摘要:针对传统对位装置对位精度低、速度慢的缺点, 设计并开发了基于机器视觉的柔性印刷电路(FPC)智能对 位装置。装置利用高分辨率工业CCD相机采集图像,配合机械和电气系统,控制运动控制卡 完成FPC智 能抓取、采集、处理和对位。在关键的定位算法中,通过改进的一维Otsu阈值分割方 法对FPC图像 进行阈值分割,利用提出的三椭圆平均拟合法提取定位圆圆心坐标,采用累计概率Hough直 线变换测量 旋转的角度；进而将计算的相对于标准位置的偏移量传送至运动控制卡,利用闭环反馈控制 伺服系统进行纠偏。在开发的样机上进行大量的在线实验结果表明,本文装置稳定性强, 对位精度高,对位误差不超过±0.06mm,角度误差不超过0.001rad。

摘要:为了适应于变压器的内部振动监测的需要,提出 了一种不锈钢毛细管和聚合物(Polymer)相结合的高 频光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器。利用有限元分析了 不同毛细管厚度 和多种聚合物填充下传感器的静态与动态特性,根据仿真参数研制了振动传感器,并通过 振动台实验对 其灵敏度以及幅频特性作了实验测试。实验结果表明:选择有机玻璃(PMMA)为聚合物填充 材料时,毛细管厚分别为0.1、0.2和0.3mm时,传感器谐振频率分别为1000050和 1100 Hz,灵敏度分别为32和18pm/g；选择环氧树脂为聚合物填充材料时,毛细管厚分别为0.1和0.3mm时,传感器谐振频率分别 为900000和 1050Hz,灵敏度分别为35、29和20pm/g。

摘要:理论和实验研究了脉冲激光照射 下光热微驱动机构的动态响应特性,建立了微 膨胀臂的光热温升及光热膨胀的动态模型,导出了动态光热膨胀伸长量及振幅的计算公式, 并通过Matlab 仿真得到它们与激光脉冲频率之间的理论关系曲线。设计与微加工制作了一种总长为700μm的非对称型光 热微驱动机构(A-OTMA),在功率为2mW、频率为2~18Hz可调的脉 冲激光照射控制下开展了动态光热驱动 实验。采用显微视频成像系统及运动测量软件,对A-OTMA光热微驱动过程进行了实时监测 和测量。实验结 果表明,A-OTMA能够以与激光脉冲相同的频率实现周期性偏转运动,光热偏转量及振幅随 激光脉冲频率 的增大而减小,其变化趋势与理论曲线吻合,获得的最大偏转量振幅为14.9μm(2Hz 时),最大响应频率 至少达到18Hz。本文的动态响应特性的理论和实验研究,为OTMA在 微光机电系统(MOEMS )及微纳米技术领域的实际应用提供了技术基础。

摘要:以ITO/MoO₃/NPB/Ir(ppy)₃/TPBi/Cs₂CO₃/ Al器件为基础,采用NPB和TPBi作为间隔层(spacer) 制备了器件ITO/MoO₃/NPB/Ir(ppy)₃/NPB(spacer)/TPBi/Cs₂CO₃/Al和ITO/MoO₃/N PB/TPBi(spacer)/Ir(ppy)₃/ TPBi/Cs₂CO₃/Al,并通过调节间隔层厚度、分析器件的电致发光(EL)光谱,研究其对激 子复合区域的调控。实 验结果表明,所有器件的激子复合区域均位于NPB和Ir(ppy)₃,且复合区域随电压的增大 和间隔层的增厚 向NPB移动。NPB(spacer)的厚从0nm增至10nm,色坐标均匀变化, 总变化值Δ(x,y)<(0.02,0.10)；而 TPBi(spacer)对应的色坐标变化量Δ(x,y)<(0.04,0.20),厚≤6nm时,光谱变化较小(即调节幅度较小),而 10nm时光谱变化较大。这表明,通过调节间隔层材料或者厚度,就 能简单、方便 地调控激子复合区域, 为不同复合区域发光强度的粗调/微调和白光器件的设计提供依据。

