华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东广州510641
航天器上的太阳帆板和卫星天线等为多柔性体的耦合系统。耦合多柔性体结构具有密集模态、低刚度和小阻尼等特点，易受扰动激励产生持久且幅值较大的耦合拍频振动。为了研究耦合多柔性体结构的主动振动抑制和抗扰动能力，本文针对一种三耦合柔性梁系统，采用机器视觉进行振动检测并用于反馈，通过一种非线性H∞控制方法进行振动控制。建立了基于视觉检测的弹簧连接的三耦合柔性压电梁实验平台。建立了有限元模型，并且根据自由振动信号和正弦响应信号激励辨识修正了模型参数。基于H∞算法给出了抗扰动指标，利用已辨识的有限元模型和所设计的非线性控制器，并且基于抗扰动指标、控制速度指标和能量消耗指标获得了H∞控制器。进行了基于视觉反馈的扰动振动控制实验研究。实验结果显示：H∞控制与PD控制振动抑制速度基本一致，但振动平稳时H∞控制的振动幅值较小。这表明H∞控制比PD控制具有更好的抗扰动能力。
多柔性体结构 耦合振动 视觉检测 H∞控制 flexible multi-body structure coupling vibration visual detection H∞ control 光学 精密工程
2022, 30(24): 3168
1 华南师范大学生物光子学研究院, 激光生命科学教育部重点实验室, 广州 510631
2 华南师范大学生物光子学研究院, 广东省激光生命科学重点实验室, 广州 510631
甲醛(FA)具有高反应活性和短的检测半衰期, 广泛分布于生物体内和环境中。正常浓度范围的甲醛可以参与一碳循环, 维持人体代谢稳态, 而甲醛浓度的异常波动又会诱导机体病变, 导致一系列疾病。实时测量甲醛在活细胞和组织中的浓度、持续时间和位置, 对于破译甲醛的生理或病理功能、诊断和治疗甲醛诱发的疾病具有重要意义。有机小分子荧光探针具有灵敏度高、膜通透性好、实时原位分析、生物损伤小、操作方便等显著优势, 是能够在时间和空间上实时监测细胞内甲醛浓度与分布的一种强大的非侵入性工具。近年来, 一系列小分子荧光探针被开发出来用于生物体内甲醛的检测。本文将对这些用于生物体内甲醛可视化检测的荧光探针从识别机理(席夫碱反应、Aza-Cope重排)和荧光开启方式两方面进行阐述, 并展望甲醛荧光探针的设计和研发方向。
甲醛 可视化检测 小分子荧光探针 席夫碱反应 Aza-Cope重排反应 formaldehyde visual detection small molecule fluorescent probes Schiff base reaction Aza-Cope rearrangement reaction
1 南京邮电大学电子与光学工程学院 微电子学院, 江苏 南京 210023
2 南京大学固体微结构物理国家重点实验室, 江苏 南京 210093
3 南京大学智能光传感与调控技术教育部重点实验室, 江苏 南京 210093
设计一种三维多孔石墨烯(3DPG)辅助胆甾相液晶胶囊(CLCM)的新型功率探测器,用于测量高强度THz波。3DPG在频率为0.5~1.5 THz时具有超过97%的高吸收率。利用温度超灵敏CLCM的热色特性,对稳态下的THz功率进行可视化定量研究,THz功率密度高达2.77×10 2 mW/cm 2,最低探测功率仅为0.009 mW。进一步研究发现,3DPG上溅射少量金纳米颗粒后,THz功率与CLCM的Hue值呈线性关系。该可视化探测器结构简单、便携、成本低廉、高效实用,可应用于THz系统的对准、THz波的光束分析及THz成像和传感中。
探测器 胆甾相液晶胶囊 三维多孔石墨烯 太赫兹探测器 可视化探测 光学学报
2020, 40(17): 1704002
1 武汉大学 印刷与包装系, 湖北 武汉 430279
2 武汉东湖学院, 湖北 武汉 430212
比率型荧光传感器由于具有抗干扰能力强和灵敏度高等优点, 在食品安全、金属离子检测、环境污染分析等许多领域显示出巨大的应用潜力。而碳点作为一种新型荧光材料, 不仅具有优良的荧光性能, 而且毒性低、易于表面功能化, 非常适合构建比率型荧光传感器。本文就近年来比率型碳点荧光传感器在检测领域的研究进展进行综述, 重点阐述了碳点的荧光检测机理, 并根据碳点使用情况的不同, 对不同类型的比率型碳点荧光传感器进行了分类总结。最后提出了该领域亟待解决的困难和问题, 并对其在分析物检测方面的发展方向进行了展望。
比率型传感器 碳点 检测机理 可视化检测 ratiometric sensor carbon dots detection mechanism visual detection
交互式全息显示因其独特的真三维(3D)显示能力,能够给用户带来自然、真实的人机交互方式。作为交互式全息显示系统的重要组成部分,手势识别模块影响交互过程是否成功、自然和舒适。在交互式全息显示系统中,手势识别方式主要有基于穿戴设备的识别、基于视觉检测的识别和基于全息3D显示的3D触摸检测。综述了交互式全息显示系统的进展,讨论了3种交互方式的发展情况与优缺点,分析了交互式全息显示系统目前面临的问题和发展前景,为交互式全息显示的进一步研究提供了参考。
