多线激光光条图像缺陷分割模型研究

受环境干扰以及反射光影响,室外采集的多线激光光条图像含有光斑和断裂缺陷.为了准确地分割图像缺陷,本文提出了一个轻量的UT(U-shape Target,U代表U型编解码网络结构,T代表靶形视野)分割模型,模型由3×3卷积和靶形卷积堆叠而成.靶形卷积是针对激光光条图像特点提出的多视野卷积模块,模块中四个卷积分支构成靶形卷积视野,能够提取激光光条图像几何结构特征、局部细节特征以及环绕纹理特征.实验表明,UT模型在多线激光光条图像上的缺陷分割精度高于主流分割模型,而且实现了分割精度和参数量的平衡.

基于半导体激光光纤组件的激光准直仪

介绍一种基于半导体激光光纤组件的激光准直仪 ,讨论了使用角锥棱镜作为活动靶镜的测量原理 ,给出了准直仪的软硬件设计方案。通过各种实验表明 ,本准直仪可直接应用于工业测量。

轮对几何参数动态测量系统

研制的轮对几何参数动态在线测量系统主要由触发系统、轨边测量系统和室内信号采集与处理系统3部分组成。采用4套平行四边形机构和对应的涡流位移传感器,低速条件下实现车轮踏面磨耗与擦伤深度的动态定量测量;采用双激光位移传感器,直接测量车轮滚动过程中踏面到对应激光传感器的距离变化,通过计算得到车轮踏面直径;采用6个激光位移传感器,并通过这些传感器的组合测量,动态得到轮缘厚、轮辋宽和轮对内测距等尺寸。经过现场安装测试,验证了测量方案的可行性,实现了对车轮直径、踏面圆周磨耗及擦伤、轮缘厚度、轮辋宽度和轮对内测距的动态测量。

车轮踏面擦伤动态定量测量新方法

车轮踏面擦伤是危及列车运行安全的主要原因之一。如何准确测量其大小是高速和重载列车发展中必须首先要解决的关键测量问题。提出一种新的车轮擦伤动态测量方法，不仅能实现对踏面擦伤和磨损的定量测量，同时能克服已有技术测量不能定量、测量结果受外界很多因素影响的缺点。测量系统主要由平行四边形机构、传感器、数据采集与处理等部分组成。现场试验表明：当列车速度低于１５ ｋｍ·ｈ－１，系统的测量误差小于０．２ ｍｍ。

轮对几何参数及缺陷激光自动测量方法

提出一种新的轮对几何参数及缺陷测量原理,在测量机构上部安装5套平行四边形机构和多个激光位移传感器,采用通过式测量方式,在轮对行走时实现对轮对踏面任意点直径、轮缘厚度、踏面磨耗及擦伤、轮辋厚等几何参数的自动测量,改变现有需要测量平台和轮对支撑与旋转机构的测量技术。介绍测量系统误差自动修正方法,提供了测量系统在现场安装试验结果。

基于平行四边形机构的车轮几何参数自动测量方法的研究

提出了一种新的车轮几何参数的自动测量原理。利用平行四边形机构的平动特性,在测量框架上部安装多套平行四边形机构和相对应的激光位移传感器,实现车轮在车间内行走时,对其踏面任意点直径、轮缘厚度、踏面磨耗及擦伤、轮辋宽等几何参数的自动测量。采用通过式测量方式,改变了已有旋转测量方式需要测量平台和轮对支撑与旋转机构的局面。介绍了主要参数的测量原理和测量系统误差的自动修正方法,给出了测量系统现场试验结果。

自动读出的光纤激光准直系统

本文分析了影响激光准直精度的主要因素，提出了相应的改进措施，介绍了自动读出的单模光纤激光准直的原理和系统结构，最后给出了系统在各种条件下的实验结果。

双频激光干涉仪高精度测量大型工件内外径系统的研制

本文提出了一种利用激光准直仪出射光线瞄准大型工作内外径测量点的新方法。详细介绍了由双频激光干涉仪和激光准直仪构成的大直径测量系统的测量原理及系统的软硬件设计，给出了１０００ｍｍ量块和Φ５００ｍｍ工件对比实验结果。测量１０００ｍｍ直径时测量系统的误差＜１０μｍ。

单模光纤激光准直仪的研制

本文在简要分析影响激光准直精度主要因素的基础上，介绍了单模光纤激光准直仪的原理及其软硬件设计，给出了准直仪在不同距离下的漂移实验。实验表明：研制的准直仪在２０ｍ范围内１个小时内的相对漂移值小于２×１０￣（－６）。

