光電識別技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：光電識別技術(shù)范文

1.棉花異性纖維的形成及危害

棉花中的異性纖維是一種有害雜質(zhì)，嚴(yán)重影響棉紡織品的質(zhì)量。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1103-2007 《棉花細(xì)絨棉》中規(guī)定“異性纖維是指混入棉花中的對棉花及其制品質(zhì)量有嚴(yán)重影響的非棉纖維和非本色棉纖維，如化學(xué)纖維、毛發(fā)、絲、麻、塑料膜和染色線（繩、布塊）等[1]。異性纖維主要是在采摘、晾曬、包裝運(yùn)輸以及加工等過程中混入的有害雜質(zhì)，在紡紗過程中難以清除，降低紡紗效率，織布染色后，還會在布面上出現(xiàn)各種色點，嚴(yán)重影響布面質(zhì)量。因此，對異性纖維進(jìn)行有效清理，對提高棉花和棉紡織品的質(zhì)量具有重要意義。

2. 國內(nèi)外棉花異性纖維的清理現(xiàn)狀分析

異性纖維的檢測及清除是世界棉花行業(yè)所關(guān)注的中心問題，雖然許多國家都針對自己國家的情況采用適合自己國情的解決方式，但至今還沒有找到一種有效徹底的解決異性纖維問題的措施。

2.1 國外棉花異性纖維的清理機(jī)械研究現(xiàn)狀

國外早在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始嘗試實現(xiàn)異性纖維識別與清除的自動化，80年代隨著微型計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了異性纖維的“智能識別”，近年來國外若干企業(yè)開發(fā)了多種原理、多種形式的棉花異纖清除機(jī)[2]，從基本原理來看主要有光學(xué)檢測技術(shù)、光電檢測技術(shù)和超聲波檢測技術(shù)等。

（1）光學(xué)檢測技術(shù)。光學(xué)檢測即采用高分辨率的高速數(shù)字線掃描CCD相機(jī)，對過棉通道內(nèi)的棉流進(jìn)行高速掃描，由圖像處理設(shè)備對掃描到的圖像信息進(jìn)行實時處理，發(fā)現(xiàn)異常時，發(fā)出指令，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)排除，如瑞士Jossi公司的“第四代”異纖撿出設(shè)備采用CCD攝像機(jī)原理。

（2）光電檢測技術(shù)。光電式是采用光電三極管對棉花中的異纖進(jìn)行識別，主要是通過異纖與棉花的色差反應(yīng)到光電管的電流差別，經(jīng)信號放大、處理比較來識別，這種方法原理簡單，制造成本低。經(jīng)大量的試驗表明：光電檢測技術(shù)只能對大團(tuán)或有一定體積的有色異纖進(jìn)行識別，對細(xì)小異纖無法識別，如意大利Loptex公司的Sorter異物檢出機(jī)采用光電和超聲波兩次識別檢測。

（3）超聲波檢測技術(shù)。超聲波是人耳聽不到的機(jī)械波，其原理是超聲波傳感器發(fā)出超聲波，發(fā)射到棉花上，然后再檢測反射回來的信息。從大量的試驗結(jié)果表明，較大團(tuán)塑料薄膜、紙片、布片、成團(tuán)的異纖都能檢出。由于超聲波反應(yīng)速度慢，不能識別細(xì)小異纖，如意大利Loptex公司的Sorter異物檢出機(jī)。

綜觀上述幾種原理，光電管、超聲波的優(yōu)點是成本低，缺點是只能檢出較大體積的異纖；光學(xué)檢測能檢出細(xì)小異纖，效果比其他幾種方法好，雖然制造成本高，但是是目前國際上通用的方法。國外設(shè)備一般能夠清除70％～80％的異性纖維，但價格大都在100萬元左右，在我國難以大面積推廣應(yīng)用。

