哈特曼-夏克波前传感器高精度球面波标定方法研究 被引量：4

1

作者 包明帝 史国华 +1 位作者 邢利娜 何益 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期521-527,共7页

为解决哈特曼-夏克波前传感器传统标定方法存在的测量精度低、稳定性不足等问题,提出了一种基于球面波的哈特曼-夏克波前传感器高精度绝对标定方法。通过理论推导获取了球面波的高精度标定方法,结合搭建的球面波标定实验装置,对子孔径数... 为解决哈特曼-夏克波前传感器传统标定方法存在的测量精度低、稳定性不足等问题,提出了一种基于球面波的哈特曼-夏克波前传感器高精度绝对标定方法。通过理论推导获取了球面波的高精度标定方法,结合搭建的球面波标定实验装置,对子孔径数为128×128的哈特曼-夏克波前传感器完成高精度标定。该方法计算得到了哈特曼-夏克波前传感器结构参数f,w以及L_(0)的精确值。对标定后的哈特曼-夏克波前传感器的测量精度进行测试,实验结果表明,经本文方法标定后的哈特曼-夏克波前传感器的波前复原精度达到了PV=1.376×10^(-2)λ,RMS=4×10^(-3)λ(λ=625 nm),重复性精度为PV=3.2×10^(-3)λ,RMS=9.76×10^(-4)λ(λ=625 nm)。该方法可以为大口径的SHWFS完成高精度标定,提升测量精度。 展开更多

关键词 哈特曼-夏克波前传感器 绝对标定 球面波前

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基于激光点云的中厚板表面平整度测量 被引量：2

2

作者 时浩 邓高旭 +2 位作者 李正楠 王荣军 马立东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期2464-2473,共10页

在冶金行业中,中厚板是主要产品之一,其平整度是评估钢板质量的重要指标。压力矫平现场还依赖于人工测量,无法准确地表征板材平整度。为了提高检测的准确度及高效性,提出了一种基于机器视觉的平整度测量方法。基于高精度的三维视觉扫描... 在冶金行业中,中厚板是主要产品之一,其平整度是评估钢板质量的重要指标。压力矫平现场还依赖于人工测量,无法准确地表征板材平整度。为了提高检测的准确度及高效性,提出了一种基于机器视觉的平整度测量方法。基于高精度的三维视觉扫描技术,结合高斯拟合算法,利用高斯系数构建特征值,建立高斯特征值与实际板材弯曲高度的映射关系,构建基准平面,计算点云坐标值与基准平面的距离,结合RGB颜色模型绘制板形云图,在此基础上给出压力矫平添加垫板的位置。实验表明,所提出的方法计算误差不大于0.3 mm,可以实现对中心凸起或边缘翘曲钢板的测量,同时板形云图反映了板形分布状况及垫板位置。该度量方法可以准确测量中厚板的弯曲量,可以为压力矫平提供数据支持。 展开更多

关键词 激光点云 板形检测 平整度 高斯拟合 映射

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基于激光位移传感器的钻具接头形位尺寸测量系统 被引量：3

3

作者 王元芳 黄志高 戚得众 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第3期55-57,64,共4页

钻具接头形位尺寸测量一直是困扰现代化工业生产的一个重要技术难题,为此,设计了一种基于激光位移传感器的非接触式自动测量系统。该系统克服了传统的人工检测方法效率低下、检测精度低的缺点,具有稳定可靠的导轨机构和高灵敏度信号处... 钻具接头形位尺寸测量一直是困扰现代化工业生产的一个重要技术难题,为此,设计了一种基于激光位移传感器的非接触式自动测量系统。该系统克服了传统的人工检测方法效率低下、检测精度低的缺点,具有稳定可靠的导轨机构和高灵敏度信号处理算法等特性。系统采用自适应平滑法进行信号预处理,提出一种基于点特征提取算法准确定位形位尺寸,最后对测量仪器的误差进行综合分析。实验结果表明该仪器具有较高的测量重复性和测量精度,具有很高的应用价值和广泛的应用前景。 展开更多

关键词 尺寸测量 钻具接头 光电测量 特征点提取 激光位移传感器

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基于瞬时转速的旋转激光测量系统测角精度评价 被引量：3

4

作者 任永杰 金云超 +1 位作者 郭同闯 林嘉睿 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2403-2410,共8页

旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式,利用以时间差测位置差的时空转换思想,借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量,系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律,对系统测角误... 旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式,利用以时间差测位置差的时空转换思想,借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量,系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律,对系统测角误差、转速评价指标和瞬时转速算法展开研究。建立了角度测量模型,分析了瞬时转速波动对测角误差的影响机理;引入瞬时转速稳定度作为转速评价指标,并针对低精度码盘提出了一种基于脉宽误差补偿的瞬时转速算法,最后进行了实验验证。结果显示,对比传统M/T法和补偿算法,某气浮轴承发射站的瞬时转速波动测量值从±4.5 r/min降至±0.25 r/min,瞬时转速稳定度降至±4″。补偿算法的瞬时转速测量精度优于传统算法,测角精度与瞬时转速稳定度存在一致性规律,可以使用瞬时转速稳定度对系统测角精度进行快速评价。 展开更多

