基于SelPSO算法的紧凑型照明器件优化方法

提出一种基于自然选择的粒子群算法(SelPSO)的扩展光源匀透镜设计方法。该方法通过DDE技术,将TracePro的光线追迹功能与Matlab的信息处理功能有机结合,建立以点光源透镜轮廓为对象的优化模型,进而利用加入平滑度约束的SelPSO算法对模型进行全局优化。以h/d=2.5∶1的紧凑型匀光透镜为例,结果表明:SelPSO算法与PSO算法在相同参数下进行优化,SelPSO算法具有更强且更快的全局收敛能力,优化后透镜表面光滑易加工,且均匀度、光效分别达到87.566%、89.536%;对透镜安装公差进行分析后,将横向、纵向位移误差分别控制在[0mm,2mm]内,对照明效果产生的影响较小;此方法还具有较强普适性,可针对不同照明范围的照明系统进行优化,且整体照明效果良好。

线结构光焊缝类型识别及特征提取研究进展

在制造业中,焊接质量对于产品的安全性、可靠性和使用寿命具有重要影响,焊缝质量的检测和评估是质量控制的关键环节。基于线结构光的焊缝特征检测方法是一种非接触、高精度的检测技术,广泛应用于焊缝类型的识别和特征提取。首先详细介绍了线结构光技术的工作原理及其市场分布,强调了这一技术在焊接领域的关键作用。进一步总结了目前焊接领域的研究成果和挑战,如对环境光敏感性和复杂背景的适应问题,以及焊接材料的高反射率和吸收率对检测的干扰。最后,探讨了未来研究方向,包括机器学习技术的融合以增强算法的性能和鲁棒性,以及利用点云技术改进焊缝小轮廓区域的识别,展示了自动化焊接技术在制造业中的重要性和发展潜力。

基于BreedPSO算法及交叠法的紧凑型大角度双自由曲面透镜设计

为了获得LED扩展光源大角度均匀照明,采用双自由曲面,设计了大角度紧凑型透镜。利用角度扩大函数使内自由曲面对光线发散,根据矢量Snell定律确定点源透镜的外自由曲面。采用交叠法优化双自由曲面扩展光源透镜模型,通过BreedPSO算法进一步优化。对于h/d=2.5的紧凑型系统,均匀度和光效分别为88.12%和84.54%,照明均匀度明显提高。照明系统横向安装位移误差在[0,0.3mm]内,均匀度及光效分别在85%及84%以上,纵向安装位移误差在[-0.04mm,0.05mm],均匀度及光效均在82%以上。

分波段照明法实现单透镜大景深成像

基于透镜色散原理,提出了运用分波段照明法扩大单透镜成像景深的方法.理论推导出物距和照明光波长之间存在正相关关系,据此选择相应波段的照明光源,通过照明光学设计,使不同物距的物体均能清晰成像在同一像面上.ZEMAX软件模拟结果与理论分析吻合.采用自行设计的图像采集系统,只用一个35mm焦距普通双凸透镜进行实验测试.人眼主观和专业软件测试结果均表明:采用分波段照明方式比用白光照明景深扩大81.8%,分辨率最大提升200.3%;比只用单色光照明景深扩大了93.6%,分辨率最大提升189.7%.

MEMS-LiDAR的光源准直透镜设计

半导体激光器能量转换效率高、体积小、稳定性好,因此激光雷达常以半导体激光器作为光源。针对半导体激光发散角大,而传统的分离式双柱面准直透镜组存在装调误差大、结构复杂、稳定性低的缺点,提出一体化非球面柱透镜准直方案,分别在两面的相互正交的两个方向设计不同的面型,压缩发散角,同时实现半导体激光器快慢轴两个方向的准直。根据费马原理及扩束准直理论初步确定两正交方向准直面面型参数,以最小光斑半径和最大光通量为目标,以MEMS微镜尺寸为限制因素进行优化,最终完成发射端光学设计。准直后光束快轴发散角2 mrad,慢轴发散角9.6 mrad,准直效果接近车规级激光雷达的平均角分辨率,透镜体积为10×10×24 mm^(3),发射端系统总长40 mm,系统通光率大于98.6%,满足MEMS-LiDAR对光源准直度、发射端系统集成度和稳定性的要求。

导光板发光质量评价与优化设计

为实现对导光板发光质量快速、精准的评判,找出亮度差异较大的区域进行优化设计,提出了一种新的基于图像处理技术的导光板优化设计方法,深入研究了导光板发光质量的评判标准。以灰度直方图表征光能分布,进而给出均匀度的评判公式,提出了均匀度评判精度P的概念,并且通过编程给出离散灰度级所对应的网点位置,从而实现精准优化。以184mm×314mm×0.55mm的导光板为例进行仿真验证,针对优化过程中三个不同阶段的照度图,基于灰度直方图对其进行评价分析,给出了均匀度与精度的变化关系,并与现有评价方法作了比较。结果表明:以精度为前提的灰度直方图评判法能定量、客观、全面地评价导光板的发光质量,避免了现有评价法可能出现的偶然性偏差,同时提升了导光板的优化速度、精度;比较优化前后的导光板,其均匀度可提升64%,随着优化的递进,TracePro软件和九点法存在的偶然性误差逐渐减小,三者的评判结果趋于一致。

科学运用儿童心理把握一年级数学教学方式

一年级的学生大多数处于6岁到7岁之间,他们没有经历过学前班,是从幼儿园直升上来的。他们天真烂漫,喜怒无常,对身边事物充满了新鲜感和好奇心。他们喜欢听表扬的话,喜欢被人认可,虽然还是懵懵懂懂的孩子,但争强好胜,很怕被其他同学比下去。本文结合发展心理学知识,根据童年期的心理发展,分析了学生好奇心、童趣心和好胜心的特点,以期使小学生从被动学习转变为主动学习。

如何在小学数学教学中渗透数学文化

在小学数学教学过程中,教师要注重数学文化的渗透。这样,才能培养学生的教学思维,并对他们的学习方法有着一定的指导意义。本文重点阐述了在小学数学教学中如何渗透数学文化。