2.2 國內(nèi)棉花異性纖維的清理機(jī)械研究現(xiàn)狀

在我國由于資金、發(fā)展程度等原因，現(xiàn)在國內(nèi)紡織行業(yè)多數(shù)情況下還使用人工清理，這種方法簡單易行，不需要一次性的大量資金投入，但效率低、消耗大量人力物力，而且視覺范圍有限，對某些波段的光不敏感，分揀的效果難以保證[3]。

我國關(guān)于棉花中異性纖維的檢測方法研究主要有光學(xué)檢測和光電檢測，目前已有成型產(chǎn)品問世，如：中科院上海技術(shù)物理研究所的“光電眼”、上海中紡寶達(dá)科技有限公司的ZYG-048棉花異型纖維自動檢測清除系統(tǒng)等等。國產(chǎn)設(shè)備價格略便宜，大都在50萬元左右，但實際清理效果比國外設(shè)備更差[4]。

中科院上海技術(shù)物理研究所的“光電眼”——光電子棉花異性纖維自動檢測清除系統(tǒng)?！肮怆娧邸钡暮诵氖菣C(jī)器視覺和智能加工技術(shù)，4096個傳感器在一定光照下可分辨棉花與異物，并將異物選出送至專門的雜質(zhì)箱。其檢測速度達(dá)每小時400千克棉花，相當(dāng)于3個女工8小時的工作量，這一成果以后還將應(yīng)用到毛料、農(nóng)作物種子和汽車發(fā)動機(jī)的檢測上。盡管光電子棉花異性纖維自動檢測清除系統(tǒng)在技術(shù)上己經(jīng)有了很大的突破，但這種技術(shù)仍然有待于提高精確度，進(jìn)一步提高異性纖維的清除率。

上海中紡寶達(dá)科技有限公司的ZYG-048棉花異性纖維自動檢測清除系統(tǒng)：該系統(tǒng)利用裝于專用輸送裝置兩側(cè)的美國產(chǎn)高速線掃描攝像機(jī)檢測通過的棉花，將圖像信號傳至裝有DSP的處理器中，經(jīng)特殊的算法處理，高性能清除裝置用高壓噴嘴將棉花中的異性纖維清除。該系統(tǒng)采用可見光圖像識別與紫外線檢測相結(jié)合的方法，可自動識別和清除有色尼龍、塑料、麻線、皮草、碎布片以及無色透明或與棉花顏色接近的雜物。

3.棉花異性纖維的清理機(jī)械發(fā)展趨勢

目前，國際上的棉花異性纖維檢測設(shè)備都朝著多光譜檢測方向發(fā)展，除在可見光波段成像以檢測有色異性纖維以外，還普遍在紫外光波段成像以檢測含有熒光的白色異性纖維。無論是國外還是國內(nèi)現(xiàn)有的異性纖維在線清理設(shè)備普遍存在價格昂貴、清理效果差，且這些系統(tǒng)僅僅局限于異性纖維的識別剔除，沒有對異性纖維進(jìn)行分類，也沒有對其進(jìn)行重量統(tǒng)計，存在諸多在線計量功能的問題，無法滿足棉花質(zhì)量評定檢驗中異性纖維含量精確測量的需要。為了更好的貫徹執(zhí)行棉花異性纖維檢驗技術(shù)規(guī)范，促進(jìn)我國棉花和棉紡織工業(yè)的發(fā)展，必須研制具有更高撿出率的異性纖維識別、剔除和在線計量裝備和模型，以適應(yīng)形式方展的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會．GBll03-2007棉花細(xì)絨棉［S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007 .

[2]石庚堯.淺談異纖撿出裝置[J].北京紡織，2003（5）：51-55.

