检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2023年第20期50卷 1-18页

作者：龚伟赵文华王心田李臻赜王熠赵新景王晴王艳辉王磊陈岐岱吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家联合重点室吉林长春130012 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

随着人工智能技术的不断发展,激光工业制造的智能化已成为重要趋势。机器学习作为人工智能的主要技术之一,已经在相关领域得到了广泛应用,并促进该领域实现巨大突破,推动下一代激光微纳加工技术的发展。为此,本文综述了机器学习在激光... 详细信息

随着人工智能技术的不断发展,激光工业制造的智能化已成为重要趋势。机器学习作为人工智能的主要技术之一,已经在相关领域得到了广泛应用,并促进该领域实现巨大突破,推动下一代激光微纳加工技术的发展。为此,本文综述了机器学习在激光微纳加工领域各工艺过程中的重要应用,包括激光微纳加工参数优化与工艺窗口预测、加工过程的实时监测与控制、加工结果的预测以及辅助物理机制的研究,总结并展望了当前已有的机器学习与激光微纳加工交叉方向的改进方案,以及未来可能出现的机器学习与激光微纳加工交叉技术的进一步应用。

关键词：激光技术光学制造微纳加工过程控制人工智能机器学习

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基于深度像素级特征的孪生网络目标跟踪方法

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传感技术学报 2023年第10期36卷 1576-1583页

作者：王向军郝忻王霖天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室天津300072

目标尺度变化和低分辨率的复杂场景往往会影响目标跟踪算法的性能进而导致跟踪精度下降。针对此问题,提出了一种基于深度像素级特征的孪生网络目标跟踪方法。引入像素级特征融合方法对目标模板和搜索区域的多层特征进行融合、设计基于... 详细信息

目标尺度变化和低分辨率的复杂场景往往会影响目标跟踪算法的性能进而导致跟踪精度下降。针对此问题,提出了一种基于深度像素级特征的孪生网络目标跟踪方法。引入像素级特征融合方法对目标模板和搜索区域的多层特征进行融合、设计基于残差网络和拓扑结构的特征深层提取模块、依据判据筛选历史信息得到合适模板特征进行模板更新。实验结果表明,所提改进算法在VOT2018数据集上比基础算法的EAO值提升了5.31%,准确率提升了0.83%,鲁棒性提升了3.85%;在OTB100数据集上,所提算法精确率为91.4%,成功率为71.7%,与基础算法相比,精确率提升了3.28%,成功率提升了5.13%。

关键词：目标跟踪孪生网络像素级特征融合模板更新

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基于TDOA的水下泄漏气泡定向方法

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仪器仪表学报 2024年第8期45卷 103-111页

作者：王全增封皓沙洲赵云峰天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 国家管网集团北方管道公司技术支持中心廊坊065000

本文提出一种利用立体五元水听器阵列对水下泄漏气泡进行三维定向的方法。首先,通过理论分析和仿真研究了四元平面阵、五元平面阵和五元立体阵定向误差与时延、声速和声源位置的关系,对比了3种阵列的定向误差,结果表明五元立体阵不受声... 详细信息

本文提出一种利用立体五元水听器阵列对水下泄漏气泡进行三维定向的方法。首先,通过理论分析和仿真研究了四元平面阵、五元平面阵和五元立体阵定向误差与时延、声速和声源位置的关系,对比了3种阵列的定向误差,结果表明五元立体阵不受声速误差影响,受到时延误差和声源位置影响较小,定向效果最好。搭建阵列半径20 cm的水听器阵列在水箱中进行实验,使用四元平面阵和五元立体阵采集4个位置的气泡声信号,以声信号第一个波峰作为声音首次到达时间参考点来计算时延,对每个位置进行10次方向估计,实验结果显示两种阵列方位角估计精度相近,五元立体阵俯仰角估计效果优于四元平面阵,方位角和俯仰角的平均定向误差在4°以下,与理论分析相符。因此,五元立体水听器阵列能够估计不同位置泄漏点的方位角和俯仰角,在水下环境中可以实现基于气泡声信号漏点定向。

