基于强噪声条件下的激光图像边缘检测研究

边缘检测是激光图像处理的一个重要步骤,针对当前激光图像边缘检测误差大,易受噪声干扰等缺陷,为了获得完整的激光图像边缘,设计了基于强噪声条件下的激光图像边缘检测方法。首先采集激光图像,采用直方图均衡技术对原始激光图像进行增强处理,改善激光图像质量,然后采用小波变换去除激光图像噪声,并采用Canny算子进行激光图像边缘检测,最后测试结果表明,与当前激光图像边缘检测方法相对比,本方法能够检测出更多激光图像边缘细节,激光图像边缘检测精度的平均值超过93%,而且激光图像边缘检测时间控制60 ms以内,为激光图像提供了一种高精度检测技术。

光谱检测技术在毒品侦缉中的应用

世界毒品形势日益严峻。不断涌现的新型毒品和更加隐匿的运毒方式给毒品侦缉工作带来了新的挑战。传统的毒品检测方法存在样品预处理过程复杂、检测设备昂贵、难以搬运等问题,无法满足现场快速检测的需求。光谱检测技术凭借检测速度快、无需样品预处理、设备体积小等优势正逐步成为毒品侦缉过程中重要技术手段。结合近年来光谱检测技术的研究进展,根据毒品形态综述了几种光谱检测技术在毒品侦缉中的应用。针对海洛因、甲基苯丙胺等常见固态毒品,太赫兹光谱检测和能量色散X射线衍射技术凭借高穿透性、可视化等优势,可以实现对纸张、木头、橡胶等常见藏匿物品中毒品的表征,适用于公共安全检测中毒品的快速筛查;针对毒品溶液和吸毒者体液(尿液、唾液、血液等)中毒品成分的检测,综述了红外光谱检测和表面增强拉曼散射技术最新进展,表面增强拉曼散射由于具有高度特异性的分子指纹图谱和不受水溶液影响的优势,成为液态毒品识别与检测领域研究的热点,该方法有望用于液态毒品的便携式快速检测;针对笑气等气态物质的滥用,总结了多种基于光谱检测技术的痕量气体检测方法,综述了基于量子级联激光器的呼出笑气检测进展,该技术在气态毒品检测领域有着较好的应用前景。

基于三维激光扫描技术的智能制造生产线目标检测研究

智能制造生产线目标图像数据采集过程受到噪声、光照变化等问题,导致输入图像的质量不佳,进而影响目标检测的准确性,对此,设计一种基于三维激光扫描技术的智能制造生产线目标检测方法。首先,采用三维激光扫描仪获取待检测目标点云数据,通过点云变换准则计算数据之间的拓扑关联,生成完整三维激光图像。然后,利用杂交小波变换对三维激光目标图像进行去噪处理。最后,使用能量、熵、对比度、相关性4种参数提取图像纹理特征并采取归一化处理,创建最优分类函数,并运用支持向量机算法划分生产线目标样本图像数据,完成智能制造生产线目标检测工作。实验结果表明,所提方法的交并比值最高时达到0.97,F1值最高时达到0.96,平均检测耗时仅为0.53 s,说明所提方法的检测精度高、效率快,鲁棒性强,在实际操作中具备相当的可用性,为智能制造产业提供技术支持。

高水平应用型大学“检测技术”课程教学探索与实践——以北京信息科技大学为例

构筑全环境立德树人“大思政”格局,是全面提升高水平应用型大学教育教学质量的关键所在。“检测技术”是电子信息大类专业特色主干课程,其教学内容与仪器领域科技前沿紧密结合,具有高度的学科交叉特性。融合思政元素开展教学工作具有独特的优势,是新时代教育教学改革的必然趋势。以北京信息科技大学“检测技术”课程为例,探索了以课程教学为主线、科技前沿技术服务课程思政的教学模式,在教学实例方面,从激光干涉产生的“小”条纹入手,引导学生关注知识点背后隐藏的“大”学问,启发学生见“微”知“著”,树立精益求精的科学态度,坚定科技报国的理想。

