适用于精密电子装备的高分辨率图像采集系统

视觉系统广泛用于各种精密电子制造装备中,而且随着技术的发展,这些装备对所采用的视觉系统分辨率的要求越来越高。文中采用高分辨率彩色线阵CCD作为传感器,并基于SOPC技术来构建整个图像采集系统。通过在ISE开发环境中使用软核和各种IP核,只用了一块FPGA芯片,便实现了处理器及各种逻辑的功能,集成度高。实验结果显示,该系统很好地满足了精密电子制造装备对视觉系统高分辨率的要求。

加拿大国家研究所实验室安全与环保管理及启示

深入研究了加拿大国家研究所实验室安全与环保管理措施,分析了其先进的管理理念、浓厚的安全与环保管理文化、完善的教育与培训体系、硬性的准入制度、高效的安全管理组织构架、严格的实验原材料存储和废弃物处理流程。再结合我国高校在实验室安全与环保管理方面存在的主要问题和管理现状,以及我国高校实验室安全与环保管理的历史文化。以提高我国高校实验室安全与环保管理工作水平为目的,提出了对我国高校具有借鉴意义的几点措施。

基于自适应模糊控制的智能车控制系统研究

在基于CMOS传感器的自主循迹智能车的基础上,设计实现了一种自适应模糊控制器;该控制器与传统的模糊控制器相比,在结构上有了很大的改进;该控制器采用了前后两级的复合结构,在增加少量运算量的情况下,达到四输入两输出的能力,同时加入了自适应算法,通过对路况信息的判断来调整模糊控制器的参数,在不损失智能车系统稳定性的情况下提高了系统的动态性能,使智能车适应于各种复杂的路况。

基于规则引擎的慢性疾病管理系统的应用研究

针对原有慢性疾病管理系统的不足,将drools规则引擎应用于已有的基于Struts和Hibernate的慢性疾病管理系统中。从系统框架、数据分析两方面介绍了Drools规则引擎的应用,并利用查询和血压监测数据分析的实例应用说明该规则引擎的实用性。该规则引擎的应用一方面可使系统业务逻辑层的开发更加灵活,便于维护。另一方面使系统具备一定的数据分析与处理能力,使系统具有智能决策能力。

大功率LED封装过程的关键技术与装备

阐述了大功率LED封装过程的关键技术——散热、光学设计、阵列封装与系统集成、荧光粉及涂敷等及相应的工艺和装备对LED的光学性能、使用寿命、节能等性能指标的直接影响。探讨了大功率LED蓝白光转换过程的关键封装技术及装备,分析了国内外大功率LED封装关键技术与装备的研究现状。指出了合适的荧光粉涂覆与压模成型工艺及合理的光学透镜设计,可有效地提高白光LED的出光效率和使用寿命,新的封装工艺及封装结构,是提高白光LED出光效率的主要研究方向;提出了大功率LED封装技术和装备若干亟待解决的建模与优化控制等核心技术与理论问题。

腹膜透析远程监控系统信息安全的研究与设计

针对腹膜透析远程监控系统的数据信息安全问题,研究了基于MD5不可逆加密和AES对称数据加密方式的加密技术,对于用户登录密码进行MD5加密,对网络传输的数据使用Rijndael候选算法利用128位密匙进行加密,同时采用了超级管理员、管理员和普通用户的三级用户权限管理技术和面向连接的TCP网络通信协议,从而实现了对远程监控系统管理用户信息和网络传输数据的保护,有效提高了腹膜透析远程监控系统数据信息的安全性。

基于Qt的多线程技术应用与研究

图形用户界面(GUI)在嵌入式系统的应用非常广泛,为不影响图形界面的响应速度可以引入多线程技术。Qt是一个支持多线程、跨平台的GUI软件,在嵌入式系统的图形用户界面中应用广泛。对Qt的多线程技术进行讨论,研究Qt中线程的通信机制,并简要介绍了在Qt中创建一个线程的步骤。

IC芯片检测的图像分割算法研究及其实现

全自动上芯机是用于芯片生产后工序的关键设备之一,而机器视觉检测系统又是提高该设备产能和质量的关键系统。在机器视觉检测系统中,图像的有效分割是图像分析的基础。针对摄像机采集到的图像由于镜头具有球面像差的原因都不同程度地存在图像降质的现象(如暗角),分析了基于迭代算法、改进的自适应门限以及同态滤波的图像分割算法,并对IC芯片图像进行了三种方法的实验比较,结果表明,改进的自适应门限的图像分割算法能够满足IC芯片检测高精度、高速度的要求。

