检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2020年第3期28卷 736-744页

作者：冯维吴贵铭赵大兴刘红帝湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

为解决弱光图像增强过程中对比度增强和自然度保持问题,本文提出一种基于Retinex的多图像自适应加权最小二乘滤波算法。首先,在图像的每个像素的R,G,B三通道中找到最大亮度值作为该像素的初始照明估计,根据Retinex理论生成反射图像,并... 详细信息

为解决弱光图像增强过程中对比度增强和自然度保持问题,本文提出一种基于Retinex的多图像自适应加权最小二乘滤波算法。首先,在图像的每个像素的R,G,B三通道中找到最大亮度值作为该像素的初始照明估计,根据Retinex理论生成反射图像,并通过形态学闭合方式调整反射图;接着,在初始照明图基础上,通过Gamma变换和双对数变换方法分别生成全局对比度增强图和局部自然度保持照明图;随后,设计一种自适应加权最小二乘滤波融合策略将三幅照明图融合成最终照明估计图;最后合成上述的最终照明图和调整反射图以获得弱光增强后的图像。实验结果表明,本文所提出算法的亮度顺序差(LOE)及盲图像质量评价(NIQE)值更低,可同时降低到4.12和3.25,较其他方法表现出更好的增强效果。证明了本文算法能有效地增强弱光图像对比度,同时保持图像自然度。

关键词：弱光增强 Retinex 加权最小二乘滤波形态学闭合图像自然度

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扩展高斯图像聚类的缺失点云配准

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光学精密工程 2021年第5期29卷 1199-1206页

作者：吴庆华蔡琼捷思黎志昂刘嘉程湖北省现代制造质量工程重点实验室湖北武汉430064 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430064

针对局部缺失点云配准时精度不高和收敛过慢等问题,提出了一种基于扩展高斯图像聚类的快速点云配准算法。通过将点云映射到扩展高斯图像中进行聚类后逆映射实际点云获取待配准的子点云,进而规避局部缺失带来的干扰;此外,为提高计算效率... 详细信息

针对局部缺失点云配准时精度不高和收敛过慢等问题,提出了一种基于扩展高斯图像聚类的快速点云配准算法。通过将点云映射到扩展高斯图像中进行聚类后逆映射实际点云获取待配准的子点云,进而规避局部缺失带来的干扰;此外,为提高计算效率和配准精度,采用距离-曲率描述子查询对应点对进行奇异值分解进行粗配准,并结合迭代最近点精配准算法实现点云配准过程。实验结果表明,该算法对于局部缺失点云具有较高精度(均方误差相对于结合ICP的传统算子FPFH降低了近17.9%),且相比其它算法有一定的速度优势(耗时相对于结合ICP的SHOT算子加速了近32.5%)。该算法可以有效的运用在局部缺失点云的位姿识别中,从而可以被广泛地应用于工业现场中三维物体的快速识别定位。

关键词：机器视觉点云配准扩展高斯图像距离-曲率描述子缺失点云

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波长轮换与相移扫描相结合的表面形貌测量系统

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光学精密工程 2015年第9期23卷 2466-2472页

作者：杨练根何浪王选择刘文超何涛湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北省现代制造质量工程重点实验室湖北武汉430068

用光学显微干涉法进行表面形貌测量时其深度测量范围的扩大和形貌测量精度的提高是一对矛盾。为此,本文设计出了一种基于波长轮换与相移扫描相结合的三波长表面形貌测量系统,并提出了一种基于椭圆拟合与相位差大小尺度相结合的相位提取... 详细信息

用光学显微干涉法进行表面形貌测量时其深度测量范围的扩大和形貌测量精度的提高是一对矛盾。为此,本文设计出了一种基于波长轮换与相移扫描相结合的三波长表面形貌测量系统,并提出了一种基于椭圆拟合与相位差大小尺度相结合的相位提取与识别算法。将这种算法运用于多波长干涉图像的数据处理,有效地提高了形貌的整体测量精度,并拓展了深度测量范围。实验结果表明:在深度测量范围扩大近15倍的条件下,采用粗糙度国家基准校准的方波多刻线样板得到的表面粗糙度数据与校准数据的相对误差仅为4.12%,表明该系统在一定的深度范围内能够实现表面形貌的高精度测量。另外,针对该系统设计的多波长相位识别算法对环境噪声要求不高,可以支持系统的高噪声或在线测量。

