基于曲面拟合的光学偏折系统显示屏标定方法

针对透射式光学偏折系统中最关键的标定环节,提出使用曲面拟合方式拟合显示屏幕面形分布。建立基于透射式光学偏折术的波前检测仿真模型,分析两种不同的显示屏面形拟合方法对波前测量的影响。仿真结果显示:平面屏幕模型波前像差均方根误差(RMS)值为0.8375μm,而曲面屏幕模型仿真波前像差RMS值仅为0.0596μm。采用透射式光学偏折系统对球面透镜进行波前测量,曲面屏幕模型中波前像差RMS值为0.1371μm,平面屏幕模型中波前像差RMS值为1.4326μm。实验结果表明:使用曲面拟合效果明显优于平面拟合效果,证明了曲面拟合屏幕模型的可行性。

基于红外序列独立成分分析的复合材料冲击损伤缺陷表征

采用独立成分分析方法研究了基于脉冲红外图像的复合材料冲击损伤的缺陷表征问题。首先依据试块脉冲红外试验的先验知识和缺陷与非缺陷之间的温差特性为红外序列图像选取合适的区间段;然后对构建的数据矩阵进行中心化与白化预处理,采用梯度下降法进行独立成分分析,由重构矩阵可得到独立成分特征图像;最后,选择合适的图像分割方法可以获得最大损伤长径和损伤短径的缺陷表征量。以两块不同厚度的碳纤维增强型复合层合板分别在30 J和40 J的冲击能量下的损伤缺陷为例,成功提取了冲击损伤的最大损伤长径和损伤短径,并与超声F扫描的结果进行对比,误差在可接受的范围内,尤其是厚度为2 mm的层合板,误差在5%以内。研究结果表明,独立成分分析能够有效区分噪声与缺陷,并且获得的特征图像比原始图像的信噪比更高、对比度更大以及图像质量更好,有利于缺陷的提取和表征。

基于ICEEMDAN-HT的双光栅干涉间距数字化校准研究

双光栅零差干涉的非线性因素对于信号的相位提取精度容易产生影响,进而导致干涉测距精度下降。提出了一种基于改进自适应噪声的完备集合经验模态分解融合希尔伯特变换(ICEEMDANHT)的双光栅干涉间距数字化校准方法。在经验模态分解算法的基础上,通过添加白噪声后使信号进行分解重构迭代,筛选符合标准的本征模态分量进行重构得到完整信号,仿真对比其他信号分解方法的分解特性,验证改进自适应噪声的完备集合经验模态分解方法重构信号的重复性和分解完备性。采用改进的双光栅测距系统对标准平面光栅间距进行校准实验,结果表明,基于ICEEMDAN-HT的双光栅间距数字化校准方法的相对误差低至0.40%,有效提高了信号的鲁棒性和间距校准精度。