线结构激光-机器视觉三角测量光路设计

给出了线结构激光 -机器视觉三角测量的通用光路计算公式。公式考虑了激光入射角、CCD面阵与光轴的各种变化情况 ,对激光机器视觉测量系统的光路结构设计有一定的指导意义。

基于结构激光反射的脉冲TIG焊熔池三维表面演化观测

针对移动的脉冲TIG焊动态熔池表面复杂行为,提出基于结构激光反射视觉传感的方法对脉冲TIG焊动态熔池表面演化过程进行观测研究.通过所搭建的视觉系统采集网格激光在熔池表面反射的图像信息,在此基础上,对不同基值电流、峰值电流、占空比条件下的脉冲TIG焊的图像特征进行分析.研究发现:在峰值电流阶段,熔池的三维表面是向下凹的.在基值电流阶段,TIG焊熔池三维表面是向上凸的,并可明显观测到激光网格的形态随时间也在变化,表明在基值电流阶段,熔池三维表面仍在波动.

基于线结构激光的侧轨受电弓磨耗视觉测量系统开发

针对重庆3号单轨车侧轨受电弓滑板磨耗测量问题,提出了一种基于线结构激光的侧轨受电弓磨耗视觉测量的方法。通过相机标定、对受电弓磨耗图像处理后计算出受电弓最大磨耗值。样机测量结果表明,受电弓滑板磨耗测量系统稳定可靠。

基于3D结构激光的木材表面缺陷检测的研究

木材表面缺陷直接影响木材品质及其使用价值,表面缺陷的检测对于木材的科学利用具有十分重要的意义。目前大多数的木材表面缺陷检测都是对二维可见光图像进行处理得到缺陷相关的特征参数,本研究设计了基于3D结构激光的木材表面缺陷图像采集和识别系统,该系统可以采集到木材表面缺陷的灰度图和高度图,再采用HALCON软件对其进行处理以提取木材表面缺陷的特征值。实验结果表明,该系统可以快速准确地检测识别出木材表面的节疤、虫眼、凹痕等缺陷,具有非接触、高精度的优点。

复合结构激光陶瓷研究进展

多晶激光陶瓷相比单晶激光材料而言,具有可实现大尺寸制备的优势,并可通过结构和功能复合为固体激光器的设计提供最大的可能性和灵活性。复合结构激光陶瓷的制备方法除了采用传统的单晶键合工艺之外,还可以结合陶瓷近净尺寸成型和烧结过程的特点,从而极大地丰富了复合结构激光增益介质的可实现形式。本文综述了复合结构激光陶瓷的典型制备方法,并论述了几类复合结构激光陶瓷的应用与进展,并对复合结构激光陶瓷发展中的问题和发展方向进行了论述。

基于线结构激光的滚柱表面参数测量系统

为实现行星滚柱丝杠的滚柱表面参数测量,建立基于线结构激光的测量系统,针对滚柱螺纹牙型角、螺距和牙型高等表面参数的测量方法进行研究。首先,根据线激光三角法的测量原理,设计搭建测量装置系统。激光经成像系统,通过CCD摄像头获取到线激光条纹图像,对其进行预处理并提取出激光条纹中心。其次,根据螺纹形状特点对获取的螺纹轮廓进行ROI提取,将轮廓线分段进行处理,简化处理难度并获取不同的表面信息参数。最后,根据提取出的分段利用曲线拟合、特征点提取等方法计算所有滚柱表面参数。经实验验证:该文提出的测量系统对牙型角的测量重复性达到0.6°,螺距测量的重复性达到15μm,牙型高测量的重复性达到8μm,基本达到滚柱表面参数测量的要求。

基于最优分区搜索法的线结构激光成像方法研究

为了提高三角法测距成像中光线像素点提取的准确性,该文根据三角法测距原理推导了一种基于线结构激光的测距成像系统的物理模型,并给出了激光照射点在三维空间中的坐标公式。针对复杂背景下光线的提取,提出了一种基于最优分区搜索的算法,即在确定目标区域后仅在区域附近运用改进的灰度重心法提取光线中心点像素。实验结果显示,该设计模型及提取算法能够有效减少环境中噪声的影响,真实复现三维空间场景。

