检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 9-20页

作者：李明远房丰洲天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室微纳制造实验室天津300072

人眼内异常的眼内压是青光眼的主要表现之一,而在疾病的早期阶段患者并没有感到明显不适,往往难以及时发现,如果该疾病未得到及时治疗,则可能导致完全失明。青光眼的早期诊断可以有效预防永久性视力丧失,临床上人工检查是一种可行的解... 详细信息

人眼内异常的眼内压是青光眼的主要表现之一,而在疾病的早期阶段患者并没有感到明显不适,往往难以及时发现,如果该疾病未得到及时治疗,则可能导致完全失明。青光眼的早期诊断可以有效预防永久性视力丧失,临床上人工检查是一种可行的解决方案,但这不仅费时费力,而且要求医生具备专门的知识和经验。现有的研究成果表明,将人工智能技术整合到影像中预防和检测青光眼是高效、准确的。系统介绍基于人工智能的青光眼辅助诊断领域的最新进展,探讨各种已发表的算法模型,总结此类研究存在的问题及未来可能的研究方向,并对基于多模态评估的青光眼智能检测技术的研究现状与未来发展趋势进行详细和深入的评述。

关键词：青光眼深度学习人工智能光学相干断层扫描眼底图像视野

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调频连续波激光雷达光源非线性校正技术(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 285-294页

作者：谈宜东林晨啸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

调频连续波(FMCW)激光雷达具有非接触式测量、抗环境光干扰、高分辨率、能够同时获取速度和距离信息等优势,近年来被广泛应用于航空航天、精密制造、无人驾驶等领域。FMCW激光雷达的测距能力很大程度依赖于其光源的扫频线性度。在实际... 详细信息

调频连续波(FMCW)激光雷达具有非接触式测量、抗环境光干扰、高分辨率、能够同时获取速度和距离信息等优势,近年来被广泛应用于航空航天、精密制造、无人驾驶等领域。FMCW激光雷达的测距能力很大程度依赖于其光源的扫频线性度。在实际应用中,扫频光源会受到诸如应力拉伸不均匀、腔内温度变化、电路噪声等因素的影响,导致扫频非线性的产生,使得测距分辨率和精度下降。针对这一问题,本文从原理出发,分析了FMCW激光雷达中光源扫频非线性的影响,系统介绍了不同类型扫频非线性校正技术的原理和国内外研究进展,并对这些方法的适用场景、特性和优缺点进行总结,为后续相关研究提供启发。

关键词：调频连续波激光雷达绝对测距扫频光源非线性校正

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双目面结构光三重扫描测量系统温漂补偿方法

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 213-224页

作者：杨濠铭孙子杰孙岩标邾继贵天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 北京卫星制造厂有限公司北京100094

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重... 详细信息

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重建点云与单目重建点云发生“分层”现象。为此,文中提出了一种基于正交条纹投影的三重扫描系统温漂在线补偿方法,通过投影仪投射正交条纹来构建双目重建点在投影仪图像中准确的映射关系,并基于双目重建点在投影仪图像中的重投影误差最小化目标函数来求解温漂补偿后的投影仪最优外参数。最后,以金属球和汽车零件作为被测对象进行实验验证,在不依靠标定板等先验信息及繁琐标定流程基础上,所提在线快速补偿方法可以使得双目点云与单目点云温漂量分别减小78.2%和94.3%,极大减轻了温度变化对于三重扫描点云数据拼接影响。

关键词：三重扫描投影仪正交条纹温漂补偿

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基于光学频率梳的高精度测距技术研究进展

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机械工程学报 2023年第20期59卷 244-260页

作者：贾琳华郑继辉张福民曲兴华天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072

精密测量技术是先进制造的重要支撑,其中精密激光测量技术在几何量测量特别是在线和高精度测量中应用最为广泛。针对先进制造更高的要求,新的激光测量技术不断发展,如基于光学频率梳的测距技术,其以宽光谱、窄脉宽、高频率稳定性的光频... 详细信息

精密测量技术是先进制造的重要支撑,其中精密激光测量技术在几何量测量特别是在线和高精度测量中应用最为广泛。针对先进制造更高的要求,新的激光测量技术不断发展,如基于光学频率梳的测距技术,其以宽光谱、窄脉宽、高频率稳定性的光频梳作为光源,通过相干探测可实现高精度和宽范围的绝对距离测量。同时,微纳制造工艺的提升以及光电子集成技术的发展,为进一步满足现场测量环境下高稳定性、仪器集成化和在线测量的需求提供了可能。围绕先进制造中高精度测距的需求,综述了光频梳测距方案的基本原理、性能指标与应用发展现状。首先,阐述了光学频率梳的基本特性和新型微腔孤子光频梳的相关研究;然后,详细介绍了光频梳频域、时域测距技术的测量原理和研究进展,包括色散干涉法、合成波长法、参考臂扫描法、重复频率扫描法和双光梳异步光学采样法等;最后,分析并比较了现有技术的发展进程及其优化方向,并对相关仪器化研制和现场应用进行了总结与展望。

