1 江苏大学 机械工程学院，江苏 镇江 212013
2 江苏亿诺车辆部件有限公司，江苏 丹阳 212300
挡光板是近代投射式汽车前照灯用于调节近光灯配光性能的重要部件。采用聚焦法调整挡光板拐点的位置可以有效地抑制投射式前照灯近光照射时光型截止线上的色差和梯度问题，具有提高驾驶员视觉舒适度和行车安全指标的功能。采用一种基于有延展反射面的挡光板的多曲面LED前照灯的光学设计，使用NX10.0建立结构模型，LucidShape软件进行仿真，配光屏幕最大照度值为51.9 lx。研究基于有延展反射面的挡光板的光学设计与常规挡光板的光学设计的配光差异，以及两者在吉利汽车2017年提出的近光路照标准下两者数据对比情况。结果表明：具有延展反射面的挡光板可以有效提高配光Ⅲ区各点的基础数值，进一步提高行车时道路前方40 m～50 m处的视觉亮度，利于辨清道路前方及行人情况。
延展反射面 近光 光线分布 extended reflectors low beam LucidShape LucidShape light distribution
1 江苏大学 机械工程学院，江苏 镇江 212013
2 大茂伟瑞柯车灯有限公司，江苏 常州 213022
为了避免由于远光灯使用不当而产生的一系列交通事故，且带给驾驶员更好的驾驶体验，设计了具有可以主动调整远光光束分布的自适应远光系统—ADB（adaptive driving beam）。基于非成像光学理论，采用照度优化设计法，通过计算来合理划分区域，控制相应LED的亮灭，以此达到不同远光光型的实现。通过蒙特卡洛模拟法追迹光线，测试结果表明：配光结果满足现行仅有的对自适应远光（ADB）配光规定，且当全部LED工作时，照度最大值为111 lx，模组光学系统效率为35.7%。
远光灯 配光标准 high beam ADB ADB LED LED light distribution regulation
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 河海大学理学院, 江苏 南京 210098
为了探究金属失效与金属靶材厚度的关系,使用纳秒激光诱导冲击波,获得高压冲击压强。建立了该激光诱导的冲击波加载下TC4钛合金靶材的力学仿真模型,根据计算结果预测TC4靶材损伤情况。根据仿真模型,进行对应的激光加载实验,分析实验结果,并与模拟的结果作对比。当靶材厚度为0.05 mm,纳秒激光脉宽为10 ns,单脉冲能量为7 J,频率为1 Hz,光斑直径为5 mm时,仿真结果预判靶材发生损伤,实验结果和模拟结果一致。
激光光学 纳秒激光 有限元分析 失效分析 激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161403
针对人体器官计算机断层扫描(CT)图像边缘模糊、难以自动分割的问题,提出了一种基于局部先验形状信息和主动轮廓模型的分割方法。针对一个形状与训练集中样本相似的器官目标,在基于图像灰度信息进行底层分割的同时,利用形状字典中的先验形状表示目标,将其作为高层监督,引导变分目标分割。在已有形状字典稀疏表示的基础上,利用掩模矩阵对字典形状进行局部分解,以生成补充字典,通过对局部先验的稀疏形状的约束实现对目标形状的局部描述。通过对字典中相似形状局部分解的重组,替代传统整体稀疏形状的表示方法,实现对与形状字典中仅存在部分相似目标的分割,扩大了字典形状的适用范围。分割实验表明,所提模型可准确地从边缘模糊的图像中提取并分割所需目标,从而可应用于医学图像分割。
图像处理 医学图像分割 稀疏表示 先验形状 局部信息 计算机断层扫描图像 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051011
针对水面最基本的晴天、夜晚和浓雾天气情况，设计了对应天气模式下船只图像的滤波处理以及对可疑船只进行定位的方案。对三种不同模式进行对应的高斯滤波、拉普拉斯图像增强和图像去雾处理，为船只定位提供了更好的图像质量。提取船只的轮廓特征并对轮廓点采用RDP(Ribosomal Database Project)算法进行特征点数的精简。根据提取的特征绘制船只位置并进行标定，提取中心点位置，完成定位。研究表明，夜晚模式下，图像灰度整体较低,本文方案对提高图像对比度有一定效果。Retinex算法对图像去雾提供了可行的处理方案。通过特征提取进行船只定位也有很好的实践效果。
图像处理 船只定位 复杂天气 图像增强 特征提取 滤波 Retinex算子 激光与光电子学进展
2018, 55(8): 081009
1 江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212013
