晶片焊线机视觉检测算法研究

全自动晶片焊线机是晶片生产的关键设备之一,其视觉检测系统是设备的核心技术所在.视觉检测技术直接影响晶片检测定位精度和焊接机的工作效率.分析了晶片检测原理和方法,研究了基于图像处理技术的晶片检测和定位算法,着重讨论了灰度模板匹配和二值模板匹配的方法.实验表明,系统在速度和精度上都可满足焊线生产的需求.     

光束质量稳健估计非线性拟合求解方法

激光光束质量M2因子在测量过程中,数据不可避免的存在随机和非随机两类误差,为了减小测量过程中受到误差的影响以提高系统的测量精度和稳定性,针对不同误差影响进行分析并提出相应的解决方法。在随机误差情况下,对传统双曲线拟合的正规方程组解法进行了改进并提出了加权拟合的正规方程组解法;而对于非随机误差情况,双曲线拟合尚未发现有效的解决方案,为此提出了基于稳健估计的双曲线拟合方法,并对此进行了深入的理论研究。实验表明,在数据存在非随机的情况下采用稳健估计的方法,可以克服非随机误差对参数估值产生的影响,使其拟合优度接近最优值,稳健估计的误差要比正规方程组的误差低一个数量级。因此,稳健估计可有效地提高测量M2因子的测量精度,对评价光束质量方面有着重要的应用价值。     

激光照射系统远距离动态指示精度的测量方法

为了满足实际工程应用对激光照射系统动态指示精度的高精度测量需求,提出一种无参考距离的双透视校正激光远场动态指示精度测量方法。采用同轴异源的设计方法,用可见光和近红外相机分别对靶板和光斑进行成像,通过室内标定获得双成像系统的配准矩阵,在外场测试中根据靶板合作目标获得可见光图像透视校正矩阵,结合两个矩阵推导出双透视校正矩阵,实现激光动态指示精度的测量。室内标定和室外动态指示精度测量实验的结果表明:双成像系统的图像配准标准误差为0.94 mm,动态指示精度的平均误差为2.45 mm,标准差为9.90 mm,可见所提系统可用于激光照射系统指示性能的室外考评。     

CCD的非线性响应特性对光束质量测量的影响及修正

在利用电荷耦合器件CCD对激光光束质量测量的过程中,通过对比不同的激光波长,分析了CCD的光电响应非线性特性对光束质量M2因子评价的影响。由于对未进行线性标定的CCD所测得的四种不同波长的激光器的光束束宽值相对比较大,这会对激光光束质量的测量精度带来影响,因此提出了一种新的基于面阵型光电探测器的光电响应标定方法。搭建基于CCD测量法的激光光束质量测量系统,建立高斯型激光光束的近远场传输模型,对激光束在传输方向上不同位置处的焦散廓形进行多次采样,利用统计学方法得到CCD的光电响应线性区间。仿真和实验结果表明:利用CCD光电响应特性的标定结果对图像进行非线性灰度修正,对比国际标准激光光束质量分析仪,所测得的激光光束质量M2因子更加准确且相对误差降低了2.36%。提出的方法可有效提高激光光束质量M2因子的测量精度,对于评价激光光束质量具有重要的应用价值。     

高炮零飞指标定量测试标校方法

零飞指标可对高炮的动态跟瞄误差进行描述,为了能够动态测试零飞指标,提出了一种高炮零飞指标定量测试标校方法。在标校过程中通过雷达获得标校距离,测试过程中通过图像时间条码与雷达时间信息对接,将图像与雷达距离信息建立起联系,通过夹角标校和零飞误差修正模型即可计算出由视差引起的误差,对零飞误差进行实时、定量的修正。实验结果表明:经过实时修正偏差量后的高低系统误差由0.406 731 mrad变为0.201 900 mrad,满足零飞指标要求。该标校方法实现了零飞指标的定量测试,对武器系统动态跟踪精度测试具有重要的意义。     

全自动晶片焊线机视觉检测系统的研究

全自动晶片焊线机是晶片生产的关键设备之一,其视觉系统是设备的核心技术所在.视觉系统决定了晶片的检测和定位精度.介绍了基于机器视觉的全自动晶片焊线机的专用芯片视觉检测系统的工作原理和设计结构,着重阐述了视觉系统的软件和硬件设计过程,以及用于晶片检测定位的图像处理算法.实验表明,系统在速度和精度上都可满足焊线生产的需求,对于自动晶片焊接设备的自动化、智能化和产业化有一定的参考意义.     

