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关键词： 透明纸检测系统   包装纸   深度学习软件   单片机系统   上位机检测软件  

摘要： 介绍了一种深度学习辅机小包商标纸及透明纸检测系统。将CH侧照检测工位、小包透明纸上下散包检测工位和小包透明纸侧长边检测工位优化成一个检测系统，能够对小包透明纸包装的产品质量进行在线检测和跟踪剔除，旨在有效提升烟草行业产品质量。

关键词： 激光测距传感器   压电系数   逆压电效应   FPGA  

摘要： 在压电陶瓷的各种参数中，压电系数直接反映了压电材料的能量转换能力，因此成为评价压电材料压电性能至关重要的指标。本设计基于压电晶体的逆压电效应。通过现场可编程逻辑门阵列（FPGA）生成低频三角波，经过运算放大器OP07的放大，传输至高压放大器，最终加载于被测压电陶瓷物体上。在外力作用下，被测物体产生微小形变，该形变通过激光三角测量传感器测量得出。最后，在轻量级集成开发环境中，计算压电系数。上位机与FPGA之间通过串口进行通信。该测量系统具有操作简单、可重复测量、相对较高的精度以及较低的计算复杂度等优点。

关键词： 直拉硅单晶生长   CCD图像直径检测   分数阶麻雀搜索算法   分数阶微分算子   平行弦中线定理   参数降维  

摘要： 单晶硅作为集成电路制造(Integrated Circuit,IC)的重要原材料,其质量和性能直接影响集成电路的可靠性和稳定性。在晶体生长过程中,剧烈的直径波动会导致晶体生长出现位错缺陷从而影响单晶硅棒的品质。因此需要及时、准确地测量单晶硅晶体直径,以便实现对晶体直径的精确控制,生产出高质量的单晶硅。随着单晶硅生产朝向大尺寸硅片方向发展,现有的直径检测方法面临检测精度不足、检测速度低等问题。为了解决上述问题,本文研究CCD图像直径检测中的图像分割、边缘检测以及椭圆拟合算法,主要展开了以下的研究内容: (1)针对CCD图像直径检测中高亮光环区域分割不完整的问题,提出基于分数阶麻雀搜索优化的Otsu多阈值分割算法。利用分数阶微分改进麻雀搜索算法,通过基准测评函数集验证其有效性,将其应用到Otsu多阈值分割算法中。设置多个灰度值阈值将图像分割成多个区域,利用分数阶麻雀搜索算法在阈值空间搜索最大类间方差函数对应的最优分割阈值。通过硅单晶生长过程CCD图像直径检测高亮光环区域分割实验验证了所提算法的有效性,实验结果表明,所提算法从硅单晶生长过程CCD图像中完整分割出了高亮光环区域。 (2)针对CCD图像直径检测中高亮光环区域边缘细节丢失的问题,提出基于四方向分数阶微分算子的Canny边缘检测算法。整数阶边缘检测算子容易受噪声影响,且对边缘细节不敏感。利用分数阶微分对噪声的抑制能力和对边缘细节的保留能力,将整数阶微分算子改进为分数阶微分算子,并增加45°和135°方向上的边缘检测模板,推导出0°、45°、90°和135°四方向分数阶微分算子。通过硅单晶生长过程CCD图像直径检测高亮光环区域边缘检测实验验证了所提算法的有效性,实验结果表明,四方向分数阶微分算子可以保留更多的图像边缘细节,降低边缘检测结果的漏检率和误检率。 (3)针对CCD图像直径检测中高亮光环区域边缘点椭圆拟合精度和速度不足的问题,提出基于参数降维和分数阶麻雀搜索优化的霍夫椭圆拟合算法。通过改进平行弦中线定理求解椭圆中心,将中心点坐标代入椭圆方程中,减少霍夫椭圆拟合的参数,利用分数阶麻雀搜索算法优化霍夫椭圆拟合的精度和速度。实验结果表明,所提算法有效提高了霍夫椭圆拟合的速度和精度。 (4)将所提的三种算法应用到直拉硅单晶生长过程CCD图像晶体直径检测中进行验证。根据算法拟合出的椭圆长轴参数求得直径测量值为299.9369mm,与直径标定值的误差在0.1mm以内,检测时间在10s以内,符合单晶硅直径测量系统的精度和速度要求。

