Automated cone photoreceptor cell identication in confocal adaptive optics scanning laser ophthalmoscope images based on object detection

Cone photoreceptor cell identication is important for the early diagnosis of retinopathy.In this study,an object detection algorithm is used for cone cell identication in confocal adaptive optics scanning laser ophthalmoscope(AOSLO)images.An effectiveness evaluation of identication using the proposed method reveals precision,recall,and F_(1)-score of 95.8%,96.5%,and 96.1%,respectively,considering manual identication as the ground truth.Various object detection and identication results from images with different cone photoreceptor cell distributions further demonstrate the performance of the proposed method.Overall,the proposed method can accurately identify cone photoreceptor cells on confocal adaptive optics scanning laser ophthalmoscope images,being comparable to manual identication.

扫描镜稳定度对TDI CCD测量精度的影响

利用TDI CCD成像数值仿真模型,研究了TDI CCD测量系统的测角精度随扫描镜速度稳定度的变化规律。首先根据TDI CCD推扫成像的物理过程,建立了数值仿真模型,设计了从光学像和扫描镜稳定度到数字图像的仿真链路;然后利用图像重心计算方法求取图像中心坐标并得到目标点的角位置坐标;通过蒙特卡诺法进行海量打靶试验,对结果进行统计得到扫描镜各稳定度水平上的测量精度值;最后将某工程样机的扫描镜速度稳定度带入仿真模型,仿真结果表明:测试误差增大5.67μrad,达到了像元角分辨率的1/4。在光学测量系统的系统设计时,需要考虑像元分辨率及扫描镜稳定度的综合影响,选用合适的扫描镜稳定度要求,使测量角分辨率满足用户需求。

Intra-Cavity Absorption Sensors for Gas Detection Using Wavelength Sweep Technique

Wavelength sweep technique （WST） is introduced into intra-cavity fiber laser （ICFL） for low concentration gas detection. The limitation induced by noise can be eliminated using this method, and the performance of the system is improved. The sensitivity of the system is reduced to less than 300 ppm. With WST, sweeping characteristic of the ICFL can be described according to known gas absorption spectra.

多角度共CCD光谱仪探测系统设计

光谱测量是实现大气要素遥感的主要手段之一,而多角度是提高大气光学遥感产品质量和探测效率的重要途径。针对现有多角度探测系统的局限性,提出一种多角度共CCD光谱仪探测系统设计,即4条光谱共用同一个CCD并且显示到一幅图像中。系统分为硬件和软件两个部分,其中软件部分包括可视化操作界面与后台程序。通过对光谱仪、相机、太阳跟踪转台等硬件设备的实时控制,可以自动化完成多角度的光谱探测。实验结果表明,多角度共CCD光谱自动探测系统操作简便,探测精度高,扩展性和可维护性良好,对于提高大气综合探测水平有重要意义。

新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定

旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。

三维激光扫描技术在城市轨道交通领域的应用

为验证三维激光扫描技术在城市轨道交通领域初支断面、建筑结构限界、管片姿态、椭圆度等检测项目中的测量精度与作业效率,文章通过新型免标靶三维激光扫描仪搭配相应商用软件与传统全站仪法进行比对。结果表明:在初支断面、建筑结构限界测量时,三维激光扫描技术可满足实际工程需要,在数据完整性和侵限点漏判方面具有一定优势;在管片姿态、椭圆度测量时,三维激光扫描技术可精确地建立三维数据模型,提供真实、准确的管片姿态和椭圆度。通过实验可以看出,三维激光扫描技术在轨道交通工程的优势,为其技术的应用和推广提供了一定参考。

基于FPGA+ADSP的线阵CCD非接触测量系统

提出了基于FPGA和ADSP的线阵CCD非接触测量技术。选用线阵CCD作为前端信号采集;采用FPGA产生与控制整个系统的时序:CCD工作时序、A/D转换时序、ADSP采集数据同步时序;采用多次扫描平均方法形成一维数字图像;利用DSP高速图像处理性能并设计高性能的浮动阈值二值化算法对其处理。给出了时序仿真图,满足系统的时序要求;并给出了测量物体的波形。通过对光学系统的定标最终给出了物体的长度。数据表明,相比传统的测量系统,该系统具有高速和高精度的优点。

