆光栅相对移动产生条纹的相位分布从直角坐标系转换到极坐标系;其次分析在极坐标系下对准偏移量与相位参量的关系;最后通过取不同径向半径获得初始相位振幅与相位延迟进而求取对准偏移量.数值模拟与实验验证该方法的可行性并与传统的最小二乘与路径跟踪相位展开方法进行了对比分析.结果表明该方法对包裹相位进行展开进而达到几十纳米量级的高准确度对准,具有很强的适应性.     

光纤干涉投射实时傅里叶轮廓术的研究

基于光纤干涉投射技术,采用马赫-曾德尔光纤干涉仪结构产生杨氏双孔干涉条纹,同时通过高速CMOS相机采集变形条纹图像,并传输至计算机,利用实时视觉库OpenCV实现了自动化的高速条纹图像处理.采用旋转矩形窗算法实现滤波窗口自动选择,对多种相位解包裹算法进行了探讨,总体时间算法复杂度为O(nlg n),测量时间小于200 ...     

高精度光电编码器莫尔条纹信号质量分析方法

针对莫尔条纹信号质量对高精度编码器细分误差的影响,提出了基于离散傅里叶变换分析莫尔条纹信号质量的方法。该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数,真实地反应了莫尔条纹信号质量,提高了细分误差测量的准确性。编码器转动时,采集相位差为/2 的两路精码正弦光电信号,通过对采样信号的重构得到信号波形,利用离散傅里叶变换算法分析重构波形,求解信号的直流分量、幅值、相位和谐波分量等各项参数。最后,根据信号参数与细分误差的关系得到光电编码器的细分误差值,并进行了实验验证。实验结果表明,对某24 位绝对式光电轴角编码器细分误差进行测量,细分误差的峰值为+0.48和-0.21。相对于传统的细分误差测量方法,此方法测量速度快,测量精度高,适用于工作现场。     

基于锥光全息原理的测距系统研究

针对传统光学非接触测量方法环境适应性差、测 量范围小以及光源依懒性强等问题,提出基于锥光全息原理 的非接触式测量方法。在简要分析锥 光全息测量原理的基础上,设计出应用于距离测量的全息干涉测量系统,提出从条纹宽度变 化量获取被测物移动距 离的方法,并推导出条纹宽度与被测距离之间的关系;同时针对条纹图像散斑严重、条纹中 心不确定、条纹不清晰 等问题,提出相应的图像处理方法以及区域条纹搜索方法,可以选择清晰、光滑的条纹区域 ,进而计算被 测距离;最后,搭建了锥光全息干涉测距系统,并完成了测距实验。实验结果显示,与激光 干涉仪对比,锥光全息 干涉测量系统的测距误差在10μm以内;具有测量范围大、测量分辨 率和测量精度高以及环境适应能力强等优点,能够满足测量要求。     

25FS管莫尔条纹的成因及对策

本文详细介绍了技术质量部对用户厂家反映我公司25FS管莫尔条纹的问题进行的深入探究,发现其产生的三大主要物理原因,并作了适当的数学说明,并提出了相应的对策.     

获取激光参数的图像处理方法研究

激光相干告警系统要获取的基本信息是入射激光的频率和入射角度,为了从激光干涉条纹图像中获取这些参数,文中的处理思路是:首先借用Matlab软件对获得的图像进行滤波、二值化等处理,然后运用几何学中弧线、直线交点等方法计算二值图像中圆心和半径等参数,再根据数学模型计算、转换出激光的入射角和频率.这种图形计算的方法完全不同于传统的曲线拟合手段,但通过对多帧图像的处理和演示系统验证,计算方法可行,结果正确,探索了图像处理和分析技术与几何学在激光告警领域中的综合应用,为今后的工程化提供了原理验证基础.     

脉冲压缩光栅光路调节新方法研究

介绍了一种简单而实用的大口径脉冲压缩光栅光路调节方法,有效解决了普通光路调节方法中轴向调节精度不高的问题。首先由全息透镜(光栅)成像公式出发,推导出了该光路调节的基本原理。并从光栅记录系统与光栅衍射波像差的关系,结合初级像差理论推导得出叠栅条纹像差为0.4786λ,大约是光栅衍射波像差(0.25λ)的两倍,利用此关系也可对光栅衍射波像差进行实时监测。从数值模拟结果可知,利用叠栅条纹法调节光路可将光栅波像差减至0.06λ,相应的轴向误差量为0.007 mm,可有效提高了轴向调节精度。