关键词 旋转激光扫描 时空转换 测角精度 瞬时转速测量 瞬时转速稳定度

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微型双气体红外传感器的设计与实现 被引量：1

5

作者 张昊 崔永俊 刘玮 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第7期103-105,共3页

基于朗伯—比尔吸收定律,利用非分光探测技术设计了双气体红外传感器。设计的红外传感器可以检测CH4和CO2。重点介绍了稳定性好、灵敏度高的反射式气室的设计。该气室对红外光源和红外探测器的位置进行了合理的布局,实现了传感器的微型... 基于朗伯—比尔吸收定律,利用非分光探测技术设计了双气体红外传感器。设计的红外传感器可以检测CH4和CO2。重点介绍了稳定性好、灵敏度高的反射式气室的设计。该气室对红外光源和红外探测器的位置进行了合理的布局,实现了传感器的微型化设计。经过测试,在CH4和CO2气体体积分数较低的范围内,反射式气室红外传感器的最大测量误差仅为±0.05%。 展开更多

关键词 朗伯—比尔吸收定律 双气体 反射式气室 红外传感器

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基于光强调制和数字拟合的PSD位置检测方法的研究 被引量：8

6

作者 何晓瑞 钟毓宁 王选择 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第6期94-96,共3页

为了实现对微小位置信号的精密测量,建立了PSD位置检测系统。对该系统的光强调制方法、测量原理、位置测量算法及误差评估进行了研究。实验发现当信号光强微弱时,位置敏感器件(PSD)受背景光强影响很大。采用正弦调制光强,通过带通放大... 为了实现对微小位置信号的精密测量,建立了PSD位置检测系统。对该系统的光强调制方法、测量原理、位置测量算法及误差评估进行了研究。实验发现当信号光强微弱时,位置敏感器件(PSD)受背景光强影响很大。采用正弦调制光强,通过带通放大的方式,克服背景光强的影响,极大地提高了测量系统的信噪比。针对所提取的PSD光强差与和信号均为调制频率信号,且幅值与相差由光斑位置决定的特点,提出应用同步A/D与椭圆拟合法计算光斑位置的方法,并对相关计算公式进行了理论推导。实验结果表明:在测量范围达到9 mm的条件下,测量精度可达到0.01 mm.基本满足PSD位置检测方法的稳定可靠、测量精度高、抗干扰能力强等要求。 展开更多

关键词 光强调制 椭圆拟合 PSD 带通滤液

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基于液体透镜的仿生视觉光学成像系统 被引量：4

7

作者 孟晓辰 樊凡 +1 位作者 祝连庆 娄小平 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期595-599,共5页

随着机器视觉技术在先进制造系统、机器人系统、智能监控、航天军工等领域的广泛应用,仿生视觉系统的小型化、灵巧化成为研究的重要方向之一。针对传统机器视觉系统变焦结构复杂、易磨损、寿命低等缺点,在分析液体透镜原理和成像特点的... 随着机器视觉技术在先进制造系统、机器人系统、智能监控、航天军工等领域的广泛应用,仿生视觉系统的小型化、灵巧化成为研究的重要方向之一。针对传统机器视觉系统变焦结构复杂、易磨损、寿命低等缺点,在分析液体透镜原理和成像特点的基础上,设计并搭建了一种基于液体透镜的仿人眼光学系统,系统的主要技术指标为:焦距范围18.5mm～22.5mm,镜头变倍比为1.22,视场角为38°×24°。设计结果符合各项指标,像质在不同焦距处均满足使用要求,可实现实时对焦。整个光学系统尺寸为36mm×55mm×30mm,结构紧凑,实用性强。 展开更多

关键词 光学设计 仿生视觉 液体透镜 调制传递函数

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直接数字波形合成中存储结构改进方法 被引量：1

8

作者 朱文戈 叶凌云 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第7期230-234,共5页

直接数字波形合成(DDWS)可以最大程度保证信号的细节不遗漏,是模拟不规则波形的主要技术手段。现有DDWS存储结构虽然能解决速度性能与存储空间之间的矛盾,但是周期采样数必须是并行通道数的整数倍,限制了信号的输出精度。针对该问题,提... 直接数字波形合成(DDWS)可以最大程度保证信号的细节不遗漏,是模拟不规则波形的主要技术手段。现有DDWS存储结构虽然能解决速度性能与存储空间之间的矛盾,但是周期采样数必须是并行通道数的整数倍,限制了信号的输出精度。针对该问题,提出一种存储结构改进方法。通过研究波形数据输出序列的规律,改进地址发生器,对并行输出数据进行自适应选择,增加并行重构器,实现并行数据自适应排序。在现场可编程门阵列(FPGA)平台上进行综合后仿真验证,结果表明,该方法能克服周期采样数受限的不足,提高信号的输出精度,且逻辑增量小于FPGA总逻辑资源的1%,在硬件资源上具有明显优势。 展开更多

