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题名微装配中变焦变倍视觉系统标定及自动聚焦
被引量：2
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作者
任同群
黄海亭
王晓东
刘钰
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机构
大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室
大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第11期193-202,共10页
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基金
国家创新群体基金(51621064)
国家部委基础预研重大项目(JCYK2016205A003)
中央高校基本科研业务费专项资金(DUT16TD20)
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文摘
在微装配中,采用变焦变倍视觉系统可以有效解决测量范围与精度的矛盾,但同时也引入了动态标定和实时自动聚焦的新问题。为此,对变焦变倍显微视觉系统的标定和自动聚焦技术展开研究。在标定方面,首先通过变倍率法完成图像主点的标定。基于平面靶标定法,采用单视图单应矩阵分解对固定倍率下相机内外参数进行线性标定,再引入畸变模型,并由量子行为粒子群优化算法对标定结果进行非线性优化,优化之后的最大反投影误差约为0.13 pixel,平均反投影误差约为0.1 pixel。此外,通过高斯曲线拟合完成对任意工作状态下视觉系统放大倍数的校准。在自动聚焦方面,针对传统灰度梯度函数只考虑固定梯度方向且易受噪声影响的问题,采用八邻域最大梯度阈值的自动调焦算法,通过梯度阈值提高算法的抗噪性。与其他几种灰度梯度调焦函数相比,该算法的单峰性好,抗噪性强。
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关键词
变焦变倍显微视觉系统
标定
量子行为粒子群优化
自动调焦
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Keywords
zoom micro-vision system
calibration
quantum-behaved particle swarm optimization
automatic focusing
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TP272
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名长工作距的3D变倍外视镜光学系统设计
被引量：1
- 2
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作者
曹钟予
向阳
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机构
长春理工大学光电工程学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期233-242,共10页
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文摘
针对现有显微外科手术中内窥镜工作距离短、不能实现光学变倍、无法获得立体图像的问题,提出了长工作距、可变档变倍的双光路3D外视镜光学系统设计方案,其中单条光路由前后两组变焦系统组成,前变焦组子系统采用光学补偿的三组元式结构,其作用是实现工作距离、物方视场可变的同时保持出射光线平行;后变焦组子系统采用机械补偿的四组元式结构,其作用是接收前组子系统的平行光并保持像面位置及像高不变,组合而成的整体光学系统共有三个运动组元,通过三组联动的形式可达到变倍效果,该方案类比于筒长无限的显微镜,中间光路平行使得安装方便且可灵活插入分光器件,并推导了前变焦组子系统焦距与物方工作距离的关系方程,依据选定像元数为1920×1200、像元尺寸为4.8μm×4.8μm的高清CMOS,优化设计了物方分辨率为6.8~31.8μm、物方视场范围为Φ15~Φ70 mm、工作距为180~380 mm、整体缩小倍率1/β可实现分别为1.36×、2.36×,3.36×、4.36×、5.36×以及6.36×的六个档位变化的3D外视镜光学系统。通过给定合理的公差范围,仿真结果表明,六档倍率情况下的光学系统调制函数在105 lp/mm空间频率处优于0.15概率达到90%以上,变倍凸轮曲线平滑无拐点,可满足显微外科手术要求。
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关键词
光学设计
外视镜
变焦系统
显微外科手术
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Keywords
optical design
exoscope
zoom system
microsurgery
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分类号
TH773
[机械工程—精密仪器及机械]
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