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基于机器视觉的带式输送机高精度煤流检测研究
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作者 季现亮 张文杰 +3 位作者 王玉强 刘勇 田祖织 付拯 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第5期75-83,共9页
针对现有基于机器视觉的带式输送机煤流检测方法存在的图像细节缺失、在多处断裂或断裂间距较大区域拟合效果较差的问题,基于直射斜收式激光三角测量原理,提出了一种基于机器视觉的带式输送机高精度煤流检测系统,将线激光发射器布置在... 针对现有基于机器视觉的带式输送机煤流检测方法存在的图像细节缺失、在多处断裂或断裂间距较大区域拟合效果较差的问题,基于直射斜收式激光三角测量原理,提出了一种基于机器视觉的带式输送机高精度煤流检测系统,将线激光发射器布置在带式输送机测量位置正上方并垂直照射煤堆,煤堆随带式输送机匀速运动,利用相机在斜上方实时拍摄包含激光条纹的煤堆表面图像。对煤流检测系统进行标定,包括相机内参数标定和激光平面标定,得到煤堆的高度信息;对煤流截面激光条纹图像进行处理,从提取精度、算法实时性等角度对比分析了灰度重心法和区域骨架法,根据对比结果选用区域骨架法提取激光条纹中心;针对利用图像膨胀操作进行激光条纹断裂修补拟合效果较差的问题,提出采用最小二乘法作为激光条纹断裂修补算法,相较于闭运算,最小二乘法拟合处理的平滑效果更好,精度较高;建立煤流截面积计算模型,通过计算每一帧上煤堆的横截面积,即可得出不同带速下的煤流体积。实验结果表明,当带速分别为0.25,0.5,1 m/s时,煤流检测系统误差均较小,最大误差分别为2.78%,3.61%和3.89%,验证了煤流检测系统具有较高的准确性。 展开更多
关键词 带式输送机 煤流检测 机器视觉 线激光发射 激光三角测量 激光条纹中心提取 激光条纹断裂修补 区域骨架法 最小二乘法
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工作台各速度段激光直写二元图案 被引量:1
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作者 张山 王雷 吕英俊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期531-540,共10页
为了进一步提高直角坐标激光的直写效率,提出了一种扫描工作台各速度段进行激光直写二元图案的方法。该方法用扫描工作台的位置反馈脉冲同步触发激光束曝光光刻胶,实现像素点的理想位置曝光;而且依据扫描工作台的运动特性和匀速直写时... 为了进一步提高直角坐标激光的直写效率,提出了一种扫描工作台各速度段进行激光直写二元图案的方法。该方法用扫描工作台的位置反馈脉冲同步触发激光束曝光光刻胶,实现像素点的理想位置曝光;而且依据扫描工作台的运动特性和匀速直写时各像素点获得的曝光量情况,对处于扫描工作台加、减速度段的像素点的曝光强度进行调制,保证需要曝光的像素点对应的每一个位移分辨力距离上所获的曝光量与扫描工作台匀速运动时相同,从而保证扫描工作台速度连续变化的情况下激光直写能获得预期的曝光效果。仿真实验表明:以5mm×5mm曝光图案为例,该方法所需的直写时间是传统只在匀速段直写的77.77%;同时配备的声光调制器由16位降为12位时,扫描工作台整个加速段直写产生的曝光量相对误差由0.4%上升为10%。 展开更多
关键词 激光直写 二元图案 方形平顶激光束 曝光强度调制 直写效率
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余弦平方-高斯光束的双焦开关和焦平面 被引量:3
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作者 郝中骐 文伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期663-666,共4页
为了研究余弦平方-高斯光束通过无光阑透镜后的聚焦特性,采用Collins公式推导了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布公式,并利用空间2阶矩法求得光束束腰宽度的解析表达式。通过数值方法研究了轴上光强的双焦开关现象和由束腰所在焦平面... 为了研究余弦平方-高斯光束通过无光阑透镜后的聚焦特性,采用Collins公式推导了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布公式,并利用空间2阶矩法求得光束束腰宽度的解析表达式。通过数值方法研究了轴上光强的双焦开关现象和由束腰所在焦平面的焦移现象,得到了这两种现象随光束参量b、相对入射距离s′及菲涅耳数NF的变化关系。结果表明,只有b>1时才出现双焦开关现象,而实际焦平面在s′≠1时存在焦移。 展开更多
关键词 激光光学 双焦开关 焦平面 COLLINS公式 2阶矩法 余弦平方-高斯光束
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基于激光跟踪测量系统的瞄准方法 被引量:1