光子计数型CCD测量激光等离子体X射线

介绍了光子计数型电荷耦合器件（CCD）的工作原理，标定了2．0～30keV的探测效率。在超强超短激光等离子体相互作用中，实验用靶为复合靶，分别用Cu＋Mo和Al＋Cu制作。第1层靶是Cu或Al物质作为电子示踪材料，第2层靶是Mo或Cu物质作为荧光材料，利用光子计数型CCD测量了Mo和Cu的X射线能谱，同时得到CCD的能量分辨率大于37。该CCD可用于激光等离子体低通量高能X射线测量实验。

基于激光点云的复杂站场接触网静态检测系统设计与实现

针对传统接触网静态检测方法在复杂站场环境下检测效率低、对运输秩序存在潜在干扰等问题,设计了基于激光点云的接触网静态检测系统。通过多站点云快速精确配准、接触网点云要素提取和静态几何参数精确计算等技术,实现了站场接触网点云场景的快速精细重构、接触网接触线与钢轨几何结构的准确提取,以及接触网导高与拉出值的精确计算。以天津西高铁站实测点云数据进行应用验证,结果表明,该系统能够对多站点云数据进行高效处理,对接触网关键几何参数的计算精度达到±5 mm,显著提升了站场接触网静态检测的效率和准确度。

基于激光点云语义分割的工程尺寸质量检测方法研究

利用三维激光扫描技术辅助房屋尺寸质量检测,可解决传统人工测量方法人力消耗大、检测率低的问题,但采集到的点云数据通常需要手工分割以提取检测平面,效率低下。因此,本研究提出一种基于点云语义分割的建筑尺寸质量检测方法,包括点云数据轻量化、智能平面分割、智能语义识别和尺寸质量检测四个方面。该方法有效实现了房屋点云数据的自动分割,能基于三维点云数据对室内顶底板标高差、门窗洞口尺寸等指标进行自动测算,预期能提高施工阶段质量验收工作的效率以及测量的准确性。

基于三维激光扫描技术的液压支架顶梁变形量检测技术研究

液压支架的顶梁是支架的主要承载部件,在液压支架型式检验中,顶梁变形量是否超标是判定产品合格与否的主要技术指标之一。国内外液压支架进行定型检验时均需要测量顶梁变形量,以验证其顶梁结构强度。为解决液压支架顶梁变形量手工测量效率低、重复精度低等问题,基于三维激光扫描技术,提出了液压支架顶梁变形量检测的一种新方法,介绍了技术设计方案、成果分析以及测量结果验证,实现了液压支架顶梁变形量高精度、广适应性的检测,检测精度最高0.02 mm/m,能满足液压支架检验需求,还可以为液压支架检验及设计提供数据支持。

基于CCD测量技术的激光指向器作用距离检测

针对现有小功率半导体激光指向器的作用距离检测方法存在稳定性差、效率低的缺点,提出了一种基于CCD测量技术的激光指向器作用距离检测方法。该方法采用CCD传感器及图像处理技术,对基于人眼为接收器的激光指向器作用距离公式进行了理论推导及建模,建立了CCD传感器接收光功率和输出灰度之间的函数关系,并运用最小二乘法求解出关系式中的相关系数,通过相关系数求解出作用距离,实现了小功率激光指向器作用距离的定量检测。实验证明了该方法的可行性。

基于线阵CCD的二维轮廓扫描系统

吊装过程中为获取吊物具体位置信息,设计了一种基于线阵CCD的二维轮廓扫描系统。利用激光照射直线与线阵CCD投影直线相交的原理求取激光照射点二维坐标;提出了一种基于硬件的线阵CCD脉冲中心位置测量方法;采用双直线法对线阵CCD进行标定,得到其输出像素坐标与投影直线的映射关系;研究提出了一种升降速控制策略,能平稳高效地控制步进电机。用已知尺寸的圆柱形PVC管作为实验对象,系统测得其二维轮廓若干离散点坐标,通过圆周拟合的方式得到圆柱半径,平均误差为0.928 mm,系统一次扫描耗时约0.45 s;实验结果表明,系统测量精度较高,扫描速度较快,可广泛应用于物体的二维轮廓扫描。

