基于灰度匹配理论的跨尺度微结构表面检测方法研究

结合微结构功能表面的特点和检测要求,提出了一种以归一化灰度匹配理论为基础的跨尺度检测方法,并通过实际对比试验验证了其高效、可靠的检测效果,同时分析了光照强度对检测结果的影响,结果显示40%光照强度下检测效果最佳。最后通过在线检测实验验证了实现跨尺度微结构表面加工-检测一体化方法的可行性,对最终实现其设计-加工-检测一体化闭环系统具有重要作用。

超精密机床静压气浮导轨表面微结构设计研究

以减少超精密机床气浮导轨高速运动时气体阻力为设计目标,应用雷诺平均方程(Reynolds-averaged Navier–Stokes equations,RANS)和带旋流修正的k-ε湍流模型,建立导轨微结构功能表面流体动力学减阻分析模型。采用减阻机理分析与仿真方法对比分析矩形沟槽、V形沟槽、U形沟槽、Space-V沟槽等四种微结构表面构型,确定最适合超精密机床气浮导轨表面减阻需求的构型是V形沟槽结构表面。继而对V形沟槽表面几何参数进行优化设计,获得优化的沟槽角度、宽度、间距设计参数,确定最优超精密机床静压气浮导轨微结构功能表面。该设计研究可用于进一步保障超精密机床设计精度和运动精度。

激光脉冲弱小回波信号提取方法研究

在激光红外复合制导中,主动激光雷达可以提供探测目标的距离信息,并与红外探测方式实现光电互补,有助于提高复杂战场环境下精确制导的准确率。激光测距时,准确的回波位置检测是确保测距精度的关键。而信噪化是决定精度和作用距离的关键。为了提升脉冲回波信号的信噪比,本文提出了一种结合自相关滤波算法与改进的奇异值分解方法的微弱脉冲提取方法,并分别采用仿真数据和实际采集的脉冲激光回波信号进行去噪实验,实验结果表明,本文所提出的方法能够有效地提升回波信号的信噪比,有助于提高激光测距的精度。

Gm-APD焦平面阵列的距离重构与三维成像实验

系统梳理了基于单元盖格雪崩光电二极管的多类距离重构方法的原理与特点,分析了适用于面阵盖格雪崩光电二极管的距离重构方法。采用激光细光束二维扫描发射覆盖探测视场和面阵盖格雪崩光电二极管焦平面阵列器件探测接收目标回波的方式,搭建了激光三维成像实验装置。采用不同距离重构方法对激光回波点云原始数据进行目标距离信息提取,以信号与背景计数的比值定量评估目标距离重构结果的差异。实验比对结果表明,空间相关处理后的信号与背景计数比值由0.5提升至6.67,提升效果明显。激光三维成像实验结果对比发现,在100 Hz成像帧频下仅有空间相关方法能重构出目标三维轮廓,验证了空间相关重构方法的优势和有效性,支撑了基于盖格雪崩光电二极管焦平面阵列高帧频远距激光三维成像技术工程应用。