面向高密度柔性集成电路封装基板的精密视觉检测算法

高密度柔性集成电路(IC)封装基板是电子组件的核心载体,其制造过程中的刻蚀、显影等工艺需要严格的品质控制.本文开发了一种融合金相显微镜与工业相机的成像视觉检测系统,用于柔性IC封装基板的图像采集与品质控制.针对显微成像视野小、易离焦等问题,提出了一种基于中值的三元模式局部纹理快速自动对焦算法.此外,针对高倍镜下柔性IC封装氧化缺陷分布不均匀问题,引入微分几何工具,利用曲率等几何特征提出了一种基于动态曲线演化的高精度表面氧化分布特征检测模型.通过定性与定量的实验研究,验证了两种算法在快速性和高精度方面的优越性能.

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。

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CPN Tools的可重入自动组合设备的建模与仿真

提出将全自动免疫分析检测设备看作一种可重入的双臂自动组合设备。采用时间着色的Petri网(TCPN)对该类检测设备的检测过程进行建模,并利用CPN tools评价模型性能及仿真实验。为优化检测过程,设计了DPC动态投料策略和LSPON、FIFO调度策略,并综合两类策略提出复合控制策略对TCPN模型进行调度求解。针对不同规模的批量检测项目实例在CPN tools平台上结合提出的不同策略进行调度。仿真结果验证了TCPN模型与所提出策略相结合调度方法的合理性。

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。

基于运动控制卡和C#的多头全自动加样仪运动控制系统的设计

针对国内全自动加样仪高速高精度多通道、实现标本和试剂连续分配的要求,设计了一套基于运动控制卡的加样系统。详细介绍了硬件结构设计、软件框架设计、处理算法及其实现方式;通过精简硬件结构、合理硬件选型以及采用面向对象技术和多线程编程思想开发控制系统软件以提高系统性能。实验结果证明,系统实现了稳定高速高精度自动加样处理,系统的性能、体积和成本满足工业需求。

大功率LED自动灌胶设备嵌入式视觉系统

针对国内LED封装设备对大功率LED自动封胶的需求,为解决人工方法效率低问题,设计了一套基于BlackfinDSP的高性能低成本的嵌入式视觉处理系统,详细介绍了视觉系统的硬件结构设计、软件框架设计,处理算法以及它们的实现方式;通过精简硬件结构、合理硬件选型以提高系统的性能,并应用嵌入式实时操作系统提高系统的实时性并实现多任务处理。试验结果证明:系统实现了稳定高速高精度的图像处理,系统的性能、体积和成本完全满足工业需求。

FPC自动安装设备嵌入式视觉系统设计

视觉处理系统是FPC自动安装设备的关键部分,而成本和国产化程度往往是制约视觉系统在自动生产装备上应用的重要因素。本文针对FPC自动安装设备设计了一套基于Blackfin嵌入式DSP处理器的高性能低成本嵌入式视觉处理系统,详细介绍了视觉处理系统的硬件结构设计、软件结构设计、处理算法及它们的实现方式。

基于改进多尺度小波变换的锂电极片缺陷检测

针对锂电池极片表面出现的一些微小对比度低的缺陷,提出了一种基于改进的多尺度小波变换的锂电池极片缺陷检测方法。首先使用自适应的伽玛校正,解决锂电图像光照不均的问题,增强图像的对比度;其次对图像进行小波分解,得到图像的高频分量与低频分量;然后利用模极大值算法处理高频分量,得到高频分量的边缘信息,利用多结构多尺度的数学形态学算法处理低频分量,得到低频分量的边缘信息;再通过叠加运算融合低频和高频的边缘信息,得到原始图像的边缘信息;最后提取缺陷轮廓,并将其标记分类。实验结果表明,该算法可以更好地保护缺陷的边缘细节,完整精确地提取缺陷轮廓,具有一定的抗噪性,可有效地检测出锂电池极片表面上的缺陷。其检测准确率可达98.2%,每张图片耗时也更少,为20.2 ms。

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.

基于蚁群–混合蛙跳算法的贴片机贴装顺序优化

针对喂料器的位置确定的条件下,研究拱架式贴片机的元器件贴装顺序优化问题.建立了新的拱架式贴片机贴装顺序的数学模型.针对问题的路径寻优特点,把混合蛙跳算法与蚁群算法相融合,实现对贴片机的元件贴装顺序优化问题的求解.在算法中提出了适应于贴片机实际贴装情况的分段启发函数、分段信息素以及信息素的分段更新策略等多种改进方法.为验证算法有效性,以20块实际生产的PCB为实例进行了测试.实验结果表明,算法具有较好的求解精度和全局搜索能力,与文献中的单一混合蛙跳算法相比,平均效率提高了7.89%;与蚁群算法相比,平均效率提高了3.79%.

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.