中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
对于表面光滑且纹理单一的物体, 因其具有纹理信息不足的特征, 故利用传统的重建算法无法准确恢复其形状特征, 并且会出现大面积数据空洞的现象, 而利用偏振信息对目标物进行重建时, 则会很好地解决上述的情况。但由于入射面方位角存在模糊性, 导致无法获取有效的深度信息, 提出用双目估计参数去除歧义角从而三维重建。利用Stokes参数来表示两个视角下目标表面反射光的偏振态信息, 由于两个视图的对应点是独立的, 即每个方位角都会存在不可避免的歧义性, 这种方位模糊导致有两种可能的法向量, 故从两幅具有偏振信息的图像中估计相对位姿, 在求解相对位姿时, 相对旋转与平移是必不可少的, 问题即可以转换为最小二乘求优问题。通过求得最优解来估计出旋转矩阵从而消除方位角的歧义问题, 实验结果表明, 该消除歧义后深度图的图像分辨率更高, 重建后形状信息准确, 目标物纹理还原性高, 易于工程实现。
三维重建 低纹理物体 偏振 双目视觉 图像处理 3D reconstruction low-textured objects polarization binocular vision image processing
1 1. 新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 太原理工大学, 太原 030024
2 2.材料科学与工程学院, 太原 030024, 太原理工大学, 太原 030024
Mg3Sb2化合物具有良好的热电性能和成本优势, 受到研究者的广泛关注。由于Mg元素具有很高的饱和蒸汽压和化学反应活性, 因此Mg3Sb2在合成过程中含量难以精确控制。本研究利用固相反应/球磨结合放电等离子体烧结制备了不同Mg含量的Mg3(1+z)Sb2(z=0, 0.02, 0.04, 0.06和0.08)样品, 通过物相结构分析和热电性能测试, 研究了Mg含量对Mg3Sb2化合物热电性能的影响规律。结果表明, 随着名义Mg含量的增加, 实际Mg含量在Mg3Sb2化合物中由缺失状态转变为过量状态, Mg3(1+z)Sb2(z=0, 0.02, 0.04)样品存在Mg空位(${{\text{{V}''}}_{\text{Mg}}}$), 表现为p型传导; 而Mg3(1+z)Sb2 (z=0.06, 0.08)样品中存在间隙Mg($\text{Mg}_{\text{i}}^{\centerdot \centerdot }$), 表现为n型传导。Mg3(1+0.04)Sb2样品在较宽温区(室温至770 K)内保持最高的热电优值, 该样品最接近本征p型Mg3Sb2化合物的组成和热电性能。本研究表明, Mg含量对Mg3(1+z)Sb2化合物载流子类型和浓度以及迁移率具有一定的调控作用。
Mg含量 Mg3Sb2化合物 载流子 热电性能 Mg content Mg3Sb2 compound carriers thermoelectric property
中国工程物理研究院 计量测试中心，四川 绵阳 621999
针对多层陶瓷结构(MCS)介质缺陷的超声检测(UT)技术开展了研究. 首先，以多层瓷介电容器(MLCC)结构为例，通过薄层反射理论计算并证明了UT对空洞和分层等介质缺陷检测的适用性和有效性，即较低的频率对极薄的空隙也有很强的反射信号；同时，给出了C-Scan检测参数建议，包括等效焦距、表面波时间、门限和增益. 其次，对MCS进行了实际的UT检测验证，表明50 MHz是最佳的筛选频率. 最后，给出了A-Scan判别缺陷的理论依据和渡越时间定位缺陷纵深定位的方法，并通过制样检测进行了验证.