复杂结构激光焊件的射线检测

探讨了适于复杂结构激光焊件的检测方法,论证了其内部缺陷的检测方案。采用多视角成像法实现了该结构的无损检测,通过理论分析和试验确定了检测时所需的最佳旋转角度和其它工艺参数,并获得了含有微小缺陷的检测图像。采用双丝法标示了焊缝区在检测图像上的位置,证明了图像高亮度区内的小白点为焊缝中的缺陷。

大尺度线结构激光面的非参数模型标定方法

精确结构光模型是三维光学测量的前提,其中分布式空间测量定位系统的交会模型是以线结构激光面的理想平面模型为基础的。而大尺度空间下的线结构激光面存在复杂变形,且很难用任何数学模型来精确拟合。因此,研究了一种基于高精度转台的线结构激光面非参数模型标定方法,建立了激光面旋转时间与空间角度间的精密映射表,替代了曲面拟合参数模型,并在激光面非参数标定的结果基础上对交会模型进行了优化。以室内空间测量定位系统为验证平台,实验结果表明该标定方法能够有效克服激光面复杂变形问题,可将12m测量范围内变形较为明显区域的坐标测量误差减少约50%。

基于不锈钢城轨车激光焊结构焊接变形研究

依托不锈钢城轨车车体侧墙激光焊部件的现有结构,以墙板补强结构、激光焊缝数量、立柱补强数量和立柱的焊接形式作为变量条件,采用焊接仿真计算和实物对比验证的方法,对城轨车车体侧墙激光焊部件焊接变形进行预测研究。研究表明:文中使用的仿真计算环境可以用于焊接变形的预测,应主要用于不同工况下的焊接变形对比。在强度设计满足的情况下,工艺性、经济性、质量较好的激光焊结构为:补强梁无翻边、单道激光焊、立柱采用激光焊结构。

低阈值量子结构激光器的优化结构设计

针对低阈值半导体量子结构激光器（简称量子结构激光器），包括量子阱、量子线和量子点结构，给出了一个完整简便的方法用以优化设计最低阈值条件所需要的有源区结构。以对数形式给出了量子结构激光器材料增益和注入载流子浓度的关系，并且以ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）／ＩｎＰ量子阱激光器和ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ自组装量子点结构激光器为例，分别计算了为得到最低阈值电流所需要的量子阱阱数和自组装量子点的面密度以及激光器的腔长。

基于激光结构光的视觉传感器的图像处理技术研究应用及展望

基于激光结构光的视觉传感技术是目前实现焊接过程自动化和智能化的主流传感技术。简要介绍了基于激光结构光的不同类型的视觉传感器及其在焊接领域的典型应用。针对图像处理过程中的图像预处理、激光中心线提取、特征点识别这3个阶段,分别详述了每个阶段的传统图像处理算法,并针对一些焊接领域应用的典型场景,举例说明了更具特色的图像处理算法及其应用所获得的图像处理效果,包括检测精度和实时性。最后,对基于激光结构光的视觉传感技术在焊接领域的进一步研究和应用以及未来的发展方向进行了展望。

基于激光线结构光的羊毛中白色污杂物检测

分别采用LED、LED+激光线结构光和单独使用激光线结构光3种照明方式,利用A601f basler黑白相机获取白色羊毛背景上的典型白色污杂物的图像,并根据图像直方图分布对不同成像方法的检测性能进行了分析。实验结果表明:利用激光线结构光的照明方式获取到的图像的直方图呈明显的双峰结构分布,能够对羊毛中白色污杂物进行有效检测。经测试,采用激光线结构光的照明方式对与羊毛质地呈明显差异的白色污杂物检测效果良好。

基于深度残差学习和三线激光结构光的复杂交叉焊缝类型辨识

为实现船壁大拼接焊缝的自动化除锈,提出了一种基于人工智能深度学习结合三线激光结构光的复杂交叉焊接接头类型辨识方法。基于三线激光在不同类型交叉焊缝上的激光条纹特征区别,采用ResNet深度残差学习模型对其特征进行提取和学习,使用迁移学习方式对模型进行训练,得到一个训练准确率接近100%的识别模型。实验验证表明,该模型能有效识别直线、十字、T字、左L、右L、左T和右T等7种交叉焊缝类型,可实现爬壁除锈机器人运行中交叉焊缝类型的实时预测,为爬壁除锈机器人的全自主除锈的路径跟踪、定位和导航奠定了良好基础。

