激光位移传感器传感探头微小型光学系统设计

光斑质量直接影响激光位移传感器测量的精度。为了提高激光位移传感器传感探头光学系统的成像质量,设计了传感探头四片式微小型光学系统。本文在理想成像基础上,分析光束在光学系统中能量传递的变化规律,对比光电探测器的感光能力,利用光学设计软件(ZEMAX)实现了激光位移传感器传感探头微小型光学系统的设计。通过理论计算分析,严格控制传感探头孔径光阑的大小,对光学系统进行优化处理,成像最大弥散斑半径低于3. 3μm,空间分辨率120lp/mm以下的传递函数MTF(Modulation Transfer Function)值大于0. 5,光线扇形图的最大像差小于5μm,畸变量低于0. 1859%。该光学系统具有良好的成像效果,可以满足激光位移传感器探测系统对成像系统成像光斑质量的要求,以保证传感器的测量精确度优于5μm。

基于微射流抛光系统的温度精密控制系统的设计

提出了一种超调制冷热补偿技术,解决了由于大功率制冷源导致的控制系统惯性大,系统稳态时间长的难题。该方法克服了传统PID算法参数调整复杂,超调量大的缺点,将传统大惯量时滞温控系统的开机预热稳定平衡时间大范围缩短。运用该技术进行抛光液恒温供给系统的设计,最终实现了液体的温度超高精度的控制。实验结果表明,当系统设定值与环境温度温差值在10℃以内时,采用超调制冷热补偿方法,开机预热时间控制在10min以内,同时系统能够获得优于0.01℃的稳态精度和良好的动态特性,能够满足工业控制领域恒温系统的温度精密控制要求。

相机快速立体定标方法

相机定标是计算机视觉中极为重要的环节,定标的准确性和实时性直接影响其工业应用。为了实现快速、高精度的相机定标,对相机的成像模型及模型参数求解进行了研究,发现相机成像平面中心附近区域的畸变基本可以忽略。针对这一发现,提出一种简易、快速的相机立体定标方法。首先以成像平面中心附近的点作为特征点,用来求解相机的内外参数,再将求得的内外参数作为已知带入畸变模型,以剩余点的三维坐标及像素坐标作为输入,用多元线性回归最小二乘法对畸变参数进行最优化拟合。实验表明,该方法的定标精度高,其平均像素误差可达到10-2量级,同时算法运算时间明显缩短,能更好地满足实际工业应用的需求。

基于FPGA+DSP架构的信号处理系统在二维激光位移传感器中的实现

阐述一种基于FPGA+DSP架构的二维激光位移传感器信号处理系统的设计,该信号处理系统的硬件构成、芯片型号,分析了二维激光位移传感器的工作原理,并在此基础上设计软件流程图,对该信号处理系统进行了功能仿真和系统测试。