关键词 直接数字波形合成 存储结构 自适应 并行重构器 现场可编程门阵列 综合后仿真 输出精度

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基于直线空间旋转的十字结构光标定 被引量：3

9

作者 秦训鹏 丁吉祥 +1 位作者 董寰宇 董书洲 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1430-1439,共10页

针对复杂曲面特征测量时十字结构光的快速、高精度标定,提出一种基于直线空间旋转的十字结构光标定方法。利用OTSU算法选取最佳阈值来提取光条的所在区域,通过基于Hessian矩阵的Steger算法和最小二乘法提取并拟合光条中心;通过图像中与... 针对复杂曲面特征测量时十字结构光的快速、高精度标定,提出一种基于直线空间旋转的十字结构光标定方法。利用OTSU算法选取最佳阈值来提取光条的所在区域,通过基于Hessian矩阵的Steger算法和最小二乘法提取并拟合光条中心;通过图像中与靶标平面内特征点对的构建,借助RANSAC算法求解单应性矩阵,对光条直线进行单应性矩阵变换来获取靶标平面内的光条直线方程;由相机坐标系与世界坐标系的转换关系,将直线方程转换到相机坐标系下;由空间直线绕任意轴的旋转变换关系,将光条直线绕投射中心线进行旋转,并将旋转前后的两条直线进行平面拟合,求解光平面方程参数。结果表明,该方法对靶标圆心间距测量的平均绝对误差为0.023 mm,均方根误差为0.026 mm。本文方法可以实现较高的测量精度,且能避免靶标平面的多次移动。 展开更多

关键词 十字结构光 光平面标定 单应性矩阵 直线空间旋转变换 计算机视觉

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一种EAS扫频信号源的设计与实现 被引量：6

10

作者 牛元海 刘太君 +1 位作者 叶焱 石志京 《无线电通信技术》 2014年第6期93-96,共4页

电子商品防盗系统的不断优化与升级对扫频信号源的性能和特色提出了更高的要求。在硬件模块升级的同时,提出了一种频率可锁定的扫频信号源的的设计方案并成功实现。首先分析了正弦波的合成原理,并对系统使用芯片进行简要介绍;然后对系... 电子商品防盗系统的不断优化与升级对扫频信号源的性能和特色提出了更高的要求。在硬件模块升级的同时,提出了一种频率可锁定的扫频信号源的的设计方案并成功实现。首先分析了正弦波的合成原理,并对系统使用芯片进行简要介绍;然后对系统的硬件设计方案展开论述,包括电源、时钟、JTAG调试端口以及接口设计,并给出了电路图;最后,详细介绍系统软件设计,并给出了程序流程图与详细代码。测试结果表明:设计输出的正弦波频率精确度高,幅度稳定,相位噪声较小,尤其是其所具有的锁频功能,更有利于标签的正确检测和识别。 展开更多

关键词 扫频信号源 频率锁定 相位噪声 标签检测

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数显棱角度错边量检测仪缓进给磨削工艺研究

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作者 毕涛 李光 +1 位作者 马修水 李娜 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2007年第3期41-43,共3页

为了实现容栅式数显焊接棱角度错边量检测仪的批量生产,必须解决其产业化过程中的关键加工工艺难题.本文主要介绍了容栅式数显焊接棱角度错边量检测仪尺身定栅槽、基尺外形的成型磨削加工工艺以及砂轮修整工艺,此外,对成型磨削过程中的... 为了实现容栅式数显焊接棱角度错边量检测仪的批量生产,必须解决其产业化过程中的关键加工工艺难题.本文主要介绍了容栅式数显焊接棱角度错边量检测仪尺身定栅槽、基尺外形的成型磨削加工工艺以及砂轮修整工艺,此外,对成型磨削过程中的计算机模拟进行了分析. 展开更多

关键词 成型磨削 棱角度 错边量 基尺 计算机模拟

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基于随机误差项的小波阈值去噪算法研究 被引量：3

12

作者 谭纪文 汪立新 朱战辉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第6期869-872,877,共5页