关键词：表面形貌测量相移干涉波长轮换相移扫描光学显微干涉法

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基于三元阵列式MEMS水听器的被动定位系统设计

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半导体光电 2019年第6期40卷 838-841页

作者：刘梦然李善强贾雯聂磊湖北工业大学湖北省现代制造质量工程重点实验室

声纳系统是水下武器装备的重要组成部分,其发展趋向隐蔽性、小型化。文章提出了一种基于小型化三元阵列式微机电系统(MEMS)水听器的被动定位系统。首先,设计了一种三元阵列式MEMS水听器,即在同一芯片上集成三个不同角度偏差的MEMS矢量... 详细信息

声纳系统是水下武器装备的重要组成部分,其发展趋向隐蔽性、小型化。文章提出了一种基于小型化三元阵列式微机电系统(MEMS)水听器的被动定位系统。首先,设计了一种三元阵列式MEMS水听器,即在同一芯片上集成三个不同角度偏差的MEMS矢量敏感单元;其次,在充分分析水听器工作原理的基础上建立了阵列式水听器的定位模型,并通过仿真验证了其设计的合理性;最后,以STM32单片机为控制核心设计了阵列式MEMS水听器的信号处理与目标定位系统。这种三元阵列式MEMS水听器在仿真定位中展现了良好的定位精度,充分证明了本系统设计的正确性及实用性。

关键词：集成阵列式 MEMS水听器被动定位系统

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基于组合光栅的光束整形方法研究

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中国激光 2022年第13期49卷 60-68页

作者：翟中生张艺吕清花王选择冯维熊芝湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学理学院湖北武汉430068

提出了一种基于组合光栅的任意形状光束整形方法。在需要整形的几何形状的内外分别设计不同的光栅并形成相位全息图,将相位全息图加载到相应的光路上就可整形出想要的形状。其中:外部闪耀光栅将入射高斯光束分成0级和非0衍射级,利用光... 详细信息

提出了一种基于组合光栅的任意形状光束整形方法。在需要整形的几何形状的内外分别设计不同的光栅并形成相位全息图,将相位全息图加载到相应的光路上就可整形出想要的形状。其中:外部闪耀光栅将入射高斯光束分成0级和非0衍射级,利用光阑阻挡非0级光束,获得所需形状的0级光束;内部光栅分别采用了渐变二元光栅和渐变正交光栅,它们能够改善几何掩模内部区域的能量分布,获得均匀性较好的平顶光束。实验结果表明,该方法可以获得任意形状、边缘陡峭、均匀性高的平顶光束,能量利用率可达43.71%,最小不均匀性为2.12%。该方法在激光加工领域具有良好的应用前景。

关键词：光束传输渐变二元光栅渐变正交光栅激光加工

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基于空间光调制器的正交相位光栅衍射特性

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光学学报 2022年第16期42卷 6-14页

作者：翟中生黄缘胜李沁洋余鑫吕清花谢博娅曾臻湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学理学院湖北武汉430068

利用空间光调制器可编程的特性,模拟周期、相位调制深度可调的数字正交相位光栅。在分析正交相位光栅结构的基础上,推导了其透过函数、远场衍射光场和衍射效率的计算方法,讨论了光栅周期T与相位调制深度ϕ对正交相位光栅衍射特性的影响... 详细信息

利用空间光调制器可编程的特性,模拟周期、相位调制深度可调的数字正交相位光栅。在分析正交相位光栅结构的基础上,推导了其透过函数、远场衍射光场和衍射效率的计算方法,讨论了光栅周期T与相位调制深度ϕ对正交相位光栅衍射特性的影响。仿真和实验结果表明:在0~π的相位变化范围内,零级光相对光强随着相位深度的增大而逐渐降低,8个1级光光强逐渐增强;当ϕ=π时,零级光相对光强达到最小值0.25,此时一级光衍射效率最高为56.96%;在π~2π的相位变化范围内,零级光相对光强随着相位深度的增大而逐渐增强,而8个1级光光强逐渐减弱。该研究为正交相位光栅的应用提供了理论依据。

关键词：光栅正交相位光栅空间光调制器衍射光场傅里叶频谱

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基于反馈加权3D-GS算法的三维多焦点调控方法研究

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中国激光 2023年第10期50卷 112-120页

作者：翟中生李梦雨吕清花王选择冯维熊芝湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学理学院湖北武汉430068

针对超快激光三维多焦点均匀性不高的问题,本文提出了一种基于反馈加权3D-GS算法的三维多焦点光场重建技术。用CCD相机实时采集多焦点的能量和位置信息,优化全息图,然后将优化后的全息图加载至空间光调制器,得到目标结构的高均匀性三维... 详细信息

