摘要：为实现被测物体在二维平面上位移、位置的非接触式测量,提出了一种单目视觉无标定测量方法。所使用的相机和光学成像系统为符合相机线性成像模型的普通设备,其本质为一种射影变换,具有射影几何中的交比不变性。基于该基础理论设计了一种已知长度的矩形标识,确定平面上一正交坐标系;再通过拟合其4条边的图像方程,分别确定坐标系原点、坐标轴上单位长度点及无穷远点的图像坐标;最后通过交比不变性方程,仅通过单张拍摄图像,计算出被测点在该坐标系中的当前位置坐标。通过实验进一步验证了本方法的有效性和精确性,同时也对测量误差的成因进行了定量分析,且提出了有效可行的解决方法。最终结果表明,该方法具有非接触、同时获得二维坐标和测量精度较高的优势,特别是无须系统标定的特点,可方便地应用于显微光学系统中,实现亚微米的位移测量,在工程精密测量领域具有较好的应用前景。

摘要：基于微透镜阵列和微图形阵列的莫尔动态显示技术能够显示具有立体效果的三维图像。介绍了一种集成于高分子薄膜上的微透镜阵列和微图形阵列的设计及制备方法。提出了动态显示的几何模型,采用该模型推导了动态图像周期、方向及动态效果的设计公式,可以实现上浮、下沉、相对移动等动态显示效果的设计。研究了动态图形的非阵列成像模式,得到了可以随视角变化发生消失、浮现的非阵列动态图形。采用光刻及压印的方法进行了动态显示薄膜的制备实验,结果表明动态图像的周期、方向及位移的测量值相对理论值的最大偏差分别为11%、16%和14%。提出的方法能有效地评估动态显示薄膜的性能及制备容差。

摘要：群养圈栏内猪只的位置分布是反映其健康福利的重要指标。为解决传统人工观察方式存在的人力耗费大、观察时间长和主观性强等问题,实现群养猪只圈内位置的高效准确获取,该研究以三原色(Red Green Blue,RGB)图像为数据源,提出了改进的快速区域卷积神经网络(Faster Region Convolutional Neural Networks,Faster R-CNN)的群养猪只圈内位置识别算法,将时间序列引入候选框区域算法,设计Faster R-CNN和轻量化CNN网络的混合体,将残差网络(Residual Network,ResNet)作为特征提取卷积层,引入PNPoly算法判断猪只在圈内的所处区域。对育成和育肥2个饲养阶段的3个猪圈进行24 h连续98 d的视频录像,从中随机提取图像25000张作为训练集、验证集和测试集,经测试该算法识别准确率可达96.7%,识别速度为每帧0.064s。通过该算法获得了不同猪圈和日龄的猪群位置分布热力图、分布比例和昼夜节律,猪圈饲养面积的增加可使猪群在实体地面的分布比例显著提高(P<0.05)。该方法可为猪只群体行为实时监测提供技术参考。

摘要：辐照仿真人体模型是放射治疗和空间辐照研究的重要装备,实现其数字化建模,提高制造精度和仿真程度是仿真假人研究的重点和难点之一。以"成都剂量体模"(CDP)的序列CT切片集为源数据,运用MATLAB软件,通过图像预处理、图像提取等数字图像处理技术获得人体器官的点云数据;在CATIA软件Digitized Shape Editor模块中处理点云数据得到肝脏、肺、肾和胃等主要器官和组织的三维实体模型;以人体骨骼为基础建立人体器官装配坐标系;根据器官的"局部坐标系原点"、"标志点"和"特征点"与人体骨骼的相对位置,确定器官在人体器官装配坐标系中的坐标;利用Pro/E软件完成人体主要器官(异形体零件)装配。实验证明利用该方法建立的三维辐照仿真假人数字化模型与CDP具有较高的等效程度,为人体参数化设计奠定了理论基础,能够满足辐照仿真假人数字化生产的要求。

摘要：运用机器视觉原理中的自动聚类检测方法,利用嵌入式系统作为核心控制元件,气动装置作为执行机构,设计制作了基于机器视觉的太阳能电池筛检系统,用于检测太阳能电池的几何参数及物理缺陷。实验表明,该系统在太阳能电池筛检中识别正确率在95%以上,执行机构无故障率98%以上,较好地解决了太阳能电池筛检识别精度和效率低的问题。

摘要：辐射等效假人主要依靠手工制作,生产周期长、加工精度低,无法满足参数化设计的要求,而通过建立辐射等效假人数字化模型可以有效解决这些问题。以"成都剂量体模"CT扫描切片集为基础,建立辐射等效假人的扫描坐标系(o)s-xs,ys,zs,利用Mimics软件重建人体主要器官和组织的三维模型;以器官的几何中心点为坐标系原点,根据器官的"特征点"建立器官局部坐标系(oJ-xJ,yJ,zJ),利用器官"特征点"在扫描坐标系和局部坐标系的坐标值,计算两个坐标系的变换矩阵;根据人体解剖学方位建立辐射等效假人的人体坐标系(or-xr,yr,zr),利用"控制点"在扫描坐标系与人体坐标系中的坐标值计算扫描坐标系与人体坐标系的变换矩阵,进而推导出器官局部坐标系与人体坐标系的变换矩阵。至此可以得到不同器官在人体坐标系中的几何参数,包括器官几何中心点坐标值以及局部坐标系与人体坐标系的旋转角。根据不同器官和组织的三维模型及其几何参数在pro/E软件中建立辐射等效假人数字化模型。建立辐射等效假人数字化模型可以实现辐射等效假人的数字化设计和制造,提高加工精度,缩短生产周期,并为辐射仿真假人的参数化设计打下基础,具有重要的理论意义和实用价值。

摘要：目的:根据亥姆霍兹线圈原理设计、制作大尺寸均匀磁场发生器,用于大鼠磁场辐射干预实验,研究磁场对生物生理及病理机能的影响。方法:用计算机、功率放大器、亥姆霍兹线圈组成均匀磁场发生器,利用Matlab软件编程,将产生的正弦波音频信号传送到功率放大器,驱动亥姆霍兹线圈产生均匀的磁场,利用有限元分析软件ANSYS的电磁分析模块对亥姆霍兹线圈产生的磁场进行有限元分析,并与实测结果进行对比。结果:实验证明,均匀磁场发生器能在亥姆霍兹线圈15%的空间内产生误差小于10%的均匀磁场,能够满足医学实验的要求。结论:该装置结构简单、成本低、控制精度高,具有重要的理论和实用价值。

摘要：根据机器人视觉原理,设计了一种基于简单图元的非同步流编码。流编码由"F"、"T"、"R"三种图元组成,分别表示"0"、"1"、"复码",设计了编码和解码规则,通过图像识别可以将流编码(图形)编译为计算机原始码。较传统的条形码和二维码,流编码具有编码和解码简单、信息量大、识别准确率高、能够在寻迹机器人运动过程中完成解码的特点,满足物流仓库对寻迹机器人的控制和定位的要求,提高物流仓库运行效率。该编码和解码方法可以广泛应用于信息识别和传输领域,取代条形码和二维码。