基于车载激光点云的铁路轨道检测

铁路轨道的局部变形直接影响火车的高速安全行驶。为实现铁路轨道的自动化巡查,提出一种从车载激光点云中提取轨面与枕木的方法。首先,利用基于高程约束的欧氏聚类对原始点云数据进行预处理,得到路基区域;然后,对路基区域进行网格划分,并对每个网格内的点云进行高程判断,从而提取出轨面点云;最后,利用枕木与砟石的几何形态差异,设计出一种面向轨道点云的动态阈值分割方法,以提取枕木点云。对多个路段的铁路轨道进行实验,结果表明,本文方法仅利用点云坐标信息就能实现不同区域的轨面与枕木的自动检测,平均提取质量分别达到97.8%和93.6%,验证了本文方法的可行性与有效性。     

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。     

多光子技术及其应用研究进展

本文综述了多光子技术的基本原理及其在生命科学、化学、物理和材料科学领域的应用研究进展。     

激光扫描测量信号边界检出方法研究

信号边界检出是激光扫描测量系统实现稳定和高精度测量的关键技术之一.本文对标准电平切割法和二次微分法等边界检出方法的特点进行了分析和比较.基于光电共轭原理,设计了一种可实现光电共轭信号边界检出的新型电路,并使用仿真软件Multisim对该电路进行了动态仿真,表明该电路采用测量信号的自共轭函数作为参考基准,通过确定两共轭交点可稳定实现信号的边界检出.实验验证了该甄别电路,具有灵敏度高、自适应特性好的优点.     

激光扫描共聚焦显微镜在光电材料中的应用

随着自然科学的发展,除了医学和生物研究领域,激光扫描共聚焦荧光显微镜(laser scanning confocal microscopy, LSCM)在材料科学研究中的作用越来越显现出来,特别在光电材料的研究中具有广泛的应用。结合多年的仪器管理和使用经验,以本学院的奥林巴斯激光扫描共聚焦荧光显微镜FV1000为例,对LSCM的成像特点、技术优势及其在光电材料成像中的应用情况进行了概述,以期能为LSCM在更多领域的应用和研究工作提供参考。     

激光扫描共聚焦显微镜的基本原理及其使用技巧

介绍了激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscopy,LSCM)的原理和构造,分析了LSCM的优点和缺点,并以花粉为例,详细介绍了共聚焦针孔直径、光电倍增管检测器增益、激光强度、扫描速度、扫描方式和Z轴步距等重要参数设置对共聚焦成像的不同影响。探讨了正确使用LSCM的方法与技巧,如获取高质量的图像、图像保存及图像处理,以便为科技人员利用LSCM开展更多植物学与环境科学相关的研究提供参考。     

激光辐照铝材表面温度场特征演化的数值模拟

建立激光辐照铝材料的有限元分析模型,对材料表面的温度场进行数值模拟。研究了激光光束在对材料表面扫描过程中激光扫描速度、TEM00及TEM10两种理想模式的叠加比例η的取值、材料厚度等因素对扫描结果的影响。分析了在材料上所取的几个目标点的温度场变化情况。仿真结果表明扫描的速度快慢决定了材料表面可以吸收激光能量的多少,影响材料的最高温度;η的取值决定了激光光束的能量分布情况,η值越高激光光束能量越集中,在扫描过程中目标点的温度变化越剧烈;随着深度的增加,材料内部的温度的最高值逐渐降低,温度的升高趋势逐渐趋于平缓。     

基于三维激光扫描的铁路罐车点云优化处理方法

通过对三维激光扫描技术在铁路罐车中的应用研究,对扫描过程中发现的点云残缺及噪点问题进行研究分析,提出一种快速有效点云优化处理方法,新方法包括sp-H点云预处理和EtiG建模优化。验证试验表明,采用新的点云优化处理方法可以在较短时间内将扫描点云进行去噪及残缺修补,并能够快速高效进行模型重建,提升了不同工况环境下扫描点云的适用性,提高了扫描工作效率和准确度,铁路罐车容积测量结果的相对扩展不确定度达到2.4×10-3,为铁路罐车容积扫描最高准确度等级,为三维激光扫描相关技术的发展提供一定借鉴。     

基于OSLO的无限远像距消色差显微物镜的设计

共焦激光扫描显微镜对物镜有高分辨率、易于实现纵向扫描的要求,为此设计了高分辨率6片式无限远像距显微物镜.它的前置物镜与辅助物镜之间具有一段平行光路,因此容易实现轴向扫描.根据使用要求总体计算该物镜的外形尺寸,以像差理论为基础选择6片式的消色差物镜初始结构,用专业光学设计软件OSLO对物镜和辅助物镜进行设计和像质分析.设计结果显示,独特的6片式结构的20×物镜分辨率达到了800 lp/mm,符合共焦显微镜的使用要求.     

某军用三坐标激光非接触测量系统的安全性及精度控制方法研究

安全性和精度控制是三坐标激光非接触测量技术在武器系统测量领域中应用所必须解决的问题。本文在简要介绍某军用三坐标激光非接触测量系统的基础上,详细介绍了该系统在安全性和精度控制方面所采取的措施,并对系统误差和异常数据处理方法进行了讨论。最后,通过测量应用实例对上述理论分析进行验证,结果显示,该系统单点测量精度优于7μm．球面度测量精度优于22μm,测量系统的安全性和精度符合该武器系统使用要求。