基于线结构激光测量的铁路接触网参数检测设备研究

接触网测量多采用传统的点对点人工测量方式,存在测量效率低、误差大等问题。基于此,本文提出了一种基于线结构激光测量的接触网参数检测设备,通过激光扫描、数据获取.数据提取、构建三维模型等过程,测量出接触网导高、拉出值、定位器坡度等参数,实现对接触网非接触式连续测量,可实时显示不同点位测量结果。通过分析汉十高铁区间接触网测量数据,与传统人工测量比较,显著提高接触网测量精度和效率,避免人为测量误差,节约工程成本,缩短工期。

脉冲激光沉积法制备立方焦绿石结构的Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7薄膜

采用固相反应法合成具有焦绿石立方结构的Bi1.5ZnNb1.507（BZN）陶瓷靶材，采用脉冲激光沉积法在Pt／SiO2／si（100）基片制备立方BZN薄膜。研究了随衬底温度的变化，薄膜的结晶性能，微观形貌以及介电性能的差异。结果表明当衬底温度在550-650℃时，薄膜具有纯的立方BZN结构，并且在600℃时薄膜的晶粒发育比较完整，此时薄膜具有较高的介电常数和较低的损耗。

光泵浦垂直外腔面发射激光器的结构优化设计

实验中发现,传统结构的光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器,随着泵浦功率密度的增加,器件的温升现象严重。这是由于传统结构中,势垒和量子阱间小的带隙差造成的。为了解决温升问题,采用PICS3D软件对传统结构进行优化设计。在吸收层中引入对泵浦光和激射光透明的AlGaAs层,提高对量子阱中的载流子的限制作用。计算结果表明,在增益和自发发射特性上,优化后的结构都有了很大提高。

激光宏观结构化金刚石砂轮磨削氧化铝工艺

为了研究砂轮表面结构化对砂轮磨削性能的影响,利用脉冲激光对树脂结合剂金刚石砂轮进行了表面宏观结构化。采用6种不同类型的金刚石砂轮表面宏观结构进行了氧化铝的磨削实验,建立了激光宏观结构化金刚石砂轮的磨削力模型,比较了6种不同激光宏观结构化金刚石砂轮与非结构化砂轮在不同磨削参数下磨削力的差异,分析了砂轮制造后的表面形貌与结构化砂轮的磨损特性。实验结果表明,砂轮宏观结构化对磨削性能有很大影响,激光宏观结构化砂轮的磨削力可以减小2. 5%~24. 5%,砂轮结构化后的表面形貌出现石墨化现象;宏观结构化砂轮沟槽边缘磨损加剧,但沟槽磨损并没有明显加快宏观结构化砂轮的磨损。

SiOP介质膜及其对InGaAsP/InP量子阱激光结构混合无序的影响

用等离子体增强化学沉积(PECVD)方法制备了一种新的电介质薄膜—SiOP,用X射线光电子谱(XPS)和光荧光(PL)研究了膜的结构及膜对1.55μmInGaAsP/InP量子阱激光结构带隙的影响.XPS分析表明,该膜中存在SiO和PO键,P(2p)态键能为134.6eV.PL测量首次获得223.6meV的最大带隙蓝移.该技术在光子集成和光电子集成电路(PIC's,OEIC's)中有广泛的应用前景.

仪表板激光弱化结构仿真方法研究与应用

文章针对普通家用轿车的硬质仪表板激光弱化结构,制定了在常温条件下从样条到子系统验证的完整试验研究方案,创建了适合激光弱化结构力学特性的材料本构模拟方式,在项目实践中得到了全面的检验。为项目出现失效问题以后的激光弱化工艺参数调整提供了重要参考,大大减少了仪表板制造工艺调整的周期和成本,也为高低温激光弱化结构的力学特性研究提供了宝贵的经验和技术指导。