第2篇：光電識別技術(shù)范文

*是中國光學(xué)科技的發(fā)源地，經(jīng)過幾十年的建設(shè)，*已成為中國光電子領(lǐng)域科研、產(chǎn)業(yè)和人才快速發(fā)展的地區(qū)，被譽(yù)為中國光學(xué)科技和光電人才培養(yǎng)的搖籃。2*年*月，*被國家批準(zhǔn)為光電子產(chǎn)業(yè)基地。20*年8月，*市成功承辦了第二十屆國際光學(xué)大會。*光電子產(chǎn)業(yè)的獨(dú)特優(yōu)勢和市場前景為投資者提供了巨大商機(jī)。

*具有促進(jìn)光電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新能力。*有27所高等院校，98個研究院所，19個國家重點科研開放實驗室，41萬名各類專業(yè)技術(shù)人員。在光電子領(lǐng)域，有3個國家重點實驗室，設(shè)置35個相關(guān)的學(xué)科，擁有全國最大的光電子研究所和全國唯一的以光電子專業(yè)為主要學(xué)科的大學(xué)，在光顯示技術(shù)、發(fā)光學(xué)、現(xiàn)代應(yīng)用光學(xué)、光學(xué)工程等優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗，取得了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果。

*的光電子信息產(chǎn)業(yè)已形成良好的勢頭。*的光電信息產(chǎn)業(yè)是以實現(xiàn)自主創(chuàng)新的技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，目前投放市場的500多種光電子產(chǎn)品中，80%是自主研發(fā)的技術(shù)。2000年以來，*平均每年有30種光電子及信息技術(shù)產(chǎn)品問世，這些產(chǎn)品主要集中在光顯示器件及上下游產(chǎn)品、光電子器件與材料、光電儀器儀表與設(shè)備、汽車電子、嵌入式軟件等領(lǐng)域。在光顯示器件及上下游產(chǎn)品方面，*擁有一支從事平板顯示技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)秀團(tuán)隊，產(chǎn)品覆蓋了TFT-LCD、CSTN-LCD、OLED、PLED、白光二極管、發(fā)光材料等領(lǐng)域。*建成了中國第一條TFT-LCD生產(chǎn)線，是中國開展液晶技術(shù)研發(fā)的重要基地；在光電子器件與基礎(chǔ)材料方面，研制和生產(chǎn)全固體激光器，光電編碼器，指紋識別模塊，紫外寫入光柵，彩色光學(xué)玻璃，光學(xué)晶體及鍍膜材料，熒光粉及電致發(fā)光材料等100多種產(chǎn)品，其中90%在國內(nèi)處于領(lǐng)先，部分技術(shù)在國際上達(dá)到先進(jìn)水平；在光電儀器儀表與設(shè)備方面，主要研制和生產(chǎn)光電醫(yī)療儀器設(shè)備、電化學(xué)儀器、地學(xué)儀器、高溫金相顯微鏡、MPT光譜儀、夜視儀、指紋識別儀、車用儀器儀表、COG綁定機(jī)、激光調(diào)阻機(jī)等產(chǎn)品；在汽車電子方面，以車身電子系統(tǒng)、車載電子系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)等為重點的汽車電子產(chǎn)業(yè)成為*光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點；在軟件方面，生物識別、信息安全、車載通訊及與光電子技術(shù)和汽車電子技術(shù)相融合的嵌入式軟件等領(lǐng)域的產(chǎn)品已成為國產(chǎn)軟件的知名品牌。圍繞五個優(yōu)勢領(lǐng)域的發(fā)展，*將在研發(fā)中心及產(chǎn)品檢測中心等公共平臺建設(shè)、重大技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化、風(fēng)險投資及終端產(chǎn)品制造商的引進(jìn)等方面對外開放，外商可通過各種方式開展獨(dú)資、合資和合作。

*具有良好的投資環(huán)境。*作為國家光電子產(chǎn)業(yè)基地，可以享受國家的專項扶持政策和振興東北老工業(yè)基地的特殊政策。20*年*月，國家實施振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略，東北地區(qū)工業(yè)企業(yè)的固定資產(chǎn)，可在現(xiàn)行規(guī)定的折舊年限基礎(chǔ)上，按不高于40%的比例縮短折舊年限以及增值稅抵扣政策。20*年，國家實施了扶持液晶產(chǎn)業(yè)政策，包括：進(jìn)口TFT材料免征關(guān)稅、凈化器材免征關(guān)稅和增值稅、允許三年折舊以及液晶產(chǎn)品出口退稅由13%提高到17%等。20*年*月，*市把光電信息產(chǎn)業(yè)確定為未來五年重點扶持的三個主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，以開發(fā)區(qū)為主體，為投資者建設(shè)完備的配套環(huán)境、服務(wù)環(huán)境，讓投資者享受到國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策和經(jīng)濟(jì)技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策。