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作者 李文杰 徐捷 +1 位作者 王新 穆宝忠 《光学仪器》 2021年第1期6-13,共8页
针对激光惯性约束聚变(LICF)实验中诊断实验装置快速精确定位的迫切需求,提出了在LICF的实验场景下使用激光跟踪测量系统的快速定位瞄准方法。采用四路激光跟踪测量系统作为瞄准定位设备,构建了测量系统的数学模型,基于最小二乘法开展... 针对激光惯性约束聚变(LICF)实验中诊断实验装置快速精确定位的迫切需求,提出了在LICF的实验场景下使用激光跟踪测量系统的快速定位瞄准方法。采用四路激光跟踪测量系统作为瞄准定位设备,构建了测量系统的数学模型,基于最小二乘法开展了系统瞄准定位精度的理论计算。当采用的激光跟踪仪测量误差为5μm时,理论计算得到的夹角偏差为0.7492″,距离偏差为11.2083μm;当采用的激光跟踪仪测量误差为10μm时,夹角偏差为1.12″,距离偏差为18.2167μm。理论计算结果表明,基于激光跟踪测量系统的瞄准方法,符合LICF中实验装置快速精准的定位需求,为将来在我国激光惯性约束聚变装置上使用激光跟踪测量系统作为瞄准定位设备提供了参考。 展开更多
关键词 激光惯性约束聚变 四路激光跟踪测量系统 最小二乘法 理论计算
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非傍轴余弦平方-高斯光束的传输特性
5
作者 何仲 康小平 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期284-287,共4页
基于功率密度的二阶矩方法,数值模拟研究了非傍轴余弦平方-高斯光束的束宽、远场发散角和M^2因子。计算结果表明:1)束腰宽度W_0(0)随ω_0/λ的增大而增大。当ω_0/λ较大(ω_0/λ≥0.5)时,束腰宽度随着偏心参数的增大而减小。2)当ω_0/... 基于功率密度的二阶矩方法,数值模拟研究了非傍轴余弦平方-高斯光束的束宽、远场发散角和M^2因子。计算结果表明:1)束腰宽度W_0(0)随ω_0/λ的增大而增大。当ω_0/λ较大(ω_0/λ≥0.5)时,束腰宽度随着偏心参数的增大而减小。2)当ω_0/λ→0时,远场发散角趋于渐近值θ_(0max)=63.435°,与偏心参数α无关。3)在非傍轴范畴,余弦平方-高斯光束的M^2因子不仅与偏心参数α有关,而且还与初始束腰宽度和波长之比ω_0/λ有关。当ω_0/λ足够小时,M^2因子可小于1。对给定的偏心参数α,M^2因子随ω_0/λ的变化并非总是单调的。M^2因子随ω_0/λ的增大而增大,当达到最大值后又逐渐减小,最后渐近趋于一稳定值。 展开更多
关键词 激光光学 非傍轴余弦平方-高斯光束 功率密度 M^2因子
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激光测距传感器光束矢向和零点位置标定方法 被引量:24
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作者 曹双倩 袁培江 +1 位作者 陈冬冬 史震云 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1321-1327,共7页
激光测距传感器常用于飞机壁板法向检测。为了解决激光测距传感器加工和安装误差导致的法向检测精度下降问题,提出和实施了一种利用几何数学模型和最小二乘法进行激光测距传感器光束矢向和零点位置标定的方法。首先,利用角度标定理论获... 激光测距传感器常用于飞机壁板法向检测。为了解决激光测距传感器加工和安装误差导致的法向检测精度下降问题,提出和实施了一种利用几何数学模型和最小二乘法进行激光测距传感器光束矢向和零点位置标定的方法。首先,利用角度标定理论获取激光束与主轴进给方向的夹角。然后,借助激光跟踪仪建立坐标系,根据激光测距传感器射在与电主轴进给方向成不同夹角的平面上的测量值,利用几何数学模型计算出各激光点之间的相对坐标,运用最小二乘法拟合出激光束的空间方程,进而得到光束矢向和零点位置。最后,在航空制孔机器人平台上进行标定实验,并且根据标定结果进行了实验验证。实验结果证明:该方法能够较为准确地标定出激光测距传感器的光束矢向和零点位置,可使法向检测精度在0.18°内。 展开更多
关键词 激光测距传感器 光束空间位置标定 最小二乘法 自动化制孔 法向检测 机器人
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非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的传输特性
7
作者 康小平 何仲 《琼州学院学报》 2015年第2期44-46,128,共4页