应用单一超窄线宽激光器的多气体检测系统设计

应用超窄线宽半导体激光器的波长扫描和光谱调制技术,设计了一种高精度多组分气体实时在线检测系统。系统采用单一超窄线宽可调谐半导体激光器作为光源,设计了新型串联式气室结构减小横向空间、增加光程长,并通过三角波信号对光源光谱进行调制;结合时分复用和空分复用技术,利用超窄线宽激光的特性实现了CO,CO2,CH4多组分气体浓度的同时多点检测。实验结果表明,对CO,CO2,CH4多组分气体浓度测量的线性相关度为0.99,最大相对误差<2%;逐次充入一定体积CH4,CO2,CO气体,动态响应时间均小于10 s。长时间稳定性实验显示,多组分气体浓度最大波动<0.02%。该系统精确度高、稳定性好,具有较好的动态响应特性,可用于电力变压器故障气体的实时在线监测。

三维激光扫描测量技术

介绍了三维激光扫描测量系统的技术构成、测量原理,并简要地介绍了法国MENSI三维激光测量系统的技术特点;三维激光扫描测量技术在航空、航天工程中所具有的极其重要的应用价值。

痕量微生物快速检测系统

针对微生物检测中存在的耗时多、结构复杂、探测精度低等问题,提出了一种快速、简单、检测下限低的微生物检测方法。通过结合荧光标记物标记、微孔滤膜过滤、激光扫描及荧光成像技术,设计了痕量微生物快速扫描检测系统,使用大视场、大景深、长焦距扫描物镜,结合二维扫描振镜,完成了对痕量微生物样本的快速检测。描述了检测系统的基本原理及光路系统的设计与优化,对采集信号进行了分析,并对检测系统的检测性能进行了论证及测试。实验结果表明,该检测系统可以在10min内完成对10～2.5×10^3 cfu/mL的微生物的准确检测,检测下限为10cfu/mL,可以满足医用高纯水、饮料用水、微电子加工高纯水等领域的水体快速检测需求。

激光扫描三角法大型曲面测量中影响参数分析

介绍了基于光学三角理论的激光扫描大型曲面测量原理．详细分析了影响其测量精度的几个主要因素，即被测物体表面的光学性能、物面倾斜、光学系统畸变及散斑等对测量精度的影响．针对大范围测量时，光斑图像占用多个像素及诸多因素造成的光斑图像强度分布不均，以致于很难读取真正光斑几何中心的问题，文中提出了基于Ｈｏｕｇｈ变换的光斑中心提取方法．

传动系统同轴度测量方法的改进

针对现有轴-轴同轴度测量方法的缺陷,通过建立一套数学模型,得出了测量设备安装偏差量、设备测量值和传动轴旋转角度之间的关系方程,从而实现了只需在小角度范围内旋转,即可得出不含安装误差的轴-轴同轴度偏差量.另外,针对测量设备的特点提出了测量孔-孔同轴度的方法,从而实现了一套设备可以同时测量轴-轴、孔-孔同轴度.

基于3D扫描技术的木材缺陷定量化分析

木材缺陷检测是有效进行木材分级提高木材使用率的重要途径之一,该文提出了一种基于3D激光扫描点云数据的木材缺陷探测与量化的方法。首先,使用Artec 3D Scanner扫描木材表面后获取3D点云数据,在对3D点云数据进行预处理后,通过比较当前点Z坐标值(深度值)与设置的阈值的大小关系判定读入的点云数据是否为缺陷点;其次,采用深度优先搜索算法对筛选保留的缺陷点进行分类,并且对各个缺陷使用不同的颜色进行标注;最后,再使用积分法计算各个缺陷处所占表面积和体积。试验结果表明,该方法可以比较精确的测量木材表面孔洞等凹陷的表面积和体积,相对误差在5%内,测量精度较高,可为后续的木材分级和合理定价提供定量依据。此外,该方法使用的Artec Scanner仪器质量轻体积小(标准质量为0.85 kg,尺寸为261 mm×158 mm×64 mm),它和笔记本电脑可以组成便携式的木材缺陷定量检测系统。该系统携带方便,可应用于林场、木材加工企业及木材进出口部门的现场测定。

水下目标光电探测技术及其进展

随着电子技术、激光技术和信号处理技术的发展,光电探测技术应用于水下目标探测方面的研究重新成为热点。介绍了距离选通、激光线扫描、条纹管成像、载波调制、布里渊散射、偏振差分成像技术的原理、特点以及国内外发展现状,重点分析和比较了国内外已有水下目标光电探测系统的性能水平和应用前景,指出水下目标光电探测技术的最新进展以及发展趋势。