关键词：光学频率梳孤子光频梳高精度距离测量激光干涉测量先进制造

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基于惯性辅助跟踪的未知对应姿态估计方法

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仪器仪表学报 2024年第8期45卷 145-153页

作者：李岳孙长库王大为王鹏付鲁华天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072

针对特征点对应关系未知的姿态估计问题,提出了1种基于惯性辅助跟踪的未知对应姿态估计方法。与利用惯性信息在数据处理层面优化先验位姿选取的方法不同,该方法在数据采集层面融合图像信息和惯性信息,从而提高了姿态估计和特征点匹配的... 详细信息

针对特征点对应关系未知的姿态估计问题,提出了1种基于惯性辅助跟踪的未知对应姿态估计方法。与利用惯性信息在数据处理层面优化先验位姿选取的方法不同,该方法在数据采集层面融合图像信息和惯性信息,从而提高了姿态估计和特征点匹配的准确性和稳健性。本文提出了1种融合特征点跟踪和运动矢量约束跟踪的混合跟踪新方法,构建了二维和三维点集的初始匹配权重矩阵。基于该匹配权重矩阵建立优化目标函数,并利用改进软分配算法交替优化姿态估计和二维/三维点集匹配关系。利用二维精密转台搭载合作立体靶标进行算法性能测试,结果表明:在方位角/俯仰角为±50°内,该方法的成功率为99%,姿态估计精度优于0.15°,单次测量耗时约17 ms,并且在视觉遮挡情况下仍可保持较高的成功率。

关键词：单目视觉姿态估计未知对应惯性辅助跟踪。

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基于长度角度并行传感的多目标位姿测量

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光学精密工程 2025年第5期33卷 728-740页

作者：杨朔韩野杨凌辉吴腾飞史慎东董文博邾继贵天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110801

大尺寸空间精密位姿测量技术是航空、航天、船舶、射电望远镜等高端装备实现自动化、高精度装配制造的关键支撑技术。针对传统方法无法同时兼顾测量效率与测量精度的问题,提出了一种长度角度并行传感的多目标位姿测量方法。通过光电扫... 详细信息

大尺寸空间精密位姿测量技术是航空、航天、船舶、射电望远镜等高端装备实现自动化、高精度装配制造的关键支撑技术。针对传统方法无法同时兼顾测量效率与测量精度的问题,提出了一种长度角度并行传感的多目标位姿测量方法。通过光电扫描测角实现空间多目标的自主识别并提供高精度角度约束,同时利用高动态光束偏转机构引导绝对测距光束,主动实施逐点扫描测距,从而实现长度、角度并行测量。然后,设计了一种集成化位姿测量合作靶标,构建了长度角度加权融合的精确位姿测量模型。最后,提出了系统参数的高精度快速标定方法,详细分析了位姿测量方法的测量不确定度,并研究了合作靶标相对测量基站的位置、姿态与位姿测量精度之间的关系。通过实验验证了该方法的可行性和测量精度,实验结果表明:与激光跟踪仪进行精度对比,该方法的位置、姿态测量准确度分别优于0.131 mm和0.041°,测量重复性分别优于0.034 mm和0.018°,多目标测量过程中平均每个目标耗时0.9 s。该方法同时具有较高的多目标位姿测量效率与测量精度。

关键词：位姿测量大尺寸测量光电扫描绝对测距多目标

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基于多尺度特征和注意力机制的低重叠度跨源点云配准网络

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2025年

作者：钟行建王鹏李岳李林付鲁华孙长库天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室

近年来，基于机器视觉的检测方法被广泛应用于飞机蒙皮损伤检测中。无人机巡检过程中，一个关键步骤是将多角度飞机蒙皮高清细节图像数据进行飞机三维点云模型上的空间定位。这依赖于图像中心坐标点与点云的刚性配准。针对现有配准算法... 详细信息

近年来，基于机器视觉的检测方法被广泛应用于飞机蒙皮损伤检测中。无人机巡检过程中，一个关键步骤是将多角度飞机蒙皮高清细节图像数据进行飞机三维点云模型上的空间定位。这依赖于图像中心坐标点与点云的刚性配准。针对现有配准算法在处理疏密差异大且低重叠度的部分到整体的异源点云时存在的精度低、鲁棒性差的问题，本文提出了一种新型的跨源点云配准网络。该网络融合点云多尺度信息，通过注意力机制判别代表性重叠点。首先，网络通过点云多尺度几何特征和位置信息实现初始对应。然后，通过重叠特征引导模块预测点云重叠分数。利用注意力机制信息交互，结合点重叠分数和融合特征匹配筛选出代表性的重叠点，实现点云精确对应。网络使用加权SVD估计两组变换矩阵，得到了点云的相对位姿参数。实验采用无监督方式引导学习，在ModelNet40数据集和Aero Object Dataset飞机测量数据集的实验结果表明，与其他现有的传统的和基于学习的方法相比，该方法在配准精度和鲁棒性方面具有先进的性能。