摘要:基于圆形传输线模型,通过测试样品的比接 触电阻率和电流-电压(I-V)特性曲线,分析 对比了Al与Si基上外延生长的p型Ge、n型Ge和n型Si的接触特性。实验结果发现,由于金 属与Ge材料接触存在强烈的费米钉效应,导致金属与n型Ge接触有高的接触电阻,难实 现低的比接触电阻率；而Al与p型Ge在掺杂浓度为4.2×10¹⁸ cm－3时,并且经过退火,比接 触电阻率能达到4.0×10－7 Ω·cm²；Al与n型Ge和n型Si接 触电极相比,后者可形成良好的 欧姆接触,其比接触电阻率较n型Ge接触降低了1个量级,经合金化处理后的Al/n⁺Si接触 电阻率能达到5.21×10－5 Ω·cm²,达到了制作高性能Ge 光电器件的要求。

摘要:采用SiCl₄水解掺杂法结合高频等离子体粉末熔 融技术,制备了3组Yb3＋掺杂浓度不同的掺Yb3＋石英玻璃。研究了Yb 3＋掺杂浓度对掺Yb3＋石英玻璃物理特性和光学特性的影响。结果表明,当Al 3+掺杂浓度固定时, 而随着Yb3＋掺杂浓度逐渐增大,掺Yb3＋石英玻璃的密度和折射率也逐渐增 大；掺Yb3＋石英玻璃的积分 吸收截面和自发辐射跃迁几率也逐渐变大,而吸收截面和荧光寿命却都在逐渐减小；掺Yb 3＋ 石英玻璃的激 发态最小粒子数等激光特性参数也逐渐变大。研究表明,随着Yb3＋与Al³⁺比 例的增加,Yb3＋间发生了团聚。

摘要:研究了一种新型基于布里渊光时域分析(BOTDA )的光纤漏油传感器,可在min量级发现小规模 漏油事件,主要用于长距离输油管线、油库等场所的实时漏油监测。通过模拟监测输油管道 输运状态,将 光纤埋敷于特种油敏材料中沿输油管线铺设,用BOTDA仪实时监测光纤布 里渊频移,可快速发 现并定位漏油事件。实验证明了本文技术的可行性,能够在10min内 准确定位小规 模漏油事 件,采用DiTeStSTA-R系列BOTDA仪,在1.7km的传感光纤上实现了 0.1 m的定位 精度。

摘要:基于计算机视觉的疲劳检测具有低侵入性、低成本 的优点,然而光照变化、面部表情、复杂背景等 仍然对检测率造成很大的影响。以卷积神经网络为代表的深度学习以其较强的特征提取能力 和鲁棒性在模 式识别领域取得了成功的应用。本文提出了一种基于级联卷积神经网络(CNN)结构的疲劳检 测算法。首先训练第 1级网络实现人眼与非人眼的分类,使网络充分学习人眼特征,当输入目标图像时,人眼区 域能快速从第 一级网络特征图中分离出来；然后将人眼图像传送给第2级网络检测眼部特征点位置,计算 眼睛张开度并 以此判断测试者眼睛状态,构造疲劳检测模型；最后根据连续多帧的眼睛状态序列,判断测 试者是否处于疲 劳状态。在检测误差为5%时,眼部4个特征点的平均检测正确率为93.10%,单点检测正确率 最高可达97.14%。 测试结果表明,在本文提出方法下眼睛的清醒和疲劳状态有明显的不同,证明本文提出的方 法有效可行,具有较好的应用前景。

摘要:为避免多级灰度值编码所带来的非线性问题,并 进一步提高测量速度和适应性,提出了一种二 元阶梯相位编码方法。首先,利用传统N步相移法,投影若干幅 正弦光栅条纹到待测物体表面,接着投影 若干幅相移条纹对应的采用二值化编码的条纹；在通过四步相移法求得光栅条纹的包裹相位 后,利用二值 编码条纹解调后得到的阶梯相位,确定光栅条纹的周期级次；最终根据周期级次对包裹相位 进行解包裹得 到绝对相位,完成相位去包裹。利用二值化条纹进行阶梯相位编码的方法,克服了传统阶梯 相位编码方法 使用多级灰度值引起的非线性问题。实验结果表明,以单通道投影图像数目为标准,在同等 条件下,与已有的同类方法相比,本文方法的测量速度提高了12.5% ,且适应性强,能够有效地进行物体的三维形貌测量。