空间光通信中激光光斑检测与特性分析

在空间光通信中,通信光要通过大气随机信道进行传输,但光的传输受到大气湍流的严重影响.故光传输方式的优劣直接影响着空间光通信质量的好坏,所以,为减少大气湍流对通信光的影响,将通信光调制为圆偏振光进行传输.为了证明圆偏振光在空间光通信传输中具有降低通信噪声的优越性,开展了一组验证实验(以下简称偏振降噪实验).给出了在激光偏振降噪实验中,识别光斑并对光斑参数进行分析的一套方案:首先利用减背景法对图像进行预处理,消除静态背景的影响,然后结合局部动态阈值分割,轮廓提取及筛选的方法,检测并识别信标光斑,最后对采用圆偏振光传榆前后光斑的平均亮度、背景的平均亮度以及光斑图像对比度进行计算与比较.从而从图像处理技术的角度验证了,圆偏振光在空间光通信过程中可以有效地提高信噪比和通信质量.本方案满足了偏振降噪实验实时性的要求,且有效实用.     

基于图像的模拟相机标定方法的研究

从光学测量角度出发,结合计算机主动视觉中的相机标定方法及数字图像处理技术,提出了一种CCD摄像系统畸变校正方法.该法通过使用经纬仪,不需相机做任何运动就能实现全过程的标定.该方法在摄像机模型中全面考虑了镜头的径向畸变,利用图像中心附近点畸变量较小的性质,用中心附近点和全场视点对摄像机内部参数和像差修正参数进行标定,最后由最小二乘法得到摄像系统畸变模型的畸变系数,解决了CCD摄像系统的畸变校正问题.与传统的相机标定不同,畸变校正中仅标定数字图像中像素间距和相机焦距.该法运用了亚像素细分算法,提高了测试系统的精度,是一种简单、有效、实用的标定法.     

湍流特征光学测试对比

在10℃～230℃温差下,对大气相干长度r0分别采用夏克-哈特曼的到达角起伏法、差分像运动法、波面法三种测量法和四象限探测器进行了测试和对比;对折射率结构常量Cn2及闪烁功率谱分别采用夏克-哈特曼和光电倍增管进行对比.实验结果表明:对于r0,在强湍流时四象限探测器比夏克-哈特曼的稳定性明显降低,且对夏克-哈特曼三种方法,差分像运动法可克服设备抖动等问题,但引入了方向上不一致的问题,波面法可有效避免该问题;对于Cn2,夏克-哈特曼比光电倍增管测量更稳定,拟合相关系数高达0.96;对于闪烁功率谱,由于噪音影响,在200℃时夏克-哈特曼比光电倍增管测得的最大频率高15Hz;最后,通过对夏克-哈特曼子孔径的闪烁功率谱分析得出,若同一子孔径入射光强不在CCD响应的线性区间时无法准确测量闪烁功率谱,否则可通过不同子孔径可完成湍流均匀性的测量.这将为湍流池提供最优的测试方法及理论依据.     

基于相位差异法的简易光学系统的图像复原方法

简易光学系统因系统结构简单而存在严重像差,导致所成图像出现模糊、失真等问题.对简易光学系统的成像特性进行分析,在已知光学系统焦距和光瞳孔径的条件下,建立含有像差的点扩散函数模型和图像复原模型,根据焦面和离焦面图像以及精确的离焦量,无需点扩散函数的先验信息,采用相位差异法对简易光学系统所成图像进行重构.实验结果表明:单透镜、双透镜和三透镜系统复原图像质量评价指标提升率分别达到24.96%、24.80%和42.04%,重构后图像质量均有明显提升.