大功率LED荧光粉涂覆中流场分布的数值研究

采用计算流体动力学(CFD)与数值模拟方法研究大功率发光二极管(LED)荧光粉喷涂过程中荧光粉胶的流动传输和雾化过程,建立了三维荧光粉流场模型与数学模型,用于描述两种不同的喷涂枪外部荧光粉胶流场的速度分布,最后通过喷涂实验验证了仿真结果与实验结果的一致性.研究表明:在不建立雾化过程模型的情况下,采用数值模拟能准确预测LED荧光粉喷涂过程中荧光粉微滴的轨迹和速度分布;在相同喷涂距离内,荧光粉微滴直径越小、速度越快,小荧光粉微滴加速和减速的距离就更短.

基于LO-RANSAC的锂电池极片表面痕类缺陷检测

针对锂电池极片表面的痕类缺陷检测准确率低、误检率和漏检率高的问题,提出了一种基于局部最优化的随机抽样一致性(locally optimized random sample consensus,LO-RANSAC)的痕类缺陷检测算法。首先,针对锂电池极片表面存在的椒盐噪声、大噪点多的问题,提出了一种改进的自适应中值滤波和基于连通域的滤波算法。其次,针对检测痕类缺陷准确率达不到预期以及误检率漏检率较高的问题,引入一种局部最优化的RANSAC算法。最后,给出了一种基于LO-RANSAC的痕类缺陷分类方法。实验结果表明:本文所提算法相较于标准RANSAC检测准确率提高了5.9%,相较于基于卷积神经网络算法准确率提高了15%,达到了98.2%;多种算法中本工作算法对于痕类缺陷的检测误检率和漏检率最低;平均检测速度较标准RANSAC算法提高了1.7倍,每秒钟检测的图片数量FPS(frame per second)达到12.49。本工作算法具有较高的检测准确率、较低的误检率及漏检率,检测速度达到实时检测要求,因此可满足锂电池极片表面的痕类缺陷检测需求,解决了锂电池极片表面痕类缺陷自动检测难题。

基于凹性分析的粘连车辆分割

复杂场景中车辆的粘连会导致车辆的漏检,影响道路交通检测的准确度,因此必须建立可靠、实用的粘连分割机制。提出了一种基于凹性分析的分割方法:检测出感兴趣的车辆区域,根据凸包和blob分析判断粘连,若粘连,采用扫描的方法来寻求分割点(凹点),结合一系列准则选择最优分割线。该方法快速地将粘连车辆分割开,有效地解决了车辆粘连的问题。该方法不需要除了车辆形状以外的任何先验知识,具有很强的适应性。

微焦点X射线图像乘性加性混合噪声的去除

考虑微焦点X射线仪成像信噪比低,混合噪声污染严重等问题,提出了一种乘性、加性混合噪声去除方法。首先,建立了含乘性、加性混合噪声的图像模型;其次,基于总变分和稀疏表示原理分别构造了滤除加性噪声和乘性噪声的目标函数;最后,应用显式差分算法和梯度投影算法分步滤除加性噪声和乘性噪声。实验结果显示,与总变分去加性噪声方法相比,该方法处理后的图像平滑区域均值与标准差比(MSR)平均提升了10.9%,细节区域拉普拉斯梯度模(LS)平均提升了15.6%。这些结果表明:本文算法不仅有效滤除了微焦点X射线图像的混合噪声,并且较好地保留了图像细节特征,能够满足集成电路内部缺陷检测对图像平滑度和细节清晰度的要求。

基于内流动力学的海洋输油柔性立管鲁棒边界控制

海洋输油柔性立管的振动是引起立管疲劳破坏的主要原因,对其研究边界控制是消除振动疲劳、减少断裂的有效方法.本文引入内流动力学,完善了立管原始无穷维分布参数模型,更好地表达了柔性立管的动力学响应.为抑制柔性立管在内外流激励下的振动奠下基础,本文用Lyapunov直接法对柔性立管系统的稳定性和状态一致有界性进行了证明,设计了边界控制器调节柔性立管的振动,其中控制器使用了符号函数来消除不确定性环境扰动对振动控制效果的影响,提高了系统的鲁棒性.仿真实验表明本文所设计的控制算法有效地减少了柔性立管的振动偏移量.