基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法

[目的]地铁隧道内接触网导高是保证列车正常受电的重要参数,需定期进行检测。针对其他导高检测方式存在的误差大、精度低的问题,需提出基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法。[方法]基于移动三维激光扫描技术提出了导高检测的新方法,分析了误差来源;提出通过在移动式三维激光扫描仪上增设刚性倾斜组件来改变扫描仪激光线入射角度,进而减少隧道断面点云模型的毛刺数量,并采用等角兰勃特投影来获取隧道真实点云模型。与导高仪检测结果进行对比,以验证其导高检测精度是否满足相关要求。[结果及结论]基于移动式三维激光扫描技术建立的隧道断面点云模型存在毛刺,是因激光脚点垂直入射接触网发生散射和漫反射导致的。增加倾斜组件,可有效减少隧道断面点云模型的毛刺数量。移动式三维激光扫描仪与导高仪的导高检测数据对比结果表明,基于移动式三维激光扫描技术的导高检测精度基本在±3 mm以内,能够满足相关规范对导高检测的精度要求。

高氮不锈钢光丝同轴激光增材组织与性能研究

为研究光丝同轴激光增材技术在制备高氮不锈钢块体材料中的应用潜力,采用直径1.2 mm、氮含量为0.71 wt.%的高氮钢丝材,通过光丝同轴激光增材技术进行多道多层增材试验。利用工业CT扫描、氮含量分析、组织形貌观察、物相分析及力学性能测试等方法,对增材块体的内部质量、氮含量、微观组织及力学性能进行了系统研究。结果表明,增材块体中存在少量未熔合缺陷,主要分布在底部,且一般出现于每一层的前两道附近,等效直径主要分布于200~300μm。内部存在大量细小孔洞状低密度缺陷,其体积占比为0.073%,其中约90%的等效直径区间为1.5~7.5μm。中部和顶部的氮含量都在0.66 wt.%以上,氮损失均低于7.5%;底部氮含量降至0.58 wt.%,氮损失为19%。物相分析表明,增材块体主要为奥氏体γ-Fe相,通过SEM和EDS可发现基体材料中存在少量α-Fe枝晶和Mn的氧化物。金相观察发现,增材块体主要由细小的柱状晶和等轴晶组成。增材块体底部力学性能较好,中部各向异性较小。其增材方向上的硬度分布为315~355 HV,且底部明显高于中部和顶部。块体中部增材方向抗拉强度875 MPa,屈服强度为679 MPa,延伸率为50%;行进方向抗拉强度为908 MPa,屈服强度为685 MPa,延伸率为34%。此外,块体底部行进方向的抗拉强度为997 MPa,屈服强度为770 MPa,延伸率为43%。本研究证实了光丝同轴激光增材技术制备高氮不锈钢块体材料的可行性,为高氮不锈钢增材制造技术的开发和应用提供了重要的理论依据和技术支持。

Development of uncut crop edge detection system based on laser rangefinder for combine harvesters

The objective of this research was to develop an uncut crop edge detection system for a combine harvester.A laser rangefinder(LF)was selected as a primary sensor,combined with a pan-tilt unit(PTU)and an inertial measurement unit(IMU).Three-dimensional field information can be obtained when the PTU rotates the laser rangefinder in the vertical plane.A field profile was modeled by analyzing range data.Otsu’s method was used to detect the crop edge position on each scanning profile,and the least squares method was applied to fit the uncut crop edge.Fundamental performance of the system was first evaluated under laboratory conditions.Then,validation experiments were conducted under both static and dynamic conditions in a wheat field during harvesting season.To verify the error of the detection system,the real position of the edge was measured by GPS for accuracy evaluation.The results showed an average lateral error of±12 cm,with a Root-Mean-Square Error(RMSE)of 3.01 cm for the static test,and an average lateral error of±25 cm,with an RMSE of 10.15 cm for the dynamic test.The proposed laser rangefinder-based uncut crop edge detection system exhibited a satisfactory performance for edge detection under different conditions in the field,and can provide reliable information for further study.

