昆明理工大学机电工程学院,云南 昆明 650500
针对菠萝削皮流水线生产加工过程中菠萝表面有内刺残留,需要人工二次去除内刺的问题,采用图像处理的方法对菠萝内刺进行特征提取与空间定位,从而确定菠萝内刺的精确位置,以实现菠萝内刺的自动化去除。设计了菠萝图像采集系统以及针对当前系统的菠萝内刺检测算法。对菠萝图像进行预处理,将内刺特征从背景中分离出来剔除干扰特征,并将内刺的轮廓作为提取特征。轮廓的面积和轮廓的圆度作为描述子,菠萝内刺轮廓最小外接矩形的中心坐标作为菠萝内刺在图像中的位置,利用菠萝外轮廓将内刺的二维坐标转换成三维坐标从而精确定位菠萝内刺。对比实验表明:菠萝内刺检测算法准确率明显高于传统的斑点检测算法,内刺中心位置拟合精度较高,检测最大误差为0.63 mm,平均检测误差为0.33 mm。研究表明,平均检测速度和精度都能满足菠萝内刺去除工序的需要,这为菠萝流水线加工过程中的内刺去除提供一定的技术基础。
图像处理 目标检测 特征提取 空间定位 坐标转换 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2212004
1 中国科学院 近代物理研究所,兰州 730000
2 中国科学院大学 核科学与技术学院,北京 100000
3 兰州科近泰基新技术有限责任公司,兰州 730000
4 柯尼卡美能达再启医疗设备 (上海) 有限公司,上海 201800
治疗室与其机器人是重离子治疗装置(HIMM)精准治疗系统的重要组成部分,为了提升重离子放疗过程中患者摆位的精度和效率,研究一种使用激光跟踪仪和其配套软件SA将运载治疗床的机器人基座坐标系与治疗室坐标系统一的方法,通过图形拟合的方法确定了标定点在法兰盘坐标系中的坐标;通过数学模型的搭建完成了机器人法兰盘坐标系和基座标系之间的坐标变换;利用SA软件中最佳拟合算法求出了治疗室坐标系与机器人坐标系之间的变换矩阵,完成了坐标系的统一。在HIMM中的实际应用表明,坐标系的统一方法的使用不但简化了标定点在法兰盘中心坐标系中坐标的标定,简化了法兰盘中心坐标系和基座标系转换的计算过程,而且标定精度良好、效率更高,更加符合重离子精准治疗系统及其他工业应用。
重离子治癌装置 治疗室 机器人 坐标变换 激光跟踪仪 Heavy Ion Medical Machine treatment room robot coordinate transformation laser tracker 强激光与粒子束
2023, 35(6): 064002
实现不同OAM光束的空间分离在许多领域都起到重要作用。通过光学坐标变换原理可以实现不同轨道角动量模式的空间分离, 而且可以降低相邻模式之间的串扰, 从而提高OAM模式分辨率。研究为OAM模式分束提供了一种更具可行性的新方案。
轨道角动量 坐标变换 OAM模式分束 orbital angular momentum coordinate transformation OAM beam splitting
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210210
光学 精密工程
2021, 29(12): 2902
光学 精密工程
2021, 29(12): 2855
1 天津理工大学电气工程与自动化学院,天津300384
2 天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室,天津300384
红外重叠手印图像是刑侦领域比较复杂的一类红外图像,其本身具有信息不确定性和手印重叠性。如何准确提取重叠的手印目标是刑侦领域处理此类图像的一大难题。针对该问题,提出了一种基于可变阈值和坐标变换融合的红外刑侦重叠手印目标提取算法。首先,采用阈值算法提取整体手印图和手印重叠部分图;然后通过坐标变换方法滤除两部分图像的无关区域;最后利用轮廓融合算法将两部分图像融合,得到整体手印目标的提取结果。为了使提取结果具有更好的可视性,又采用图像旋转操作后的坐标变换方法来提取单个手印目标。实验结果表明,与其他一些目标提取方法相比,本文方法在提取整体和单独手印目标时都具有较高的准确性和完整性。
红外重叠手印图像 目标提取 阈值分割 坐标变换 图像融合 图像旋转 infrared overlapped fingerprint image target extraction threshold segmentation coordinate transformation image fusion image rotation
清华大学 精密仪器系 光子测控技术教育部重点实验室,北京 100084
涡旋光场因其具有光学轨道角动量(Orbital angular momentum, OAM)而倍受关注。OAM这一独特物理特征赋予了涡旋光场一个无限高维的空间自由度,同时也引发了光场奇特的干涉、衍射、传输等性质。OAM识别和探测技术的发展是涡旋光从基础研究走向应用的关键。文中聚焦于OAM探测领域的一个重点研究方向——涡旋光几何坐标变换技术。详细介绍了该技术的基本原理、优势特点、研究进展和应用情况。涡旋光几何坐标变换是指通过特殊的调制相位设计,使涡旋光束的空间几何结构发生特殊的变化,从而可通过简单透镜聚焦等方法实现OAM模式的识别、分选等。相较于传统的涡旋光识别和探测技术,涡旋光的几何坐标变换这一新兴技术具有器件无源、无能量损耗、结构紧凑、价格低廉等突出优势,成为涡旋光的空间分离和解复用的高效有力工具,为涡旋光束在经典/量子态密度测量、OAM乘除法器、经典光通信和量子纠缠等前沿应用提供了全新的研究平台,蕴含巨大的发展潜力,具有广阔的发展空间。
涡旋光 几何坐标变换 OAM解复用 模式分类 vortex beams geometric coordinate transformation OAM demultiplexing mode sorting 红外与激光工程
2021, 50(9): 20210445