图像处理 交互全息 手势识别 视觉检测 3D触摸 激光与光电子学进展
2019, 56(8): 080004
1 武汉光迅科技股份有限公司, 武汉 430205
2 华中科技大学 文华学院, 武汉 430074
同轴晶体管外形(TO)封装的半导体探测器年出货量高达千万只, 其质量控制与检测是非常重要的。传统的人工借助显微镜的目视检验因受主观判断和视觉疲劳影响, 误检率和漏检率较高。为了解决此问题, 文章提出了一种适用于同轴型半导体探测器封前外观自动光学检验(AOI)的方案, 运用视觉检测将合格品和不合格品自动识别并分拣, 引入景深合成技术实现线弧的高度检测。样机测试结果表明, 所提方案具备良好的检测适应性和较低的误检率, 适合生产线批量检测任务, 可以取代人工目视检验。
同轴晶体管外形半导体探测器 视觉检测 景深合成 自动光学检验 coaxial TO semiconductor detector visual detection field depth synthesis AOI
苏州大学 机电工程学院&苏州纳米科技协同创新中心，江苏 苏州 215021
由于当前绝缘体上硅(SOI)压阻传感器芯片的封装质量仍依赖人工检测，本文提出了一种自动实现该项检测的视觉检测方法。分析了压阻传感器的工作原理， 研究了芯片定位精度和结合面质量对传感器性能的影响。以传感器性能和质量为导向，提出了一种以中心定位偏差和键合面结合度为检测点的封装结合面检测方法。该方法通过对Hough圆检测效果和实际图像的分析完成定位精度的检测; 基于对传感器质量影响因素的分析和气泡面积的统计实现结合面质量的检测。在传感器实际制造封装过程中对该视觉检测算法进行了实验验证。结果表明: 该方法能识别的结合面上的最小气泡直径为6 μm; 玻璃内孔半径检测误差约为0.015 mm.。本文提出的基于视觉检测的方法基本满足了压阻传感器封装对结合面检测的要求，有助于实现封装质量的自动化检测。
绝缘体上硅(SOI) 压阻传感器 芯片 封装质量 视觉检测 阳极键合 Silicon On Insulator (SOI) piezoresistive sensor chip packaging quality visual detection anodic bonding
分析了地面定点验证法和飞行实验法测量机载可见光侦察系统最大探测距离的缺点和局限性,在地面定点验证方法的基础上,设计了机载可见光探测距离地面等效替代实验方法,避免了飞行实验带来的实验费用高、风险大的缺点,并通过飞行实验对探测距离实验结果进行比较和验证。结果表明该等效替代实验方法合理可行,实验效费比高、可操作性强,实验结果具有较高的准确度,对可见光侦察设备性能评估有一定的借鉴意义。
地面等效实验 可见光 最大探测距离 等效替代方法 ground fixedpoints test visual detection range equivalent test
桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院，广西 桂林 541004
斜拉桥锚固区拉索索体隐蔽在预埋管内，肉眼无法检测其损伤情况。搭建了一套基于高分辨率的视频采集检测技术装置，实现了隐蔽段拉索索体的远距离观测和狭小空间内的外表损伤检测。系统主要由光学支架与精密机械支撑装置、光学成像系统、照明光源、驱动电机控制、IP摄像机视频采集系统等部分组成。设计了一套3个不同焦距（长焦、中焦和短焦）的望远物镜，通过转换器实现在不同监控距离上的适配选用，物镜系统与照明系统远分离，使成像光路有效地避开隐蔽部分的恶劣环境。实践证明，该装置能有效采集到清晰的索体外表面监控视频图像，可用于预应力构筑物安防预警等方面。
视频检测 锚固体系 拉索 visual detection anchorage system cable
探测距离作为电视侦察系统的重要指标, 受气象条件影响严重, 为了降低机载电视侦察性能实验对天气的依赖性, 从侦察系统发现目标的必要条件出发, 研究了目标大小、照度、环境因素以及气象条件等因素对探测距离的影响, 得出了不同气象条件下电视侦察系统探测距离的推算公式。利用MATLAB 7.5软件编程, 反复调用大气传输软件LOWTRAN 7程序, 以某气象条件下获得的实验数据为基础, 推算得到其他气象条件下电视侦察系统的探测距离, 并通过飞行实验对推算结果进行验证, 最后通过仿真从大气能见度、温度、湿度等方面对探测距离的影响进行了分析研究。实验和仿真结果表明, 该推算方法合理可行, 推算结果准确可靠, 可有效降低电视侦察实验对天气的依赖性, 对电视侦察系统性能评估有一定的借鉴意义。
不同气象条件 电视侦察 探测距离 等效推算 different atmospheric condition visual detection detection range equivalent algorithm