考虑高斯能量分布的复杂表面航天器激光雷达散射特性分析

针对复杂表面航天器在激光雷达照射下散射特性模拟不准的问题,通过表面建模和激光特性修正进行了解决。该方法首先通过高斯能量分布法对激光光束模型进行修正;然后基于有限元的思想,针对航天器复杂表面非光滑、非连续以及多材质等特性,利用改进Z-buffer的消隐算法解决了复杂航天器表面建模问题;最后建立了面向激光雷达的复杂表面航天器激光雷达散射截面的计算方法。仿真分析表明:航天器不同姿态下的激光雷达散射截面精度提升了14 58%,为后续面向激光雷达的隐身设计奠定了基础。

基于多传感器融合的列车运行环境自主感知系统设计

针对列车在复杂运行环境中面临的视角、视距影响及隧道维护等安全隐患,提出了基于多传感器融合的列车运行环境自主感知系统的设计与应用方案,能够有效识别和应对各种运行中的障碍物,在防护障碍物侵限和线路环境病害监测方面实现了技术提升。样机在某地铁线路实际部署,通过地铁列车正线运行的实际使用,验证了系统的应用价值,为后续全面推广打下了坚实基础。

基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研究

激光技术在应用过程中,光斑位置检测与确定是其中的关键环节,直接决定着激光技术的应用性能。但是,现有光斑位置检测方法由于应用手段的缺陷,存在着检测时间过长、检测精度较低等问题,故提出基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研究。使用图像采集设备(相机或者摄像机)获取激光光斑图像,基于数字图像处理技术处理激光光斑图像,以此为基础,采用二维Otsu算法分割激光光斑图像,应用Canny算子提取光斑边缘,通过最小二乘圆拟合方法拟合处理光斑边缘,即可计算出激光光斑中心位置,从而实现了激光光斑位置的精准检测。实验结果显示:应用提出方法获得的光斑位置检测时间最小值为0.1 s,光斑位置检测误差最小值为0.2%,充分证实了提出方法应用性能较佳。

基于激光点云的建筑裂缝与外观缺陷检测方法研究

探究将三维激光扫描技术应用于房屋安全性鉴定,通过采用传统检测手段对基于激光点云建筑裂缝与外观缺陷检测结果进行重复检测,验证激光点云检测建筑物表面裂缝和外观缺陷的可行性和可靠性,为城市老旧建筑、自建房屋开展建筑体检提供技术保障,及时发现潜在的安全隐患,保障人民群众生命财产安全。结果表明,南宁6栋建筑人工检测共发现304处缺陷,与三维激光扫描技术检测建筑裂缝与外观缺陷的检测结果比较,建筑缺陷错漏21处,错漏率为6.9%。

三维激光扫描技术在既有轨道检测中的应用

在既有轨道检测中,传统接触式测量的检测方法存在速度慢、影响列车运营、威胁测量人员人身安全等缺陷。该文采用三维激光扫描技术与传统检测方法相结合的形式,利用万能道尺、RTK技术、水准仪和全站仪等仪器对测区内长480 m轨道进行接触式测量;同时结合三维激光扫描技术进行全景扫描,基于三维激光扫描仪获取的目标线路点云数据进行点云处理,对线路进行封装并提取目标线路特征值。经对所有现场采集的数据做后期处理及比对发现,扫描仪获取的点云数据经切片可以得到的轨道特征值均与传统勘测方法获取的数值相差,而且勘测速度、质量都有所提高,降低劳动强度和周期,完全可以满足现代既有轨道检测要求。

全地形CCTV检测与三维激光扫描技术在排水暗涵排查中的应用

本文为将排水暗涵内部的结构性、功能性缺陷,污水混接,断面尺寸,箱涵边界,顶底标高查明,准确定位空间信息,采用全地形闭路电视(CCTV)检测与三维激光扫描技术相结合的方法在特殊暗涵段排查中应用。解决了常规CCTV检测无法精确定位和量测的难题,提高了排水暗涵检测效率和质量,为设计改造提供丰富的模型、影像、图纸、数据等,避免因为排查精度不够导致的改造阶段的设计方变更,节省工程费用。