关键词：视觉检测点云配准空间定位机器学习跨源配准无监督学习

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基于改进半径约束圆拟合方法的钢轨磨耗检测

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铁道工程学报 2024年第3期41卷 38-44页

作者：罗卿莉陈志远张书缤石德斌谭兆甘俊天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:钢轨磨耗检测是保证轨道质量,确保轨道系统安全运行的重要手段。传统钢轨检测方法依赖于人工使用特定的测量仪器来测量钢轨的轮廓,进而得到钢轨磨耗,耗费大量人力物力。基于结构光的非接触式测量方法可以快速、高效地对钢轨轮... 详细信息

研究目的:钢轨磨耗检测是保证轨道质量,确保轨道系统安全运行的重要手段。传统钢轨检测方法依赖于人工使用特定的测量仪器来测量钢轨的轮廓,进而得到钢轨磨耗,耗费大量人力物力。基于结构光的非接触式测量方法可以快速、高效地对钢轨轮廓进行实时测量、磨耗计算,其检测效率高,安全性强,具有十分广阔的应用前景。研究结论:(1)利用离群点去除算法可有效地去除线结构光下采样得到的钢轨轮廓噪声;(2)利用插值算法结合60 kg钢轨自身结构比例特点可对钢轨轮廓进行精确分割;(3)采用基于半径约束的圆拟合算法提取测量件圆心坐标效果良好;(4)磨耗检测试验结果表明,采用本文的钢轨磨耗检测方法后,钢轨总磨耗均方根误差为0.08 mm,可满足钢轨磨耗检测的要求;(5)本研究成果可为轨道交通的运营维护提供一定参考。

关键词：钢轨磨耗检测线结构光轮廓匹配半径约束

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单目视觉定位的增强：基于立体靶标的初始化方法(英文)

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2025年

作者：马珺禹孙长库王鹏付鲁华天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室

单目视觉定位系统因其设备成本低、标定简单而受到广泛关注。然而，传统单目系统因缺乏真实尺度信息和初始化流程复杂，在需要绝对定位的场景中应用受到限制。现有的解决方案存在两方面的权衡：不依赖靶标的方法依赖固定相机高度等环境... 详细信息

单目视觉定位系统因其设备成本低、标定简单而受到广泛关注。然而，传统单目系统因缺乏真实尺度信息和初始化流程复杂，在需要绝对定位的场景中应用受到限制。现有的解决方案存在两方面的权衡：不依赖靶标的方法依赖固定相机高度等环境先验约束实现尺度恢复，而基于靶标的尺度恢复方法通常要求靶标图案全程处于相机视野内。为应对这些挑战，本文提出了一种基于立体靶标的初始化方法，通过两帧靶标图像即可实现真实尺度的恢复。这种模块化方法可集成至多种单目SLAM框架。将该方法与ORB-SLAM3以及半直接法视觉里程计集成，开展验证工作，实验结果表明，所提方法在保证系统实时性的前提下提供真实尺度信息，适用于室内导航、工业机器人定位等对绝对定位有需求的应用场景。

关键词：单目SLAM 实时定位尺度恢复立体靶标绝对定位视觉里程计

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面向高动态范围物体测量的自适应条纹投影方法(英文)

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2025年

作者：李依凡付鲁华孙长库王鹏天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室

目前光栅条纹投影三维测量技术已在众多领域得到了广泛的应用。然而对于表面反射率变化较大的高动态范围场景，图像灰度值分布不平衡会导致相位解算出现较大误差，影响重建结果。针对该问题，提出一种自适应条纹投影方法。本方法中，仅... 详细信息

目前光栅条纹投影三维测量技术已在众多领域得到了广泛的应用。然而对于表面反射率变化较大的高动态范围场景，图像灰度值分布不平衡会导致相位解算出现较大误差，影响重建结果。针对该问题，提出一种自适应条纹投影方法。本方法中，仅需向被测物投影暗亮两组条纹，即可通过灰度分析自适应生成全场投影强度图。首先，向被测场景投影暗条纹，在使图像不过曝的基础上延长曝光时间。其次在同一曝光时间下投影亮条纹，得到过曝的像素点。对过曝点在投影暗条纹时的灰度分布进行分析以确定对应的投影强度。借助正交条纹的绝对相位信息进行坐标匹配，生成自适应投影条纹。对具有高动态范围特性的不同物体进行实验，结果表明与常规条纹投影双目重建方法相比，本文算法能够实现高动态范围表面物体的完整重建，对过曝和调制度过低等导致的相位解算错误具有较强鲁棒性。

关键词：条纹投影三维测量高动态范围自适应条纹多频相移

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