针对超快激光三维多焦点均匀性不高的问题,本文提出了一种基于反馈加权3D-GS算法的三维多焦点光场重建技术。用CCD相机实时采集多焦点的能量和位置信息,优化全息图,然后将优化后的全息图加载至空间光调制器,得到目标结构的高均匀性三维多焦点光束。利用此方法实现了4个面47个点的“HBUT”三维多焦点结构以及15个面15个点的三维多焦点螺旋结构,前者的多光束均匀性超过了96%,后者的多光束均匀性达到了94%。将传统3D-GS算法与反馈加权3D-GS算法迭代计算得到的上述两种结构的多焦点能量分布结果进行对比,结果显示,反馈加权3D-GS算法能有效提高三维多焦点的焦斑能量分布均匀性。

关键词：激光光学反馈加权3D-GS算法三维多焦点光场重建高均匀性空间光调制器

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管道周向磁化漏磁检测有限元分析

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中国机械工程 2011年第22期22卷 2651-2653,2706页

作者：宋小春杨林许正望湖北工业大学武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

为优化管道轴向缺陷漏磁检测磁化器设计,运用三维有限元方法,仿真研究了周向励磁作用下钢管管壁磁化场的分布特征,分析了管道直径、壁厚等结构参数变化对管壁磁化场的影响,研究了不同周向励磁场与管壁磁化场、缺陷漏磁场及背景磁场间的... 详细信息

为优化管道轴向缺陷漏磁检测磁化器设计,运用三维有限元方法,仿真研究了周向励磁作用下钢管管壁磁化场的分布特征,分析了管道直径、壁厚等结构参数变化对管壁磁化场的影响,研究了不同周向励磁场与管壁磁化场、缺陷漏磁场及背景磁场间的作用关系。仿真研究结果表明:管径越大,管壁周向有效检测区域越大;而壁厚增加,管壁周向有效检测区域也增大,但其磁化强度急剧降低;同时,增加外加励磁强度有利于管壁轴向缺陷检测,但必须研究相应的信号处理算法,以消除背景磁场对缺陷漏磁检测信号的影响。

关键词：钢管周向磁化漏磁检测有限元

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纳秒激光加工微凹坑对YG3表面浸润性的影响

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中国表面工程 2018年第3期31卷 1-8页

作者：杨奇彪陈中培陈列娄德元刘顿班内特.彼得现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068 湖北工业大学机械工程学院武汉430068

研究硬质合金刀具表面浸润性对提高刀具寿命和工件加工表面质量有重要的意义。采用波长1064 nm纳秒脉冲激光在硬质合金YG3表面加工微凹坑阵列,运用光学显微镜、光学轮廓仪和接触角测量仪分别测量微凹坑形貌和表面接触角,研究不同激光功... 详细信息

研究硬质合金刀具表面浸润性对提高刀具寿命和工件加工表面质量有重要的意义。采用波长1064 nm纳秒脉冲激光在硬质合金YG3表面加工微凹坑阵列,运用光学显微镜、光学轮廓仪和接触角测量仪分别测量微凹坑形貌和表面接触角,研究不同激光功率、扫描次数和微凹坑间距对表面形貌和接触角的影响规律。建立微凹坑几何形貌模型,基于Wenzel理论分析微凹坑形貌变化对表面接触角的影响机理。结果表明:随着平均功率和扫描次数的提高,微凹坑的直径和深度均增大;随着间距的减小,微凹坑分布密度增大。3种条件下表面粗糙度率均增大,表面接触角余弦值随粗糙度率的变化趋势基本一致且成正相关,所以接触角随粗糙度率增加而降低。通过实际接触角与推导接触角的曲线拟合得到了接触角方程。

关键词：激光加工硬质合金YG3 浸润性微凹坑

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一种多相机阵列大尺寸测量系统快速标定方法

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光学学报 2018年第12期38卷 206-212页

作者：吴庆华陈慧朱思斯周阳万偲湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 现代制造与质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学理学院湖北武汉430068

多相机阵列中的相机位姿关系标定是大尺寸测量系统中非常重要的一个环节。建立了标定模型,采用圆点阵列平面靶标,通过线性平移,使靶标分别位于不同相机的视野范围内,获得了同一靶标特征点在不同相机坐标系下的坐标;根据所得坐标,求解靶... 详细信息

多相机阵列中的相机位姿关系标定是大尺寸测量系统中非常重要的一个环节。建立了标定模型,采用圆点阵列平面靶标,通过线性平移,使靶标分别位于不同相机的视野范围内,获得了同一靶标特征点在不同相机坐标系下的坐标;根据所得坐标,求解靶标坐标系与相机坐标系之间的位姿关系;根据靶标的线性平移约束,进而求解两两相机之间的位姿关系。经实验验证,对于安装距离约为2300mm的相机,标定误差小于0.002mm。其标定过程简单、速度快,可以适用工业大尺寸测量中的现场标定。

关键词：机器视觉大尺寸测量位姿标定相机阵列

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