激光光斑定位的多圆拟合算法的研究

介绍了用于提取激光光斑参数的曲面拟合和圆拟合算法,在圆拟合算法的基础上提出了新的多圆拟合算法,在不同的噪声水平下比较了曲面拟合算法和多圆拟合算法所能够达到的精度。研究结果表明,多圆拟合算法具有更好的抗噪声性能,除了可以检测光斑中心外,多圆拟合算法还可以检测其半径达到亚像素级的光斑,所以能够广泛地应用在光学测量系统之中。

利用圆拟合进行激光光斑中心检测

在圆拟合算法的基础上,对激光光斑采集系统获得的激光光斑图像进行中心检测。在实验过程中,对原始的激光光斑图像进行亮度调节、去噪、阈值分割、二值化及边缘检测等处理,以此来降低系统的检测误差,提高检测效率。

改进光斑中心检测算法在靶场中的应用

为了能够在激光制导武器的靶场实验中,准确检测到激光光斑中心的位置,提出了改进的激光光斑中心检测算法。该方法首先针对含有噪声杂质的激光光斑图像进行预处理,得到形状规则、清晰度高的光斑图像;进而对处理后的光斑图像采用基于最小二乘法的圆拟合算法来计算光斑中心位置。通过实验仿真不同激光光斑中心检测算法的精确度及计算时间,比较得出改进后的激光光斑中心检测算法在计算光斑中心的精度上有了较大提高,缩短了计算时间。将该算法实际应用于靶场实验中,得到了较好的效果。

基于图像处理的炮弹跳角测量方法研究

传统的跳角测量方法,由于人工误差和实用性较弱,大部分有测量效率低、误差大、实用性小、测量范围窄等缺点。针对这些问题,提出一种基于图像处理的炮弹跳角测量方法。使用相机在炮筒中采集炮口图像,通过改进圆拟合算法检测炮口图像的中心位置;在双目摄像机的标定下得出炮弹射击目标点的位置,将炮口图像中心位置瞄准火炮射击目标后实弹射击;在数据处理中,计算得出炮弹初速度矢量的方向,结合炮口图像中心位置的瞄准方向,计算出火炮跳角的大小。实验结果表明,改进算法提高系统抗干扰能力的同时还提高炮口图像中心定位的精确度。拟合结果显示,改进的算法得到的炮口中心与理想中心之间的误差小于0.20个像素,具有较高的精度。

基于自适应ROI算法的光斑中心检测

针对光照致使光斑图像退化无法准确检测光斑中心的不足,提出了一种自适应ROI提取算法对光斑中心进行准确测量。首先对光斑图像进行结构相似度(SSIM)计算得到自适应ROI,然后将提取到的ROI进行类间方差最大化(Otsu)的图像分割得到光斑二值图,其次对光斑二值图进行圆拟合,最后得到光斑中心坐标。实验结果表明,在平均像素强度低于240时,该算法能较好适应光照影响且计算误差均在0.05%以内,具有较高的精度,能够适用于实际工况下微小位移的测量。

基于图像处理的VCM磁钢片尺寸快速检测方法

影响我国音圈电动机(VCM)产业发展的技术瓶颈之一是VCM联合检测技术,而该技术的核心为基于摄像机(CCD)的图像处理软件。运用数字图像处理技术对VCM磁钢片图像进行去噪、边缘检测、边缘连接,以及位置校正等处理,以便获取清晰的图像边缘,运用最小二乘圆曲线拟合算法拟合图像边缘,结合系统标定值,计算出VCM磁钢片的尺寸,通过检测尺寸与设计尺寸的误差来判断零件合格与否。实验表明,该方法具有非接触、无污染、高精度、客观和快速等特点,可极大地提高检测效率,在VCM产业检测中具有现实意义。

基于不同算法等高线曲率的提取与分析

等高线曲率是一个重要的地形属性,反应了地形表面在水平方向的凹凸性,表达了地表物质运动的发散和汇合模式。基于安塞县县南沟小流域的矢量等高线数据和DEM,分别利用圆拟合算法(相邻三点法、间隔三点法和最小二乘法)和曲面拟合模型(E模型、S模型和Z模型)提取等高线曲率,通过对实地地形的对比分析,结果表明:(1)在矢量等高线数据的计算结果中,三点拟合法计算结果相比最小二乘法结果差异大,对等高线曲率空间格局分布描述更准确;(2)最小二乘法计算的结果频数分布集中程度最高,两种三点拟合法计算结果频数曲线差别微小;(3)在栅格数字高程模型的计算结果中,基于S模型计算结果在空间格局上较E模型和Z模型的结果差别大,基于E模型的计算结果对等高线曲率描述效果更好。结果能准确说明采用不同算法计算等高线曲率的差别,对在实际数字地形分析中有重要的意义,可为等高线曲率计算提供重要参考。

硅片处理预对准系统的研究

介绍了所研制的12 in硅片预对准系统.首先,根据硅片预对准系统的任务和流程设计了系统的结构.其次,设计了预对准检测算法,采用最小二乘圆法对硅片圆心进行定位;提出了检测硅片缺口的边缘变化率法和计算缺口基准点的曲线拟合法.对预对准系统进行了误差分析.最后,采用光学式预对准方法,对12 in硅片进行了预对准实验研究.实验结果表明硅片缺口的重复定位精度小于4.8μm,预对准时间为23 s,满足设计要求.

导弹激光发射机光轴检测仪的设计

为了检测某型导弹激光发射机光轴同可见光观瞄镜小视场光轴之间的平行性,同时测量激光发射机主、次、小三个视场的光斑直径,设计了一种新的激光发射机光轴检测仪。它以硫酸钡漫发射涂料作为激光性能测试屏的表面,使光斑在屏上成像更加清晰;用模块化的激光光轴检测器提供系统工作电源和控制信号,并对CCD摄像机采集到的光斑图像进行压缩传输。最后,通过Lab VIEW视觉处理模块对光斑图像预处理并用Matlab编定的圆拟合算法程序计算激光光斑中心位置和半径值。实践应用表明,该检测仪能精确高效地完成激光发射机光轴检测任务,便于部队机动、携行。