三维激光扫描与BIM技术在泵闸流道变截面偏差检测中的应用

异形混凝土流道变截面是水利泵闸工程施工控制的重难点,为克服变截面施工质量偏差人工检测手段控制难度大、精度低等问题,有必要探索三维激光扫描技术在该部位质量检测方面的实际应用效果。总结三维激光扫描与BIM相结合的技术流程,分析三维激光扫描的技术理论方法,以新川沙泵闸工程为应用案例,通过高精度非接触式扫描技术获得异形流道的点云数据,收集三维空间坐标信息生成点云模型,与施工图纸建立的BIM模型进行对比分析。结果表明:施工质量偏差分析精确到毫米级,±20 mm以内的偏差占87.21%,点云模型站间误差最大为9.8mm,表明该方法用于泵闸工程异形混凝土流道质量偏差检测是可行的。本研究可为其他泵闸工程质量控制的精度可视化提供指导和借鉴意义。

基于激光测距技术的带式输送机集控技术研究

基于矿井当前带式输送机的能耗状况分析,基于激光测距技术这一基础理论,重点研究了基于激光测距技术的载荷检测原理,使实时检测带式输送机上的煤流状态和载荷分布情况成为可能,进而设计并应用了带式输送机集中控制系统检测装置,验证了系统的精度及节能效果,实现了预期目的。

沥青混凝土路面检测技术及应用研究

文章探讨了不同沥青混凝土路面检测技术在路面工程中的应用,首先介绍了路面破损、平整度和强度检测技术的具体特点及检测方法,然后明确了检测技术的选择原则,最后以激光路面弯沉检测车为例,介绍了自动化设备在工程中的实际应用,旨在为沥青混凝土路面工程的质量控制和维护提供借鉴和参考。

量子级联激光光谱技术在大气环境检测中的运用分析

基于气体检测技术的发展现状对量子级联激光光谱技术的特点进行了阐述与分析,介绍了应用量子级联激光光谱技术所构建的大气环境下气体光谱检测装置,分别对装置的运行原理及处理方式进行了分析,并以甲烷与甲醛等气体为例,对大气环境下上述气体吸收光谱进行了采集、模拟与分析,对气体的浓度值变化情况进行了相应统计,从而得到量子级联激光光谱技术在大气环境中应用的相关结论。

基于三维激光扫描技术的运营地铁隧道病害检测技术研究

城市轨道交通隧道的养护是确保地铁系统安全、可靠运行的重要环节。在运营过程中,城市轨道交通隧道可能会出现各种病害,因此定期检测和维修结构病害、及时消除安全隐患,对地铁隧道运营至关重要。使用三维激光扫描技术检测运营期的地铁隧道病害,能够提高工作效率和检测结果的准确度,同时通过与分析软件结合,可以快速得到结构病害的分布和数量情况。通过与现场病害人工检测的对比分析,该方法完全能够承担检测工作,为三维激光扫描技术在隧道检测中的应用提供了指导。

基于AI智能分析技术的智能煤流管控技术运用研究

针对煤矿井下带式输送机煤流检测手段缺乏、煤流检测装备造价高的问题,从关键技术、采用3D激光扫描仪试验案例、煤流管控系统设计三方面论述煤流检测技术。采用3D激光扫描技术,通过激光束在扫描物体表面时产生反射光信号,利用探测器接收该信号,对采集到的光学信号进行数字化处理,运用软件构建物体三维空间信息,完成三维模型重建,计算得到单位体积值,结合带式输送机速度采集信号值,计算得到单位时间输送带运煤量值,将最后计算结果运用到目标运煤带式输送机的速度调节,从而实现煤流的均衡运输,减少带式输送机空载、轻载运行损失及设备机械磨损,进而实现节能降耗、安全、高效智能运行的目的。

应用激光成像技术检测SF_6电气设备气体泄漏

SF6气体泄漏对SF6电气设备、人员以及环境的安全造成了巨大危害,但由于其无色无味,泄漏点不容易定位。笔者介绍了一种用于检测SF6电气设备气体泄漏的激光成像技术,并介绍了该方法实现的技术原理,分析了与传统方法相比的优越性。通过对几个检测实例的分析表明,该方法可以快速、准确、安全地对SF6泄漏点进行定位。