20*年年初，組建了*國家光電子產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展股份有限公司，會同高新、凈月、汽車、經(jīng)開等開發(fā)區(qū)，整合調(diào)配各類資源，編制了光電子、汽車電子嵌入式軟件工程中心、光電子產(chǎn)業(yè)基地工程中心和*國家汽車電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃等可研報告，并正式向國家信息產(chǎn)業(yè)部申報國家汽車電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)，目前正在審評中。為推動基地與園區(qū)建設(shè)，分別與高新、凈月、汽車等開發(fā)區(qū)和吉大科技園就光電信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投融資體系、風(fēng)險投資機(jī)制、中小企業(yè)擔(dān)保、企業(yè)孵化中心建設(shè)等問題進(jìn)行了探討和論證。形成了以高新區(qū)磐谷國際商務(wù)港為總部，以經(jīng)開區(qū)中科院光機(jī)與物理所為產(chǎn)業(yè)化孵化器，以凈月啟明工業(yè)園、汽車區(qū)汽車電子工業(yè)園、高新區(qū)吉大科技園、軟件園為依托的*國家光電子產(chǎn)業(yè)基地總體方案，編制了申請國家開行資金支持的項目可研。目前，該平臺項目正在申報中。綜合技術(shù)服務(wù)平臺項目啟動后，將進(jìn)一步推動國內(nèi)外光電信息企業(yè)和項目向向*國家光電子產(chǎn)業(yè)基地集聚。

第3篇：光電識別技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】光電；目標(biāo)識別；無人機(jī)

0 導(dǎo)言

無論是攝影、運(yùn)輸?shù)鹊?，各行各業(yè)都在嘗試無人機(jī)的設(shè)計和應(yīng)用，其中，應(yīng)用最廣泛的無人機(jī)機(jī)型是四軸無人機(jī)，因為其穩(wěn)定、便捷的優(yōu)點獲得了大多數(shù)人的青睞。本設(shè)計通過將光電識別應(yīng)用到四軸無人機(jī)上，讓無人機(jī)擁有自主尋址投放救援物資的能力。

1 設(shè)計原理

光電識別通過CMOS攝像頭采集的圖像進(jìn)行識別分析，本設(shè)計需要區(qū)分不同顏色和大小的目標(biāo)。

首先通過檢測RGB值，可以識顏色。光的亮度是表示光源及反射面和投射面等二次光源向觀測者發(fā)出的光的強(qiáng)度指標(biāo)，通過RGB值計算亮度的公式如下：

Y=（0.299R+0.587G+0.114B）

Canny邊緣檢測算子是一個多級邊緣檢測算法，用于標(biāo)識出圖像中的實際邊緣，采集到的圖片通過邊緣標(biāo)記后輪廓變得更加清晰，只需要再進(jìn)行簡單的參數(shù)調(diào)整即可識別出目標(biāo)的相對位置。

四軸飛行器具有四個旋翼，飛行時，相π翼的旋轉(zhuǎn)方向相同，相鄰方向的旋翼方向相反，陀螺效應(yīng)和扭矩效應(yīng)均被抵消。通過改變相應(yīng)方向旋翼的轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)四軸飛行器的轉(zhuǎn)向。

2 設(shè)計系統(tǒng)的組成

本系統(tǒng)由飛行部分、控制部分和識別部分組成。首先通過光學(xué)高清攝像頭多次進(jìn)行光學(xué)采樣，將采集到的光學(xué)信息傳送給控制終端，采集的圖像以十六進(jìn)制形式儲存在MCU中，處理后獲得一個二值化的圖像數(shù)據(jù)再進(jìn)一步處理。

