光纤布喇格光栅海水温度深度检测系统研究

海水的温度、深度是其重要的物理参量,为了更安全、准确地监测海水的温度和深度,针对目前海洋温度和深度检测大都采用电信号检测,探头在水中安全性欠佳的不足,利用光纤光栅传感探头为全光学器件、水中安全可靠、易于组成传感器网络进行剖面检测的优点,提出一种基于光纤光栅的海水温度、深度检测系统,阐述了其检测原理,进行了系统及传感探头的设计和研制。结果表明,传感器温度和深度检测的线性度很好,达到0.9999,为海水温度深度检测提供了一种新途径。     

大范围自动调焦快速搜索算法

针对过去爬山法（MCS）调焦效率低的问题,提出了一种新的大范围自动调焦快速搜索算法。它利用对Variance函数的线性插值实现大范围的粗调焦;利用梯度平方函数高斯插值实现在峰值附近的精确调焦。实验结果表明,该算法在保持调焦精度的前提下,能够在大范围内快速调焦,且对不同内容的图像有相似的结果,满足显微视觉系统对高速、高精度和通用性强等自动调焦要求,该算法已在微电子产品视觉检测中成功应用。     

利用面阵CCD测量小角度的研究

分析了采用面阵CCD器件和自准直原理实现二维小角度测量的原理和方法,设计了采用计算机控制的高速数据采集和处理软件,通过使用Visual C 语言实现的界面,可以实时显示测量数据.实验表明,该面阵CCD双坐标自准直仪量程为±3′,分辨率优于0.1",测量误差优于0.7".     

岸基GNSS反射信号的波浪多参数反演方法研究

针对当前GNSS-R技术利用GNSS海面反射信号仅反演有效波高一个参数的不足，基于直射信号和反射信号构成的复相干场模型，建立海面相关时间与波浪的有效波高和平均波周期的映射模型，给出了基于直射信号多普勒频移、C/A码、导航数据位参数辅助的海面反射信号处理流程和方法，确立了基于GNSS海面反射信号的有效波高和平均波周期反演流程和方法，并在青岛小麦岛海洋观测站进行了岸边实验.实验结果表明，有效波高反演结果的均方误差为0.1 m，平均波周期反演结果的均方误差为0.61 s.所提反演方法对海洋观测新技术研究和新装备制造，及其在我国北斗系统中的应用等扩展领域，都具有明显学术价值和重要意义.     

IC芯片视觉检测中快速图像匹配定位

利用IC芯片定位图像特征,提出一种用其投影特征的基于优势遗传自适应遗传算法(AGA)的快速匹配算法(P-AGA)。设计基于图像灰度投影特征的匹配规则,使算法适应于一定的噪声、缩放、旋转和变形图形,而且运算量小。对图像采用2×2重采样,使运算量降低3/4。匹配过程是在二维图像空间的随机寻优,提出优势遗传的AGA,用匹配距离作为适应度函数,并自适应改变交叉变异概率进行匹配寻优,快速准确求出全局最优匹配点。实验表明,该算法比标准遗传算法(SGA)快约1.9倍,准确度提高约22.5%,有效提高匹配速度和准确度,有很强的抗噪声能力,鲁棒性好。     

图像法自动调焦的最佳调焦区域选取算法

对分辨率较高的图像来说,调焦评价函数的计算耗时较多,会影响调焦的实时性。选用整幅图像中细节最丰富的子图像作为调焦对象,在保证调焦精度的同时,可改善调焦效率。为快速找到此区域,提出了基于自适应遗传算法(AGA)的寻优算法。在此算法中,用离焦子图像的加权熵作为适应度函数,自适应的改变遗传算法的交叉概率和变异概率,以避免结果陷入局部极值。实验结果表明,此算法具有运算复杂度低,稳定性好等优点,所选定的子图像具有良好的调焦特性曲线。     

基于棱镜模型多次折射法的海水盐度检测系统

为了提高光学折射法海水盐度检测精度,综合分析现有检测方法,认为其海水盐度检测精度低的主要原因是其检测光路为平行平板模型.由此,提出了棱镜模型多次折射法检测方案.利用棱镜模型而不是平行平板模型,提高了光线的偏折角;通过设置多个棱镜模块,进一步扩大偏折角,从而大大提高系统的分辨力.设计了光路并进行仿真分析,研制了样机并进行...     

海水盐度光学检测技术研究进展

在一定温度条件下,海水的盐度与其折射率之间存在线性对应的关系,因此通过测量海水折射率可以推算出其盐度.详细介绍了几种利用光学方法测量液体折射率,从而间接检测海水盐度的技术,主要包括光纤光栅传感检测法、表面等离子波检测技术和利用几何光路折变计算折射率的检测技术,重点分析了各种方案的传感器结构、工作原理、影响测量精确度的因素,以及在实际应用中存在的问题,最后对光学技术在海水盐度实时检测中的可行性进行了展望.     

基于光电传感技术的海水盐度计研究

提出了基于位置敏感器件(PSD)的差动折射率测量方案,建立了数学模型,设计了传感探头结构,制作了原理样机。在反复实验的基础上,测定了盐度标定曲线,并对系统的稳定性和影响因素进行了测量,盐度检测的分辨率达到1.67‰,稳定性好于±1.25‰,温度和扰动引起的误差分别为0.038‰/℃和±2.58‰。对系统误差进行了分析,并提出了相应的解决办法。     

显微视觉系统中自动调焦评价函数的选取

综述了显微视觉系统中常用的自动调焦算法,并分别在不同的照明方式和不同的图像内容条件下对其调焦函数特性进行测试,得到了调焦评价函数优劣的客观评价。实验结果表明：梯度平方函数、Tenegrad函数、Laplacian函数灵敏度高,稳定性好,适于小范围精细调焦;Variance函数、熵函数灵敏度低,但调焦范围大,适用于粗调焦;透射照明通常比反射照明有更好的调焦曲线;高频信息丰富的图像宜采用梯度平方函数或Tenegrad函数调焦,高频信息不是很丰富的图像宜采用Laplacian函数调焦。