2 大茂伟瑞柯车灯有限公司,江苏 常州 213022
为了使车辆驾驶员在雾、雪、雨或者尘埃等不同的恶劣气象条件下能够得到充分照明,且避免造成对方会车司机炫目,设计了具有明暗截止线的前雾灯系统。基于非成像光学理论,采用照度优化设计法,运用数值计算求解出自由曲面反射镜(FFR)各个点坐标的坐标值。合理划分基础面,并调整各子块的扩散角度,实现配光要求。通过蒙特卡洛模拟法进行追迹光线,测试结果表明：配光效果满足机动车前雾灯配光性能(GB4660-2016)对各测试点的照度要求,且明暗截止线清晰,体积小,边缘区域也有较高光能,光线利用率达到52.7%。
自由曲面 前雾灯 配光标准 LED LED freeform surface front fog lamp light distribution regulation
基于共焦法测量透镜中心厚度的装置中, 需要光进入透镜内部发生折射和反射, 但这会影响测量精度。为了解决这一问题, 在共焦法原理的基础上, 采用双面光学共焦的测量方法, 设计了一套透镜中心厚度的测量装置, 并进行了理论分析、误差分析和试验验证。结果表明, 该装置测量范围能达到30mm, 测量精度为2μm。该装置实现了对透镜中心厚度的高速非接触测量, 完全能达到实际测量的需要。
测量与计量 非接触测量 双面光学共焦测量 透镜中心厚度 measurement and metrology non-contact measurement double optical confocal measurement thickness of lens center
1 江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 大茂伟瑞柯车灯有限公司, 江苏 常州 213022
为了使车辆驾驶员在夜间能够得到充足的照明, 并且避免对面会车司机眩目, 设计了具有明暗截止线的近光系统。根据GB25991-2010汽车用LED前照灯配光标准, 尝试使用大功率白光LED和结构简单、光学利用率高的自由曲面反射镜(FFR)来实现前照近光灯的设计。以非成像光学为理论基础, 建立了LED光源出射光角度和照明面上坐标的对应关系, 结合折反射定律计算自由曲面上点的坐标。合理划分基础面, 并优化调整各子面的面型数据, 实现配光要求。采用3颗LED共同实现近光功能, 每颗LED均有各自独立的光学系统。测试结果表明: 设计的光学系统效率达到54%, 且近光截止线清晰, 满足标准对各测试点照度的要求。
自由曲面 近光灯 配光标准 LED LED free form surface dipped headlamp light distribution standard
1 江苏大学 机械工程学院，江苏 镇江 212013
2 东南大学 机械工程学院，南京 211189
采用ABAQUS有限元仿真软件对激光加载L2铝板材高速成形进行数值模拟，研究了单脉冲激光冲击下成形的瞬态响应过程，获得了激光加载冲击成形过程中位移、速度、应变及应变率等特征量的变化特点.模拟表明，冲击后靶材中心区域发生明显塑性变形，变形截面呈锥形.高速成形过程中，金属板材首先发生振荡幅度非常大的快速弹性变形，其后进入减幅振荡直至静态，激光冲击成形时间在毫秒量级.板材不同节点的位移变化趋势相同，靠近中心区域位移大，边界区域位移小.成形中板材的中心区域速度最大达3 700 m/s，变形过程前2 μs内应变率急剧变化，最大达104~105 s－1量级.
激光技术 激光加载 高速成形 瞬态响应 特征量 数值模拟 Laser technique Laser loading Highspeed forming Transient response Characteristics Numerical simulation
根据树脂镜片在线检测的要求和特点, 提出一种基于机器视觉的在线疵病检测方法。针对不同尺寸的疵病, 设计了基于两级图像采集的在线检测系统, 完成对镜片疵病的检测。利用第一级图像采集系统检测部分疵病, 获得点杂质和气泡等疵病的详细特征, 同时可以获取划痕和羽毛的长度、位置和数量等信息和包含划痕或羽毛的敏感区域的位置, 并发送信号控制第二图像采集系统的工作。利用第二图像采集系统的传送带和一维导轨的移动对敏感区域定位, 检测划痕和羽毛的直径。本文设计的方法解决了系统成本高、检测速度慢、数据量大等技术问题, 满足在线检测的需要。实验表明：系统检测速度为每片 1.5 s; 与子孔径拼接技术相比, 数据量最少减少约 88%, 最多减少约 96%。
疵病检测 机器视觉 在线检测 图像采集 defect detection machine vision on-line detection image acquisition