摘要:为了实现对机载移动目标的快速捕获和粗跟踪瞄准,设计了粗跟踪演示系统,完成了外 场飞行实验的 初步验证。本文系统利用GPS数据完成对目标的捕获,通过对姿态数据的校正,方位误差降 到0.60°(1σ),俯 仰误差降到0.40°(1σ),有效缩小了不确定区域；系统还对跟踪算 法进行了优化改进,利用分段式函数等效 非线性调整函数,有效解决动态目标跟踪时快速调整和超调之间的矛盾。飞行实验表明, 本文的粗跟踪演示 系统的捕获时间优于10s,粗跟踪精度优于480μrad,为精跟踪子系统实现最终的目标精确跟踪瞄准提供了 有利条件,实验结果验证了该系统用于激光通信链路快速建立的可行性。

摘要:针对利用相机传感器模式噪声的篡改检测在待测 图像纹理复杂区域存在较高的虚警,提出了一种考 虑纹理复杂度的自适应阈值检测算法。根据Nyman-Pierson(N-P)准则,确定不同纹理复杂 度对应的相关性匹配 判定阈值,而得到相关性阈值与纹理复杂度的关系拟合函数。在不重叠分块计算待测 图像噪声残差 和其来源相机传感器模式噪声对应块相关性的基础之上,根据待测图像块不同的纹理复杂度 进行相关性匹 配,确定大致篡改位置；再用快速零均值归一化互相关(ZNCC) 算法计算两噪声图像中大致篡改区域对应点的相关性,实现精确定 位。在手机图像库上的实验表明,与现有的固定阈值方法相比,本文算法的检测率达 到了98.8%,而虚 警率仅为1.897%,有效地降低纹理复杂区域的虚警率,并实现对篡改 区域的精确定位；同 时,与传统的滑动窗口方法相比,本文算法检测效率平均提高了26倍 。

摘要:通过模拟人脑视觉神经接收视觉信息形成表面感知 的处理机制,提出一种基于大脑层状皮质模型的全参考立体图像的图像质量评价(IQA)方法 。首先, 分析大脑形成表面感知的过程,提出可运用于立体图像的IQA的层状皮质模型；然后依据 模型得到各层的响应输出,构建感知特征向量；最后利用机器学 习算法,建立 特征和质量的关系模型,预测立体图像质量。实验结果表明,本文方法在对称立体图像库上 的Pearson线 性相关系数(PLCC)和Spearman等级系数(S ROCC)高于 0.91,在非对称库上高于0.93。与现有的相关方法相比 ,本文方法与主观评价更加吻合,更适合立体图像的评价和优化。

摘要:提出一种基于B样条概率密度函数(PDF,probability density function)估计的复杂纹 理图像分类识别方法,主要包括图像纹理PDF特征学习、 表征以及纹理类型识别3个步骤。在图像纹理PDF特征学习和表征中,引入各向异性高斯导 数方向滤波器获得纹理图像多尺度和 多方向空间结构；然后基于预先固定的B样条基函数,将图像空间结构PDF估计转化为与 基函数相对应的权值向量估计；之 后采用最远邻聚类方法,获得图像空间纹理结构的PDF特征字典库；最后采用最近邻方法, 获得各类纹理在特征字典库上的直方图 分布表示。在纹理类型识别阶段,基于直方图距离测量结果实现纹理图像分类识别。在不同 纹理图像数据库上进行了大量的验证性和对比性实验,实验结果表明所提方法的有效性 和优越性。