关键词：气泡泄漏水听器阵列五元立体阵三维定向

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基于光谱共焦技术的高精度非接触测头

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2023年第3期14卷 270-279页

作者：李海腾李杏华天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为了解决光谱共焦非接触测头存在的量程较小、精度差等问题,设计了一种四片式大量程透镜组,并提出了一种基于Adam算法的峰值波长提取算法和一种分段拟合曲线标定方法。透镜组在大约470-730 nm波段内,位移测量范围可达4500μm。利用设计... 详细信息

为了解决光谱共焦非接触测头存在的量程较小、精度差等问题,设计了一种四片式大量程透镜组,并提出了一种基于Adam算法的峰值波长提取算法和一种分段拟合曲线标定方法。透镜组在大约470-730 nm波段内,位移测量范围可达4500μm。利用设计的透镜组搭建了测头系统,通过实验验证了使用Adam算法的位移误差为0.3μm,比质心法减小了68.3%,比传统高斯拟合法减小了26.0%,比抛物线拟合法减小了24.3%,而使用分段拟合方法的位移误差比使用传统多项式标定方法减小了92.4%。实验结果表明,所设计的测头系统可以实现较大量程的高精度非接触位移测量,为进一步研究基于光谱共焦技术的高精度位移传感器提供了理论和实验依据。

关键词：光谱共焦非接触位移测量峰值波长提取 Adam算法

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基于扫摆式多相机跟踪的六自由度测量方法

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激光与光电子学进展 2023年第3期60卷 289-297页

作者：曹首钦孙子杰杨泽孙岩标邾继贵天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 北京卫星制造厂有限公司北京100094

目前视觉测量技术针对工业目标的六自由度测量,存在难以兼顾测量效率、精度与范围的问题。为此,本文提出了一种基于扫摆式多相机跟踪的六自由度测量方法,通过同站位不同角度多图像观测联合构成大尺寸坐标计算的冗余约束量,来实现高效率... 详细信息

目前视觉测量技术针对工业目标的六自由度测量,存在难以兼顾测量效率、精度与范围的问题。为此,本文提出了一种基于扫摆式多相机跟踪的六自由度测量方法,通过同站位不同角度多图像观测联合构成大尺寸坐标计算的冗余约束量,来实现高效率、高精度、大范围位姿测量。首先,提出相机旋转扫摆运动模型,快速估计相机位姿,并作为先验信息进行图像匹配与空间后方交会,得到精确相机位姿,进行空间前方交会;然后,提出了基于像点平差的位姿估计方法,直接利用物体移动前后的像点信息作为观测值,进行物体位姿的最优化估计。实验结果表明,测量效率提高了4倍,单点精度的最大误差不超过0.2 mm,姿态精度的最大误差不超过0.043°,证实提出方法能有效测量物体的六自由度位姿,一定程度上平衡了测量效率、精度与范围的矛盾。

关键词：视觉测量六自由度测量罗德里格斯公式光束法平差扫摆式运动

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高空间分辨率高可见度的太赫兹光谱成像研究

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光谱学与光谱分析 2023年第2期43卷 356-362页

作者：褚致弘张逸竹曲秋红赵晋武何明霞天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 莱仪特太赫兹(天津)科技有限公司天津300019

太赫兹光谱成像,不但包括在二维图像空间的强度信息,同时可以得到太赫兹波段的光谱信息,构成了一个三维的数据矩阵。由于受到太赫兹成像系统内部硬件的限制和影响,太赫兹频域较高频段处信号存在能量弱、信噪比低的特点,导致所成的太赫... 详细信息