利用功率密度的二阶矩方法,通过数值计算,对非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的远场发散角和M2因子进行了研究.结果表明,当参数1/f趋于零时,非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的远场发散角渐近趋于渐近值63.435°,且与偏心参数α无关.非傍轴... 利用功率密度的二阶矩方法,通过数值计算,对非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的远场发散角和M2因子进行了研究.结果表明,当参数1/f趋于零时,非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的远场发散角渐近趋于渐近值63.435°,且与偏心参数α无关.非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的M2因子与偏心参数α及参数1/f有关.当参数1/f足够小时,M2因子的值可以小于1.当偏心参数取较大值时,M2因子的值随着参数1/f的变化是非单调变化的. 展开更多
关键词 激光光学 非傍轴双曲余弦平方-高斯光束 功率密度 M2因子
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余弦平方-高斯光束通过像散透镜的焦开关 被引量:2
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作者 牟国强 王莉 王喜庆 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期562-565,共4页
为了研究余弦平方-高斯光束通过像散透镜后的焦开关现象,应用Collins公式推导出了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布的表达式,通过数值运算得到了像散参量对轴上光强分布的影响。结果表明,在给定光束参量和光束菲涅耳数的条件下,光束... 为了研究余弦平方-高斯光束通过像散透镜后的焦开关现象,应用Collins公式推导出了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布的表达式,通过数值运算得到了像散参量对轴上光强分布的影响。结果表明,在给定光束参量和光束菲涅耳数的条件下,光束入射面位置不同时,余弦平方-高斯光束通过像散透镜后的相对焦移随像散参量变化而变化,确定了在此条件下,产生双焦开关时光束入射位置的范围。 展开更多
关键词 激光光学 焦开关 COLLINS公式 像散 余弦平方-高斯光束
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激光束廓形高斯拟合的稳健估计 被引量:2
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作者 赵帅 王晓曼 +1 位作者 景文博 刘树昌 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2013年第5期134-136,共3页
在对激光束廓形进行高斯拟合时一般采用最小二乘法,但是采集数据的噪声会严重影响拟合优度。将稳健估计中的M估计应用到最小二乘算法中,经过算法的迭代,赋予每个观测点不同的权值,正常点的权值为1,异常点的权值为0,其他观测点的权值根... 在对激光束廓形进行高斯拟合时一般采用最小二乘法,但是采集数据的噪声会严重影响拟合优度。将稳健估计中的M估计应用到最小二乘算法中,经过算法的迭代,赋予每个观测点不同的权值,正常点的权值为1,异常点的权值为0,其他观测点的权值根据异常程度在0到1之间取值。提高最小二乘算法的稳健能力,从而克服异常点对高斯拟合的拟合优度的影响。实验结果表明:采用稳健估计的方法,可以克服噪声对高斯拟合的拟合优度的影响,与一般高斯拟合相比拟合优度提高了0.1107。稳健估计可有效地提高高斯拟合的拟合优度,在激光束的分析方面有着重要的应用价值。 展开更多
关键词 光束廓形 高斯拟合 最小二乘算法 稳健估计
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High quality YBCO superconductive thin films fabricated by laser molecular beam epitaxy 被引量:1
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作者 陈凡 王荣平 +4 位作者 陈正豪 吕惠宾 周岳亮 杨国桢 赵彤 《Science China Mathematics》 SCIE 2001年第7期947-952,共6页