光学测径方法综述

概述了近年来国内外出现的各种光学测径方法,并分析了各自的优缺点。

激光测量大直径方法的研究

大型工件内外径测量点的瞄准和定位是大直径测量中的一个关键技术，也是国内外未能很好解决的测量问题。提出了一种利用激光光线瞄准大型工件内外径测量点的新方法和使用双频激光干涉仪测量大直径的原理。该方法利用激光准直仪出射的高稳定光线，经单个测量头中的五角棱镜反射后，先后瞄准吸附在被测工件直径两端点上的两个磁性定位块上的光电接收器，使用双频激光干涉仪直接测量出这两个光电接收器中心之间的距离，通过简单的几何计算得到被测直径大小。还对系统的测量误差进行了简要的分析，并给出了１０００ｍｍ量块和Φ５００ｍｍ直径对比的实验结果。理论分析和实验结果表明：测量系统的相对测量误差小于５×１０￣（－６）。

激光多自由度测量方法综述

介绍了现有激光多自由度测量系统 ,分析了其优缺点 ,讨论了其发展趋势。

动态测量数控机床的几何误差

数控机床的检测与修正是机床行业中的一个关键组成部分 ,每个国家都有相应的测量数控机床几何位置精度 ,特别是静态几何精度的标准。由于工件是在动态的过程中进行加工 ,数控机床的静态精度并不能完全代表其几何位置精度。对于某些精密加工和高速加工场合 ,必须对数控机床进行动态测量补偿。本文介绍了一种动态测量数控机床位置精度的系统 ,并给出了一些动态误差的实验结果。

用于现场的激光大直径测量系统

大直径测量点的瞄准和定位是国内外部未能很好解决的技术难题，是实现大直径高精度测量的关键．本文提出一种新型瞄准定位方法，并介绍由此瞄准定位系统和双频激光干射仪构成的激光大直径测量系统的原理，给出了５００ｍｍ直径对比实验结果，表明测量系统的不确定度优于５×１０－６．

基于Buchdahl象差系数得到点列图的算法

本文提出了一种基于Ｂｕｃｈｄａｈｌ象差系数得到点列图的算法，给出了相应的计算公式和算例，讨论了ＯＴＦ与该算法得到的点列图之间的关系。实际计算和理论分析表明：该算法在保证一定精度的基础上，大大减少了计算量，适用于作为目标函数在微机上进行光学自动设计。

光学优化设计中一阶和二阶偏导数的解析求法

以复合函数的微分法则为基础,提出了光学设计中目标函数对结构参数一阶和二阶偏导数解析求导的方法,给出了相应的推导过程和计算实例。

基于Buchadhl象差系数和解析偏导数的光学优化设计

本文以基于 Buchadhl 象差系数得到的点列图为目标函数,只需追迹少许光线就可得到近似点列图,大大减少了计算量;同时采用了目标函数对结构参数偏导数解析求导原理并应用于光学自动设计,这样得到的解析偏导数不仅不存在原理误差,同时极大地减少了求得所需的时间;最后给出了使用 DFP-BFGS 优化方法设计一个双高斯物镜的实例.

光线坐标对结构参数一阶和二阶偏导数的解析算法

本文以多元复合函数的微分法则为基础，从光线追迹公式中对象面上光线坐标对结构参数的一阶解析偏导数进行了推导，并首次提出了光线坐标对结构参数二阶偏导数解析求导的算法。以此为基础可以进一步得到光学自动设计中各种象差及目标函数对设计变量的所有解析一阶、二阶偏导数。本文同时给出了相应的推导过程和计算实例。通过与差分法求导对比计算表明：解析偏导数不仅无原理误差，而且大大地减少了计算量，可直接应用于光学系统优化设计。

长钢轨激光定标仪的研制

长钢轨激光定标仪的研制冯其波（北方交通大学物理系，北京１０００４４）０引言温度变化给钢轨带来的温度应力是造成钢轨跑轨的重要因素之一，是无缝线路必须解决的难题。由于不能直接高精度测量出温度应力大小，现主要采用间接测量方法，即间接测量出温度变化造成钢轨的...

鲁棒实时钢轨表面擦伤检测算法研究

应用图像处理和模式识别技术,分析高速线阵扫描相机采集的钢轨数字图像,提出鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法。这种算法首先分析采集图像在垂直方向的投影曲线,提取准确钢轨图像;之后,借鉴人类视觉对比度感知机理,将钢轨灰度图转换为灰度对比图,并基于最大熵原理进行二值化处理,分割出可疑擦伤区域;然后根据经验知识判定钢轨表面的可疑擦伤。实验验证表明:新算法的检测性能高,平均准确率为90.7%,平均漏检率为3.95%;检测速度快,平均检测时间不超过40 ms。