太赫兹光谱成像,不但包括在二维图像空间的强度信息,同时可以得到太赫兹波段的光谱信息,构成了一个三维的数据矩阵。由于受到太赫兹成像系统内部硬件的限制和影响,太赫兹频域较高频段处信号存在能量弱、信噪比低的特点,导致所成的太赫兹图像普遍存在分辨率低、对比度低等问题。因此,利用三维数据矩阵,应用适合的算法,实现了提高太赫兹光谱成像空间分辨率、边缘细节可见度的目的。搭建了三维可移动式太赫兹时域光谱成像系统,实现了对标准高分辨率板的二维扫描。对该系统所采集到的信号分别进行时域、频域等多种方式成像对比,结合瑞利判据和分辨率标尺对成像系统的空间分辨率、景深进行标定,研究了提高太赫兹光谱成像的空间分辨率算法。然后,针对太赫兹频域高频区域信噪比低、对比度低、噪声原因复杂的特点,结合深度残差学习的图像去噪理论,提出了太赫兹图像深度去噪网络,在训练集中引入成像系统中真实的“太赫兹残差噪声”。最后,利用所训练出的模型对太赫兹频域高频区域图像进行盲去噪,并用重建图像分别与原始成像结果和传统太赫兹去噪算法结果进行比较,分别从主观和客观两个方面评价了不同算法对太赫兹频域高频图像的去噪效果。实验结果表明,通过该算法实现了极限空间分辨率约为157μm,去噪后图像极限空间分辨率处的瑞利判据鞍-峰比约为0.623,图像整体对比度为46.635;空间分辨率相比传统成像方法提高了约一倍,对比度提高约26%。研究结果为高空间分辨率高可见度的太赫兹光谱成像方式提供了一种新的规范,并针对太赫兹频域较高频区域的图像噪声问题提供了一种新的解决方案。

关键词：太赫兹光谱成像空间分辨率图像去噪深度卷积神经网络

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用于高反表面测量的分块平滑自适应条纹投影方法

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红外与激光工程 2023年第5期52卷 316-329页

作者：何信欣刘斌王春柳吴冠豪天津理工大学电气工程与自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

条纹投影轮廓术用于测量高反表面时,相机成像会出现饱和区域,区域内相位信息难以提取,进而造成三维重建错误。为此,文中提出了一种分块平滑自适应条纹投影方法。首先,通过投影少量均匀灰度图,对饱和区域进行分块,根据各块的饱和程度,计... 详细信息

条纹投影轮廓术用于测量高反表面时,相机成像会出现饱和区域,区域内相位信息难以提取,进而造成三维重建错误。为此,文中提出了一种分块平滑自适应条纹投影方法。首先,通过投影少量均匀灰度图,对饱和区域进行分块,根据各块的饱和程度,计算相应的初始投影强度。随后,在不饱和情况下,投射亮暗两种强度的条纹图,通过在饱和区域融合两者相位信息,实现相机到投影仪的坐标匹配,获取初始映射投影强度;然后,对初始映射投影强度进行多项式拟合,构建平滑的投影强度曲线,用于逐像素获取最佳投影强度值,同步填补了因相机与投影机分辨率差异引起的映射孔洞,最终生成自适应条纹。最后,将生成的自适应条纹投射至被测物体,进行了相位解算和三维重建。实验结果表明:所提方法只需投影少量灰度图就能生成高动态范围的自适应条纹,实现了饱和区域相位信息的完整提取。相比于现有改进方法,面形三维重建的标准偏差分别减少了40%和28.6%,有效地提高了高反表面形貌测量精度。

关键词：自适应条纹投影三维测量最佳投影强度多项式拟合孔洞填补

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吸光材料-激光解吸附离子化质谱用于化妆品中添加剂的快速分析

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分析测试学报 2022年第3期41卷 381-385页

作者：谭奥雷马潇潇清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

化妆品中的添加剂种类繁多,这些物质的加入可提升化妆品的使用效果和保质期限,但过量使用则可能对人体健康造成不良影响。该研究利用吸光材料-激光解吸附离子化质谱(AR-LDI MS)建立了化妆品中添加剂的快速分析方法。利用该法对化妆品中... 详细信息