多层陶瓷结构 高温共烧陶瓷 低温共烧陶瓷 超声检测 A模式扫描 C模式扫描 Multilayer Ceramic Structure High Temperature Co-fired Ceramic Low Temperature Co-fired Ceramic Ultrasonic Test A-Scan C-Scan 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(5): 951
中国海洋大学 工程学院, 山东 青岛 266100
基于圆形标记点的平面靶标被广泛应用于摄像机标定与视觉测量中。针对该平面靶标, 为得到圆形标记点在像面上的圆心投影, 提高摄像机的标定精度, 本文提出了一种基于对偶二次曲线几何特性的圆心提取算法。该算法的核心是平面内一个标记点A像面投影二次曲线对应的对偶矩阵C*A, 相对于平面内另外一个标记点B的对偶矩阵C*B的一个广义特征向量, 穿过这两个标记点的圆心投影。因此, 在获取标记点亚像素级边缘点, 拟合椭圆得到椭圆二次曲线方程后, 通过任意两个标记点的对偶矩阵, 均可得到一条穿过这两个圆心投影的向量。经过同一个圆心投影的多个向量叉乘标准化后的结果就是该标记点的圆心投影。为测试本文方法提取圆心像点的精度, 本文在像面与靶标平面夹角40°的姿态下, 对直径为90 mm的超大标记点提取圆心投影, 圆心投影误差为0.1~1 pixel。并以此方法得到的圆心投影对手持式扫描仪进行摄像机标定, 进而对已知坐标的平面靶标及3D工件上的标记点进行扫描, 最大误差不超过0.2 mm。通过实验证明了本文提取的圆心投影比采用椭圆圆心的精度高, 而且提高了摄像机的标定精度。
平面靶标 圆形标记点 对偶二次曲线 摄像机标定 圆心投影误差 planar targets marked-points dual conic camera model projected center errors
中国工程物理研究院 计量测试中心, 四川 绵阳 621999
比较了现行国军标中氦质谱检漏固定法与灵活法标准判据, 在相同条件下, 2种方法的判据有数量级上的差别。相同内腔体积的半导体分立器件、电子及电气元件和微电子器件, 由于器件种类不同, 封装、工艺等不同, 细检漏的判据仍然存在较大差别。分析了美军标中氦质谱检漏标准判据, 指出国军标和美军标氦质谱检漏标准判据存在一定的不适用性, 建议元器件氦质谱检漏的标准判据应进一步改进。
氦质谱检漏 固定法 灵活法 漏率 封装 helium leak test fixed methods flexible methods leak rate package 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 481
中国工程物理研究院计量测试中心，四川 绵阳 621999
通过对电子元器件破坏性物理分析(DPA)试验中发现的混合电路中塑封器件检查、X射线检查密封宽度判据、剪切强度判据和半导体二极管芯片目检等问题进行分析、探讨，加强对DPA 试验评价电子元器件固有可靠性机理的认识，以实现恰当、灵活运用标准开展DPA 工作。
破坏性物理分析 塑封器件 密封宽度 剪切强度 半导体二极管 Destructive Physical Analysis plastic encapsulated device sealing width shear strength semiconductor diode 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(1): 155
针对结构光自扫描测量系统参数标定问题，提出了一种基于共面法的高精度标定方法，能够同时标定系统的内外参数。建立了相机和系统模型，采用张正友方法标定相机和平面棋盘靶标内外参数，针对系统标定需求完成了靶标位置规划，在同一光平面下变换靶标位姿获取共面光条中心点，利用多组中心点数据分别求解各光平面方程。由于多个平面交线不唯一，定义了优化目标函数对振镜转轴在相机坐标系下的表达进行优化求解，求得振镜坐标系与相机坐标系的转换矩阵完成标定。该方法标定过程简单，算法运算量小，便于现场标定。结果表明，标定方法具有较高精度，能够满足测量要求。
测量 结构光 自扫描 标定 棋盘靶标 单应性
针对基于二维平面靶标的双目标定问题，为提高标定稳定性及标定精度，从单应性矩阵的角度分析了标定姿态的选择对标定结果的影响，提出对标定姿态进行规避的三个性质。三个性质分别指出，避免出现只平移靶标及在靶标平面内旋转靶标的姿态，尽量避免靶标平面与图像成像面平行的姿态。在此基础上，提出了一种五姿态集标定方法。实验结果表明，三个性质应用价值高，有利于保证标定精度；当每个姿态集下拍摄不少于三对图像时，五姿态集标定法能达到较高的标定稳定性与标定精度。
测量 双目标定姿态 五姿态集标定 单应性矩阵 标定精度 标定稳定性
中国海洋大学 工程学院, 山东 青岛 266100
基于双目立体视觉的系统模型,设计了一种新型的光笔, 提出了基于该光笔的匹配算法。由于光笔在测量时可以出现任何姿态, 必须对两摄像机像面上所成图像中的8个发光点进行匹配, 才能代入摄像机模型计算出8个发光点在左摄像机坐标系下的三维坐标, 通过建立8个共面发光点所在的平面坐标系与左摄像机坐标系的线性关系求得测头中心的三维坐标。实验结果表明, 系统在5 m范围内的空间长度测量精度达到0.159 mm ,基本满足大尺寸工件的现场检测需求。
机器视觉 光笔 双目立体视觉 匹配 质心法 machine vision light pen binocular stereoscopic vision matching method of barycenter
中国农业大学 “现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室, 北京100083
在分析冬小麦生长期冠层反射光谱和叶绿素含量变化特征的基础上,对二者之间的相关性进行了研究。 表明从小麦拔节期开始,冠层反射光谱在可见光区(400-750 nm)的反射率先降低而后升高,以孕穗期反射率最低;在近红外区(750-1000 nm)冠层反射率由拔节期至孕穗期反射率降低,然后开始上升。 扬花期上升至最高点后又开始下降,直至乳熟期降至最低。 冬小麦冠层反射率与叶绿素含量相关分析结果表明,冬小麦拔节期和孕穗期二者呈正相关,扬花期二者呈负相关;整个生长期中,孕穗期可见光区552 nm处反射率与叶绿素含量相关系数最大达0.89。 依据冬小麦生长期冠层反射光谱红边拐点位置, 分别建立了拔节期叶绿素含量线性检测模型(R2=0.92)和孕穗期二项式模型(R2=0.91),用于冬小麦叶绿素含量的无损检测是可行的。
光谱特征 叶绿素检测 红边 冬小麦 Spectral characteristic Chlorophyll detection Red edge Winter wheat