High quality YBa2Cu3O6+x (YBCO) superconductive thin films have been fabricated on the SrTiO3(100) substrate using laser molecular beam epitaxy (laser-MBE).The active oxygen source was used,which made the necessary am... High quality YBa2Cu3O6+x (YBCO) superconductive thin films have been fabricated on the SrTiO3(100) substrate using laser molecular beam epitaxy (laser-MBE).The active oxygen source was used,which made the necessary ambient oxygen pressure be 2-3 orders lower than that in pulsed laser deposition (PLD).Tc0 is 85-87 K,and Jc~1.0×106 A/cm2.Atomic force microscopy (AFM) measurements show that no obvious particulates can be observed and the root mean square roughness is 7.8 nm.High stability DC superconducting quantum interference devices (DC-SQUID) was fabricated using this YBCO thin film. 展开更多
关键词 YBCO superconductive thin film laser molecular beam epitaxy Active gas Root mean square roughness PARTICULATE
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受激旋转喇曼散射效应对强紫外激光聚焦特性的影响
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作者 陈剑华 张彬 +1 位作者 李恪宇 王成程 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1628-1631,共4页
采用Maxwell-Bloch-Langevin方程,建立了强紫外激光在空气传输中的瞬态受激旋转喇曼散射(SRRS)效应模型;利用相位均方根(RMS)梯度描述的随机相位屏表示低频相位畸变,用扰动幅度表征的随机相位屏描述中、高频相位畸变,建立了相位畸变模型... 采用Maxwell-Bloch-Langevin方程,建立了强紫外激光在空气传输中的瞬态受激旋转喇曼散射(SRRS)效应模型;利用相位均方根(RMS)梯度描述的随机相位屏表示低频相位畸变,用扰动幅度表征的随机相位屏描述中、高频相位畸变,建立了相位畸变模型.讨论了强紫外激光在空气长程传输中所产生的受激旋转喇曼散射(SRRS)效应对其聚焦光斑形态的变化,定量分析了焦斑半径随入射强紫外激光的空间相位畸变及传输距离的变化.研究结果表明:当传输距离超过阈值条件时,焦斑半径随传输距离的增大而明显增大,且相位畸变越大,焦斑半径也越大. 展开更多
关键词 受激旋转喇曼散射(SRRS) 强紫外激光 均方根(RMS)梯度 相位畸变 焦斑
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基于激光吸收光谱的矿用光纤二氧化碳监测系统研究 被引量:3
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作者 王信 《煤矿机电》 2012年第6期36-39,共4页
二氧化碳是煤矿采空区自然发火预测预警的主要标志性气体之一,二氧化碳的浓度直接影响煤矿的生产安全。提出一种新型光纤二氧化碳监测系统,采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,二氧化碳气体浓度直接利用最小二乘方法拟合得出,实... 二氧化碳是煤矿采空区自然发火预测预警的主要标志性气体之一,二氧化碳的浓度直接影响煤矿的生产安全。提出一种新型光纤二氧化碳监测系统,采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,二氧化碳气体浓度直接利用最小二乘方法拟合得出,实现了单点数据标定。与电子式二氧化碳检测仪对比,改进的光纤二氧化碳监测系统不仅大大提高了系统的可操作性,便于现场操作,而且能够实时在线监测采空区二氧化碳气体浓度,具有较高的检测精度和灵敏度。将该系统用于煤矿束管系统中,能够更好的满足煤矿安全生产的需求,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 最小二乘拟合 可调谐激光二极管光谱吸收(TDLAS) 束管系统 二氧化碳监测系统 采空区 自然发火
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基于三维激光扫描的H型钢尺寸误差与接长精度技术研究
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作者 刘玉玺 刘睿锋 +2 位作者 李长龙 耿孝敏 郭晨旭 《港口航道与近海工程》 2024年第6期118-123,共6页