化妆品中的添加剂种类繁多,这些物质的加入可提升化妆品的使用效果和保质期限,但过量使用则可能对人体健康造成不良影响。该研究利用吸光材料-激光解吸附离子化质谱(AR-LDI MS)建立了化妆品中添加剂的快速分析方法。利用该法对化妆品中的3-亚苄基樟脑、4-甲基苄亚基樟脑、对羟基苯乙酮和环吡酮进行检测,检出限分别为4、6、40、10 mg/kg。通过加入内标物,可实现化妆品中樟脑衍生物(3-亚苄基樟脑、4-甲基苄亚基樟脑)的定量分析,其线性范围为60~140 mg/kg。该方法前处理过程简便,总分析时间不超过5 min,分析结果灵敏、准确,在化妆品原位快检中有着较为广阔的应用前景。

关键词：吸光材料-激光解吸离子化质谱(AR-LDI MS) 添加剂化妆品快速分析

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形心匹配优化下的狭长空间近距离轨迹测量系统

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红外与激光工程 2023年第3期52卷 251-263页

作者：艾双哲段发阶李杰吴凌昊王霄枫天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都611730

在基于双目视觉的三维轨迹测量中,双目同名点的高精度匹配是提高测量精度的关键。在狭长空间的近距离测量场景下,针对双目拍摄角度不同导致仅用形心法定位匹配的轨迹测量精度不高的问题,研制了一种形心匹配优化下的狭长空间近距离轨迹... 详细信息

在基于双目视觉的三维轨迹测量中,双目同名点的高精度匹配是提高测量精度的关键。在狭长空间的近距离测量场景下,针对双目拍摄角度不同导致仅用形心法定位匹配的轨迹测量精度不高的问题,研制了一种形心匹配优化下的狭长空间近距离轨迹测量系统。首先,在仅用形心法对目标物体定位匹配的基础上利用极线约束投影进行双目形心的二次定位;其次,提出了一种基于距离和方法权重的灰度互相关方法进行双目形心的亚像素匹配;最后,通过卡尔曼滤波对于目标物体的三维重建运动轨迹进行滤波修正。实验结果表明:该轨迹测量系统通过对多方法组合优化,显著提高了狭长空间近距离条件下的轨迹测量精度,在128 mm的全量程测量范围内对纹理较好目标物体的平均轨迹长度测量误差为13.14μm,测量精度约为0.01%,相比于仅用形心法定位匹配,轨迹长度测量精度提高了94.3%。

关键词：形心匹配优化双目视觉距离和方法权重灰度互相关卡尔曼滤波

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基于双目视觉与罗德里格斯旋转的机械臂全工作空间域绝对定位精度提升方法

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光学精密工程 2023年第8期31卷 1150-1161页

作者：韩彭威段发阶李杰吴凌昊王霄枫天津大学、精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都611730

机械臂的绝对定位精度较低,目前常采用基于运动回路法的运动学标定来提高机械臂绝对定位精度,但标定空间的大小限制了机器人全工作空间域绝对定位精度。为此,本文提出了一种利用双目视觉及二维棋盘格靶标相融合的机械臂全工作空间域绝... 详细信息

机械臂的绝对定位精度较低,目前常采用基于运动回路法的运动学标定来提高机械臂绝对定位精度,但标定空间的大小限制了机器人全工作空间域绝对定位精度。为此,本文提出了一种利用双目视觉及二维棋盘格靶标相融合的机械臂全工作空间域绝对定位精度提升方法。首先,使机械臂单轴转动,利用双目相机记录单轴旋转轨迹,利用罗德里格斯旋转进行空间圆拟合,得到机械臂的旋转轴线,根据D-H法则建立关节坐标系,根据关节坐标系之间的相对位置关系解算出机械臂的运动学参数。其次,通过分析关节实际转角与编码器输出值之间的关系标定关节电机减速比。最后,通过实验对所提方法进行验证,并与多种精度提升方法进行对比。实验结果表明,通过本文方法进行标定后机械臂的绝对定位精度相对标定前提升了67%,在标定空间内外效果一致,可提高机械臂全工作空间域的绝对定位精度。

关键词：机械臂运动学标定减速比标定视觉测量

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