针对传统图像处理算法难以快速、准确识别轮对踏面缺陷的问题,提出一种采用双深度神经网络对轮对踏面缺陷进行检测的算法。该双网络分为踏面提取网络与缺陷识别网络。根据踏面为大目标的特点,分析与测试SSD网络,并用该网络提取轮对图像中的踏面区域。为提高踏面缺陷识别效率,在提取出踏面图像后,针对踏面缺陷属于中、小目标的特点,对YOLOv3网络结构进行优化得到M-YOLOv3。实验测试表明:提取踏面区域时,SSD算法的精度均值(AP)最高,达99.8%;识别踏面缺陷时,M-YOLOv3的AP达89.9%,相较于原始YOLOv3,单张图像计算耗时减少7.1%,同时AP仅有0.6%的损耗。结果表明,所提算法具有较高的检测准确率。

目前芯片管脚的几何尺寸缺陷检测局限于管脚的共面度、平整度、位置度检测, 对芯片管脚高度缺陷检测算法研究较少, 且未从三维角度进行检测。利用线激光传感器结合精密的机械传动结构研发一套三维激光扫描自动检测系统, 并提出相应管脚高度检测算法: 将采集的芯片管脚点云数据三维重建; 提出将所重建的三维图像投影变换为二维图像并灰度化, 利用连通域裁剪算法快速定位各管脚位置信息对其进行裁剪, 对裁剪的管脚频域高斯低通滤波, 用最近邻插值拟合并反灰度化; 以xoy面为基准面用求解函数最大值法求其各管脚的最值之差即获得芯片管脚高度, 将各管脚拼接后三维显示, 并与此芯片标准管脚高度进行比对, 对不合格的给予剔除。

为减少因封酒环缺陷导致酒质量变差的问题,提高缺陷检测效率,需对封酒环在线缺陷检测方法展开研究与开发。根据封酒环结构、位置与瓶盖内径、深度等特点,研发一种基于机器视觉双视场双工位协同在线检测系统。针对封酒环轮廓缺陷在二维信息中难以提取的问题,提出将封酒环轮廓二维信息转换成一维向量,在此基础上应用一维向量理论对其缺陷进行分析与处理,并采用小波模极大值法进行缺陷提取与判定。实验结果表明该系统可有效检测封酒环轮廓任意位置缺陷,检测精度达到99.89%。与手工检测相比,轮廓信息经维度转换后,检测效率提高6倍以上,满足现场实际生产和预期研发要求,为封酒环无损在线检测提供新的途径。

针对使用单一频率飞秒激光纵模间拍信号测距时测量分辨力和最大非模糊距离之间的矛盾,提出了一种同时使用不同频率的微波信号对距离进行测量并逐级合成测量结果的方法。分别选取频率为100 MHz和1 GHz的纵模间拍信号测量目标距离,之后调整飞秒激光器的重复频率,使1 GHz的纵模间拍信号频率变化1 MHz后再次测量,借助频率变化进一步得到更大的合成波长,最后将三次测量的结果逐级合成,在扩展最大非模糊距离的同时保证了测量结果的高精度。实验结果表明,这种方法能够将最大非模糊距离扩展到150 m,对目标绝对距离的测量结果不确定度为25.8 μm。该方法不需要改变光路结构,测量过程简便,能很好地实现大尺寸高精度的绝对距离测量。

相位法激光测距的测量精度与鉴相环节密切相关,实现高精度的距离测量要求鉴相器能够准确测量高频率调制信号之间的相位差。研究了使用正交解调的方法测量相位差,通过对测量信号和参考信号进行正交解调处理获得与相位差相关的直流偏置电平,采样并计算即可得到相位差测量结果。使用移相器配合两个正交解调模块,综合两个模块的测量结果,可以保证测量精度并分辨两路信号之间的超前滞后关系。通过实验验证,当信号频率为100 MHz,信号幅度为80 dBμV时,相位差的测量误差在-1°～1°。

荧光油墨防伪印刷的色彩预测是防伪印刷质量控制领域十分关心的课题。本文通过分析光在荧光油墨层中的散射、吸收及荧光辐射规律, 把光在印品中的传播分成紫外线和可见光两部分分别分析研究, 针对多重内反射现象进行Saunderson校正, 最终建立了荧光油墨实地印刷品的Kubelka-Munk模型。

运用扫描白光干涉法对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的三维表面微观形貌进行了检测。系统采用Linnik干涉结构, 并通过基于扫描空间余弦傅里叶频域分析的算法重建断口表面三维形貌。实验中扫描行程达120 μm, 纵向检测精度优于5 nm, 余弦傅里叶分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力, 韧窝断口微观形貌的三维重建效果理想。采用小岛法对获得的三维形貌数据进行分形维数测算, 在40%～70%相对切割高度处, 断口表面分形维数为1.630 4～1.643 2, 平均值为1.641 7, 标准差为0.012 0。结果显示, 30CrMnSiA合金韧窝断口微观形貌具有典型的分形特征。实验表明, 扫描白光干涉术是检测断口微观三维形貌的一种有效方法, 具有纵向精度高, 测程范围大, 重构效率高等特点。

随着对印刷精度的要求的不断提高, 专色印刷越来越重要。本文以涂料纸印刷为基础, 在假设没有油墨渗透的情况下, 且油墨与纸张均为均匀分布, 利用Kubelka-Munk模型来研究专色印刷的光谱反射规律。印刷中色彩的再现不仅与印刷的油墨有关, 也与印刷的纸张有关, 是纸张与油墨共同作用的结果, 本文分析了对专色印刷呈色效果的各种影响因素, 可以为专色油墨的配制提供理论依据。

建立双面印刷品的色彩预测模型一直是印刷中的一个重要课题。将入射到印刷品的光根据其在垂直于印刷品中所走过的路径的不同, 将其分成四大部分, 即: 从正面油墨进入, 经过纸张, 再从反面油墨出射; 从正面油墨进入, 从纸张出射; 从正面空白区域入射, 从反面油墨出射以及直接穿过纸张。所建立的相关的模型以Kubelka-Munk四能流理论为基础, 通过对上述四部分的反射率与透射率相加便得到了整个双面印刷品的反射率与透射率。