H型钢具有良好的强度、灵活多样的连接方式、结构重量轻等多种优势,在海洋工程、陆地结构工程大量使用,对其制造精度有较高要求。大部分大型H型钢通过钢板焊接而成,由于焊接变形的影响,其长度方向、腹板和翼缘板都存在不同程度的变形,... H型钢具有良好的强度、灵活多样的连接方式、结构重量轻等多种优势,在海洋工程、陆地结构工程大量使用,对其制造精度有较高要求。大部分大型H型钢通过钢板焊接而成,由于焊接变形的影响,其长度方向、腹板和翼缘板都存在不同程度的变形,目前采用的是人工钢丝拉线测量方法,通过卡尺逐点测量,效率低、精度差。本文利用三维激光扫描对大型H型钢进行扫描,形成不同坐标系下的点云数据,将多坐标系的点云数据进行空间转换和拼接等处理,形成归一化的H型钢三维空间点云模型;利用平面误差分析算法、结构特征轴线拟合、二维投影直线拟合等方法对H型钢的点云数据进行特征分析,形成H型钢尺寸精度评判模型,进而对H型钢的平面度和对接精度进行分析,形成相关的拟合方程,该方法具有效率高,精度高等特点,对使用H型钢的相关工程有重要的意义。 展开更多
关键词 三维激光检测 点云数据处理 最小二乘法 H型钢 点云拟合
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二维粗糙面激光波束散射场量均方及相关函数的二阶统计特征 被引量:4
14
作者 王明军 李应乐 +2 位作者 吴振森 向宁静 董群锋 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2013年第7期844-851,共8页
在高斯波束入射下二维随机粗糙面散射特征基础上,研究波束散射场量均方和相关函数的二阶统计特征,利用误差函数获取数值计算的解析表达式.数值计算了目标几种特殊材料表面,激光波束入射下,不同材料单、双站散射场量二阶统计特征随散射... 在高斯波束入射下二维随机粗糙面散射特征基础上,研究波束散射场量均方和相关函数的二阶统计特征,利用误差函数获取数值计算的解析表达式.数值计算了目标几种特殊材料表面,激光波束入射下,不同材料单、双站散射场量二阶统计特征随散射角度的变化情况.详细讨论了特殊材料表面介电常数、粗糙度、相干长度,入射/散射角分别对散射场相关函数的影响.散射场量均方值函数作为粗糙面散射的相干分量,针对不同材料单、双站探测条件下,定量分析其在相关函数中的比重及随散射角的分布特征.散射场量的均方和相关函数是统计数学本质数字特征,本文所做的工作将为研究激光波束入射下粗糙面散射场量其他高阶矩统计特征奠定基础,并通过定量分析统计均方在相关函数比值关系,为开展目标激光探测中与"散斑"有关的光学特征研究提供有效技术支持. 展开更多
关键词 激光波束散射 二阶统计特征 均方值 相关函数 随机粗糙面
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高功率激光束光束质量的数值评价方法 被引量:3
15
作者 陈哲 胡永明 +3 位作者 廖延彪 曾淳 常胜利 王金宝 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 1998年第5期377-380,共4页
为估计1012W高功率激光器的光束质量,本文采用最小二乘法对已重构的波前曲面进行球面拟合,得到相对应的无波像差参考波前。利用无波像差参考波前的曲率半径计算出高功率激光光束的衍射角,由有畸变波前与无波像差参考波前的波像... 为估计1012W高功率激光器的光束质量,本文采用最小二乘法对已重构的波前曲面进行球面拟合,得到相对应的无波像差参考波前。利用无波像差参考波前的曲率半径计算出高功率激光光束的衍射角,由有畸变波前与无波像差参考波前的波像差估算出激光束的Strehl比。 展开更多
关键词 高功率激光 波像差 光束质量 激光器
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相位板衍射图样处理方法的研究 被引量:1
16
作者 李直 赵洋 李达成 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1079-1083,共5页
分析了准直激光束照明条件下 ,相位板中心偏离准直光束中心对衍射图样的影响 ,并给出了数值仿真结果 ;提出了一种基于多层前馈神经网络的相位板衍射图样处理方法 ,相对于传统的最小二乘曲线拟合处理方法而言 ,精度大为提高。该方法并能... 分析了准直激光束照明条件下 ,相位板中心偏离准直光束中心对衍射图样的影响 ,并给出了数值仿真结果 ;提出了一种基于多层前馈神经网络的相位板衍射图样处理方法 ,相对于传统的最小二乘曲线拟合处理方法而言 ,精度大为提高。该方法并能适用于包括无衍射光束等复杂图样的细分处理 。 展开更多
关键词 准直技术 相位板 图像处理 衍射图样 神经网络 数值仿真
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方形激光斑聚焦器理论及实验 被引量:4
17
作者 李俊昌 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第6期540-544,共5页
本文从理论上详细研究一种可将激光会聚为方形光斑的光学系统,并与另一种同类装置的理论计算及实验结论进行对照.
关键词 聚焦器 高斯光束 方形激光斑
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