摘要:为了探讨光场的高阶关联对于轴向运动目标鬼成像 成像质量的影响,将热光高阶鬼成像相关理论应用于轴向运动目标鬼成像的研究中。首先, 建立了理想热光高阶强度涨落的轴向运动目标鬼成像模型,给出轴向运动目标高阶鬼成像的 高阶关联函数；接着,设置不同仿真参数对建立的数学模型进行了数值模拟,同时给出了相 关仿 真图像；最后,采用峰值信噪比(PSNR)质量评价方法 比较仿真图像的成像质量,并对仿真结果进行了分析。结果表明,对于轴向运动目标,随着 参考光束的阶数增加,光场的高阶关联将会极大的增加背景 涨落的噪声,导致图像重建质量急剧变差；而信号光束的阶数增加对成像质量影响较小,但 是成像质量会 随着信号光束的增加而增加,最低阶的鬼成像得到的鬼像质量最好。

摘要:利用时域有限差分(FDTD)法模拟了所设计的一种新 型劈裂纳米矩形结构消光光谱、近场增强和电荷分布情 况。研究了在劈裂金属纳米矩形中,Fano共振形成机理、结构参数对Fano共振峰的影响,以 及当入射场 偏振方向不同时在红外波长处形成的消光率同等强度骤增现象。研究表明,当改变周围环境 折射率时,Fano 共振峰有一个非常明显的移动,品质因数FoM可以达到11.8,这种新 型劈裂纳米矩形有很好的传感特性。 入射光沿不同偏振方向穿过劈裂金属纳米矩形时,在特定红外波长处形成同等强度的消光率 增强,对不同 偏振角激光强度形成统一衰减的特性使其在混合偏振角激光的强度衰减等光学方面有着重要 的应用价值。

摘要:通过傅里叶光学理论和透镜成像理论对轴棱锥线 聚焦与凸透镜点聚焦两种成像系统进行分析, 并探讨了它们对成像系统焦深的影响。利用ZEMAX光学设计软件,仿真模拟出系统在不同轴 向距离的截面 光强分布图。以蓝光LED为光源,对这两种成像系统进行实验验证,拍摄不同轴向距离处的 截面光强分布 图。结果表明,轴棱锥所具有的线聚焦特性,能将光线连续地会聚到沿轴线不同位置上,图 像的清晰度高, 且在最大无衍射距离内无需调焦,具有更大的焦深；理论分析、仿真模拟与实验结果相吻合 。

摘要:为了解决医学图像在采集和传输过程中引入噪 声和干扰导致图像质量恶化从而严重影响医学诊断的问题,提出 一种基于剪切波(shearlet)域改进Gamma校正的图像增强方法。首先,通过剪切波变换,把 图像分解成高频 部分和低频部分；其次,用改进的Gamma校正处理剪切波分解后的低频部分以调整图像的整 体对比 度,采用改进的自适应阈值函数对高频部分进行去噪；最后,把剪切波反变换的重构图 像进行模糊对比 增强,以突出图像的细节信息。实验结果表明,本文算法的峰值信噪比(PSNR )、结构相似度(SSIM)和 绝对均值差(MAE)优于其他对比算法,尤其是PSNR的提升更加明显。这些 客观指标说明,本 文算法不仅能有效地抑制噪声,而且能明显改善增强对比度。从主观方面观察,本文算法与 其他算法相比,能获得更好的视觉效果。

摘要:为了解决医学图像在采集和传输过程中引入噪 声和干扰导致图像质量恶化从而严重影响医学诊断的问题,提出 一种基于剪切波(shearlet)域改进Gamma校正的图像增强方法。首先,通过剪切波变换,把 图像分解成高频 部分和低频部分；其次,用改进的Gamma校正处理剪切波分解后的低频部分以调整图像的整 体对比 度,采用改进的自适应阈值函数对高频部分进行去噪；最后,把剪切波反变换的重构图 像进行模糊对比 增强,以突出图像的细节信息。实验结果表明,本文算法的峰值信噪比(PSNR )、结构相似度(SSIM)和 绝对均值差(MAE)优于其他对比算法,尤其是PSNR的提升更加明显。这些 客观指标说明,本 文算法不仅能有效地抑制噪声,而且能明显改善增强对比度。从主观方面观察,本文算法与 其他算法相比,能获得更好的视觉效果。