不确定离散线性系统的鲁棒单调反馈–前馈迭代学习控制

针对一类不确定离散线性系统,提出一种沿迭代方向鲁棒单调收敛和沿时间方向有界输入有界输出(bouned-input bounded-output,BIBO)稳定的反馈–前馈迭代学习控制策略.首先,将不确定反馈–前馈迭代学习系统表示为不确定二维Roesser模型系统;然后,把二维系统沿迭代方向的鲁棒单调收敛问题转化成一维系统的H∞干扰抑制控制问题,并给出系统的稳定性证明和用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)表示的沿迭代方向鲁棒单调收敛的充分条件,该LMI充分条件不仅可以用于确定反馈–前馈控制器的增益矩阵,而且还可以保证系统沿时间轴方向是BIBO稳定的;最后,仿真结果证明了该反馈–前馈迭代学习控制策略的有效性.

基于Bregman迭代的CT图像重建算法

针对大规模集成电路领域CT重建图像的特点,提出TV约束条件下采用l1范数作正则项的重建模型,并给出了基于Bregman迭代的模型求解算法.算法分为两步:1)采用Bregman迭代求解图像的l1范数作为正则项,误差的加权l2范数作为保真项的约束极值问题;2)采用TV约束对1)中得到的重建图像进行修正.算法对TV约束条件下采用l1作正则项的重建模型分开求解,降低了算法的复杂度,加快了收敛速度.算法在稀疏投影数据下可以快速重建CT图像且质量较好.本文采用经典的Shepp-Logan图像进行仿真实验并对实际得到的电路板投影数据进行重建,结果表明该算法可满足重建质量要求且重建速度有较大提升.

末端有未知扰动的分布参数柔性机械臂的鲁棒边界控制

本文研究在柔性机械臂的末端具有未知扰动的边界控制,以降低机械臂的振动.柔性机械臂的动态特性由偏微分方程表示的分布参数模型描述.在机械臂的末端边界基于Lyapunov直接法进行控制,以调节机械臂的振动.应用本文所提出的边界控制方法,可达到外界干扰下的指数稳定性.所提出的控制方法与系统参数无关,可确保在参数变化下系统具有鲁棒性.最后对所提控制方法的有效性进行了数值模拟.

一类非线性切换系统的自适应神经动态面控制

针对一类严格反馈型不确定非线性切换系统,提出了一种鲁棒自适应神经动态面跟踪控制方案.该方案在基于共同Lyapunov函数的后推法设计中引入动态面控制(dynamic surface control,DSC)技术,利用径向基神经网络逼近构造的未知共同上界函数,并将滤波器输出导数取代传统中间变量作为神经网络输入,降低了网络输入维度;同时利用Young’s不等式技术有效减少了神经网络控制器的可调参数数目.此外,理论证明了该控制方案可以保证在任意切换下闭环系统所有信号半全局一致终结有界,且跟踪误差在有限时间收敛到零的小邻域内.实验结果表明了所提方法达到了很好的跟踪性能.

基于相位相关和重采样的亚像素图像配准算法

为了实现高精度的图像配准,提出了一种基于相位相关和重采样的亚像素图像配准算法.首先基于相位相关实现像素级的粗定位,然后在粗定位点邻域范围内利用矩阵乘法的离散傅里叶变换(DFT)高倍数重采样,并基于相位相关作重采样区域的像素级定位,实现亚像素级的细定位.文中从理论上证明了基于矩阵乘法的DFT实现部分区域重采样的方法与基于零填充重采样的方法在计算精度上具有等效性.实验结果表明,文中算法的配准精度、计算效率和抗噪性优于基于交互相关和扩展相位相关的亚像素配准算法.

基于尺度空间边缘强度累计的边缘检测

为抑制图像中的细微结构、噪声、弱边缘等干扰对边缘检测的影响,同时提高边缘检测的位置精度,提出了一种基于尺度空间中边缘强度累计特性的边缘检测方法.该方法首先通过比较目标对象在多个尺度下的平均边缘强度来选择检测目标边缘的最佳尺度,然后依据边缘点在尺度空间上的强度累计值的差异滤除该尺度下的干扰边缘.实验结果表明,文中方法能够在少量的平滑预处理条件下有效地抑制上述各种干扰,提高图像中目标边缘的稳定性与位置精度.

基于FPGA的实时图像采集系统

针对实时图像采集系统数据量大,实时性强的特点,提出了一种基于FPGA的解决方案;在单片FPGA芯片上完成整个系统的软硬件设计,集成度高,可靠性强;图像的采集、存储及显示都采用硬件逻辑实现,此外,用逻辑实现处理算法,经几个时钟周期的延时就完成了图像处理,充分体现了FPGA并行处理的优势;实验表明,该系统较好地满足了系统的实时处理要求。