针对振动环境下陀螺仪输出信号噪声干扰严重的问题,提出了一种用随机误差项改进小波阈值的去噪算法。通过对陀螺仪输出信号进行小波分解,根据频率成分将信号分解为多层;然后,对分解在各层的信号进行随机误差项辨识,进而利用随机误差项... 针对振动环境下陀螺仪输出信号噪声干扰严重的问题,提出了一种用随机误差项改进小波阈值的去噪算法。通过对陀螺仪输出信号进行小波分解,根据频率成分将信号分解为多层;然后,对分解在各层的信号进行随机误差项辨识,进而利用随机误差项系数获取各层的噪声阈值;最后,利用获取的阈值进行小波去噪。改进阈值的提出,旨在解决Donoho全局阈值中因阈值选取过大或过小而产生的噪声误判或噪声残留问题,使噪声去除更彻底。通过实验分析,证明了本算法既能有效去除信号噪声,解决噪声残留的问题;又能保留输出的有效信号,解决噪声误判的问题。 展开更多

关键词 陀螺仪 振动 随机误差项 小波阈值 去噪

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基于信息熵的自适应窗长动态Allan方差研究 被引量：2

13

作者 谭纪文 汪立新 朱战辉 《电光与控制》 北大核心 2017年第9期47-49,68,共4页

近年来有学者将动态Allan方差引入惯性器件的随机信号处理中,实现了对随机信号误差的特性分析。但是由于动态Allan方差采用固定窗长的函数截取随机信号,导致信号动态跟踪效果与方差估计置信度不能同时兼顾。针对此问题,提出一种基于信... 近年来有学者将动态Allan方差引入惯性器件的随机信号处理中,实现了对随机信号误差的特性分析。但是由于动态Allan方差采用固定窗长的函数截取随机信号,导致信号动态跟踪效果与方差估计置信度不能同时兼顾。针对此问题,提出一种基于信息熵的自适应窗长动态Allan方差,首先用截断窗内信号的信息熵表征陀螺动态信号非平稳性,根据信号信息熵的大小自适应地选取下一时刻合适窗长,并对窗内信号进行Allan方差计算,通过实验仿真,证明了该改进方法的有效性,提高了对陀螺信号动态特性的分析能力。 展开更多

关键词 惯性器件 信息熵 自适应窗长 动态Allan方差

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阶跃型三维形貌信息小波去噪方法研究 被引量：2

14

作者 樊颖 邱丽荣 +1 位作者 赵维谦 王允 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期542-548,共7页

阶跃样品显微测量时,样品三维形貌本身丰富的阶跃信息极易受到噪声高频信号的干扰,如何在滤除噪声的同时保持三维形貌的阶跃特征,实现对样品表面三维形貌信息的高精度测量是一个重要研究问题。利用小波函数良好的空间域和频率域的局部... 阶跃样品显微测量时,样品三维形貌本身丰富的阶跃信息极易受到噪声高频信号的干扰,如何在滤除噪声的同时保持三维形貌的阶跃特征,实现对样品表面三维形貌信息的高精度测量是一个重要研究问题。利用小波函数良好的空间域和频率域的局部化特性,针对阶跃型样品的特点选取Haar小波,并采用一种基于模平方的阈值处理方法对三维形貌信息小波去噪方法进行研究。将该方法应用在本课题组研制的激光差动共焦显微镜扫描台阶样品得到的三维高度轮廓中,去噪后测量样品高度与OLYMPUS共焦显微镜扫描结果相对比,误差为0.146 8nm,满足三维形貌信息后续测量分析的要求,证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 小波去噪 阶跃型三维形貌 HAAR小波 差动共焦

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基于最小二乘法的光栅干涉传感细分误差校正研究 被引量：3

15

作者 束名扬 陈健 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第4期374-377,382,共5页

针对纳米级分辨率光栅干涉传感中存在的细分误差问题,对光栅干涉传感的细分原理、传感信号中的噪声以及非线性误差等方面进行了研究。采用数字细分方式,对传感光电信号进行了数字滤波处理以降低噪声信号干扰,对传感信号中存在幅值波动... 针对纳米级分辨率光栅干涉传感中存在的细分误差问题,对光栅干涉传感的细分原理、传感信号中的噪声以及非线性误差等方面进行了研究。采用数字细分方式,对传感光电信号进行了数字滤波处理以降低噪声信号干扰,对传感信号中存在幅值波动、直流电平漂移以及相位非正交性等缺陷建立了非线性误差模型,并基于最小二乘原理提出了一种非线性误差修正方法;利用纳米二维定位平台对光栅干涉传感系统进行了测试。研究结果表明:在50 nm步距以及200 nm步距两组等位移量连续测量的测量列中,非线性误差修正后测量列的标准差较修正前均有显著的降低,说明光栅干涉传感信号经非线性误差修正处理后可以较明显地校正细分误差,提高细分精度。 展开更多

关键词 光栅 干涉传感 数字细分 误差修正

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