关键词： LabVIEW   车牌检测   图像预处理   车牌区域定位  

摘要： 文章论述了基于LabVIEW平台设计的一种车牌检测系统,该系统通过图像预处理、车牌区域定位、车牌识别等步骤实现了对车辆图像的自动化处理与车牌信息的提取;详细描述了实验方法、过程以及数据分析并展示了实验数据结果;讨论了系统的优化方向及未来应用前景,为智能交通系统的发展提供了有益的探索。

关键词： 动态倾角仪   现场标定   误差补偿   抗野值自适应卡尔曼滤波   检测系统  

摘要： 动态倾角仪是煤矿挖掘机内部的核心部件,由于煤矿挖掘机在工作过程中往往伴随着不规则的高频振动,长时间工作振动所带来的外界冲击会使动态倾角仪的内部误差增大,导致倾角仪输出角度精度下降,给煤矿生产带来安全隐患。本文从动态倾角仪组成和工作原理分析误差来源,对动态倾角仪的误差补偿问题开展研究工作。动态倾角仪由MEMS加速度计和MEMS陀螺仪组合而成,研究动态倾角仪的误差问题不只是分别研究内部MEMS加速度计和MEMS陀螺仪的系统误差补偿,更重要的是根据这两个不同传感器的随机误差进行融合算法研究,结合两种不同传感器的工作原理和误差来源,进行调试磨合,保证动态倾角仪的输出精度。主要研究内容如下: 1)针对动态倾角仪长时间工作系统误差增大的问题,本文通过改进系统误差通用模型,减少标定的误差参数,简化标定流程,并采用了一种重力加速度现场标定的方法实现现场快速标定。该标定方法利用MEMS加速度计三轴加速度平方和等于当地重力加速度平方的固有约束条件,可对加速度计的系统误差进行有效标定。由于动态倾角仪内部传感器角度的一致性,MEMS加速度计输出的角度值等于MEMS陀螺仪输出的角度值,利用完成标定的MEMS加速度计输出角度值,可以使用最小二乘法对MEMS陀螺仪进行系统误差标定,解决了MEMS陀螺仪没有固定约束无法现场标定的问题。该标定方法能达到实验室高精度转台标定80%的效果,不仅标定环境合理且流程简单,满足现场快速标定的使用需求。 2)针对动态倾角仪高频振动工况下容易出现野值和随机误差增大的问题,引入抗野值自适应卡尔曼滤波模型对随机误差进行间接补偿。传统的抗野值算法无法在自适应卡尔曼滤波模型中使用,通过改进传统的抗野值算法提高了模型的稳定性。同时,经典的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波模型不适用于动态倾角仪高频振动的工况,改进了Sage-Husa自适应卡尔曼滤波模型。改进后的自适应卡尔曼滤波模型面对高频冲击振动也能起到良好的滤波作用,适应煤矿挖掘机的工作环境。最后,实验验证了改进抗野值自适应卡尔曼滤波模型的优越性,仿真实验结果表明了改进后的融合算法相比传统的融合算法,输出精度有明显的提高,能对动态倾角仪的随机误差进行有效补偿。 3)为了实验验证本文开发的高精度动态倾角仪在不同工况中输出精度性能,本文通过伺服电机搭建精度检测系统,实机验证了本文开发的高精度动态倾角仪在不同工况中的输出精度性能。开发完成的YDGK-Ⅰ型动态倾角仪相比成熟的国产倾角仪HWT-605,平均动态输出角度精度提高了0.2°;算法优化后的YDGK-Ⅰ型动态倾角仪在±80°的量程内,静态角度偏差小于±0.05°,动态角度偏差小于±0.3°,满足出厂要求。