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题名弱特征表面形貌测量的低成本渐进式匹配方法
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作者
房长帅
刘赵阳
王倩雯
张效栋
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机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
天津大学精密仪器与光电子工程学院
三代光学科技(天津)有限公司
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期169-178,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(62373274)
天津市技术创新引导项目(基金)(23YDTPJC00640)。
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文摘
弱特征连续表面的匹配问题是计算机视觉和图像处理中的一个挑战性问题,基于标准夹具的特征辅助可以准确地实现测量数据与模型的匹配,但该方法成本较高。针对该问题,提出了一种低成本的渐进式的匹配算法,首先基于带有边界罚函数的“点到面”ICP算法实现粗配准,接着通过对测量数据进行两步微调即可对标工业常用评价结果。以汽车玻璃的面形误差评价为例,仿真和实验结果表明,基于所提方法匹配后的面形误差接近传感器本身的误差级别。对于40 cm×40 cm的汽车玻璃,基于所提方法匹配线结构光测量的玻璃数据与三坐标数据,两者偏差在-0.06/0.08 mm,基本满足工业需求。
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关键词
仪器科学与技术
弱特征表面配准
渐进式匹配算法
汽车玻璃
ICP算法
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Keywords
instrument science and technology
weak feature surface registration
progressive registration algorithm
automotive glass
ICP algorithm
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分类号
TH741
[机械工程—光学工程]
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题名采用微刀具的菲涅耳器件超精密制造方法
被引量：3
- 2
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作者
张效栋
房丰洲
程颖
徐宗伟
张少婧
魏桂爽
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机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津微纳制造工程技术中心
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2010年第3期502-505,共4页
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基金
国家863高技术研究发展计划资助项目(2009AA044305
2009AA044204)
+1 种基金
国家自然基金重大研究计划资助项目(90923024
90923038)
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文摘
菲涅耳器件是红外传感器等领域不可或缺的高性能光学元件。其高效和高精度的制造方法是目前研究的重点。文中借助单点金刚石切削技术实现菲涅耳器件加工,采用半圆头型刀具有效减小不可切削区域,并基于聚焦离子束微加工方法进行微刀具制备。对所提出方法的关键技术和制造工艺进行了详细论述。对不同应用领域的两类菲涅耳器件进行加工实验,并建立光学测试平台进行光学性能分析,实验结果表明:所提出的方法可满足菲涅耳器件的应用需求。
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关键词
菲涅耳镜加工
超精密车削
微刀具
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Keywords
Fresnel optics machining
Ultra-precision turning
Micro tools
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分类号
TH162.1
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名圆锥曲面Fresnel透镜数值设计方法（英文）
被引量：1
- 3
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作者
程颖
房丰洲
卢永斌
张效栋
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机构
天津科技大学机械工程学院天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
天津市微纳制造技术工程中心
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第7期216-222,共7页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金(61705166)
国家自然科学基金(51320105009&91423101)
+2 种基金
天津市教委科研计划项目(2017KJ019)
天津市重点实验开放基金(2016LIMFE01)
天津科技大学青年教师创新基金(2014CXLG20)
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文摘
Fresnel透镜是最常见的太阳能聚光镜之一,曲面Fresnel透镜通常比平面Fresnel透镜具有更加优越的性能。基于非成像光学理论,提出了一种新型曲面Fresnel透镜的设计方法。曲面Fresnel透镜采用圆锥曲面基底,在满足Fresnel透镜机械参数要求的前提下,实现Fresnel透镜第二工作面面型的求解。基于可加工性的要求,利用该方法设计了不同形状的曲面Fresnel透镜,通过光学仿真分析了曲面Fresnel透镜的结构参数对聚光镜会聚比、容忍角、光照均匀性的影响,并分析了超精密加工条件下,由于加工误差对光学效率的影响。该设计方法为参数化曲面Fresnel透镜的分析提供了一种新的途径。仿真结果表明,具有小深宽比的曲面Fresnel透镜具有更好的均匀性和更高的能量利用率。
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关键词
非成像光学
太阳能聚光镜
曲面Fresnel透镜
超精密车削
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Keywords
non-imaging optics
solar concentrator
curved Fresnel lens
ultra-precision turning
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分类号
O435
[机械工程—光学工程]
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题名基于法矢跟踪的人工膝关节测量方法研究
- 4
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作者
李琛
朱琳琳
杨旭东
刘磊
张效栋
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机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
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出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期32-42,共11页
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基金
科学挑战计划(TZ2018006-0203-01)
国家重点研发计划(2017YFA0701200)。
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文摘
人工膝关节在改善患者关节病情方面有重要的作用,人工膝关节面型偏差会直接影响患者的治疗效果,因此在投入使用之前需要对人工膝关节面型进行高精度评价。人工膝关节面型复杂倾角变化大,并且不同患者的膝关节面型有较大差异,人工膝关节的复杂性和未知性导致其面型的高精度测量较为困难。对此,本文重点提出了一种基于接触式电感直线位移传感器(LVDT)的法矢跟踪测量方法,并搭建了回转扫描测量系统。该方法对已测点进行曲线拟合,预测待测面型的变化趋势,自适应调整LVDT的采样位姿使其近似沿着采样点法矢方向进行测量,实现对大斜率复杂未知曲面的自适应回转测量。通过对标准球的测量实验,标定系统的测量误差为48.21μm左右;并对人工膝关节模型件进行了测量实验,验证了该方法的可行性。
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关键词
人工膝关节
法矢跟踪
回转测量
未知曲面
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Keywords
artificial knee joint
normal vector tracking
rotation measurement
unknown surface
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分类号
TH772
[机械工程—精密仪器及机械]
TN247
[电子电信—物理电子学]
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题名一种高鲁棒性经编机上断纱在线检测算法
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作者
杨宏脉
张效栋
闫宁
朱琳琳
李娜娜
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机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
天津工业大学纺织科学与工程学院
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出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期139-146,共8页
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文摘
为检测经编机编织过程中产生的断纱问题,提出了以图像维度转换为基础的复合检测算法。首先通过不同时刻拍摄的多张图像生成一张包含时域信息的特征增强图像,以减少环境噪声带来的影响,并极大程度保持了断纱位置时域与频域的特征;然后使用小波变换的方式对增强图像进行断纱检测,在保证检出的情况下提升了检测速度;最后对检测到缺陷的位置使用深度学习的方式再进行一次检测以提升整体算法的鲁棒性。实验结果表明,本文算法可有效地检测不同工艺多类型纹理织物的断纱特征,相对于传统算法时效性与鲁棒性都得到很大程度的提高,能够满足工业场景下断纱检测的需要。
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关键词
经编机
断纱检测
小波变换
图像处理
深度学习
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Keywords
warp knitting machine
yarn breakage detection
wavelet transformation
image processing
deep learning
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分类号
TS101
[轻工技术与工程—纺织工程]
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