2.1 識別部分

采集部分采用的是OV7670型號攝像頭，OV7670包含有320128個像素，支持多種數(shù)據(jù)格式，我們采用的是RAW RGB格式。程序驅(qū)動部分流程如下：

2.2 控制部分

本系統(tǒng)采用32位的ARM微控制器STM32作為控制終端，處理速度比傳統(tǒng)的8位、16位單片機(jī)快得多。

2.3 飛行部分

本系統(tǒng)采用QQ飛控作為飛行控制器，QQ飛控給出API接口控制飛行器的以下幾個參數(shù)：AIL（副翼）、ELE（升降）、RUD（方向）和THR（油門），這些參數(shù)可以通過PWM控制。

3 結(jié)果和分析

不同運(yùn)動方式的參數(shù)：

由此可以得出，通過參數(shù)的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)四軸飛行器的控制。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉浩蓬.植保四軸無人飛行器關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[2]宮琛.四軸飛行器的研究與設(shè)計[D].安徽理工大學(xué)，2015.

[3]何瑜.四軸飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計及其姿態(tài)解算和控制算法研究[D].電子科技大學(xué)，2015.

[4]楊浩.基于嵌入式Linux實時控制的四軸飛行器設(shè)計與實現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2015.

第4篇：光電識別技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]透光；工業(yè)視覺；圖像分析；信號傳送

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01

在剖布工序中，對縫剖布機(jī)上的剖布刀沿布匹上預(yù)制的剖幅線將布匹剖開。布匹上的剖幅線是織布過程中通過故意抽掉一根（或多根）絲線而形成的。在手動對縫剖布機(jī)上，操作人員需要密切注意布匹的布縫。如果剖幅線相對于剖布刀位置有偏離，則需及時手動控制布縫糾正機(jī)構(gòu)，將布縫糾正到剖布刀位置。由于對縫剖布機(jī)是高速運(yùn)行的，運(yùn)行過程中布縫隨時會偏離剖布刀，操作人員很難長時間及時加以糾正。為了確保剖布刀剖布位置的準(zhǔn)確性，要么降低對縫剖布機(jī)的運(yùn)行速度，要么降低對縫精度。這將極大地降低生產(chǎn)效率，或?qū)е虏计髲U率的提高。為了能不受布匹性質(zhì)的影響，監(jiān)測各類布匹的剖幅線（布縫），根據(jù)實時檢測數(shù)據(jù)使剖布刀精確對準(zhǔn)剖幅線的設(shè)備的開發(fā)，布縫檢測系統(tǒng)是開發(fā)該設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。

一、布縫檢測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀分析

在對企業(yè)的調(diào)研中，目前國內(nèi)乃至國際上使用唯一的產(chǎn)品是德國的萊默爾E+L自動剖布設(shè)備。對該設(shè)備的分析中發(fā)現(xiàn)，在檢測系統(tǒng)中，布縫位置通過手動調(diào)節(jié)光強(qiáng)度進(jìn)行漏針檢測的方法，其性能因漏針線的寬度受到了薄、厚及顏色的限制；在控制方式中，漏針電眼信號為臺階式，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后對直流電機(jī)開環(huán)控制，限制了其剖布速度與精度。

目前，國內(nèi)外對自動剖布的研究主要集中在對布縫的檢測控制，且尚未出現(xiàn)完整的自動剖布設(shè)備。2005年，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所及中國科學(xué)院研究生院對光電布縫檢測器進(jìn)行了研制，該研究并未在市場上看到。研制的光電布縫探測器主要有三個部分組成：光源、光電探測器和信號處理電路。其中，光源采用的是半導(dǎo)體激光器（波長為980nm）；光電探測器是光電二極管（PD）陣列，它由11個PD組成的，每個PD的長度為18nm，相鄰PD間距為5.08mm，總探測范圍是剖布刀兩邊各27.5mm；信號處理電路主要由前置放大器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和信號輸出級構(gòu)成。圖1為系統(tǒng)工作原理圖。

該系統(tǒng)工作原理：半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直后均勻照射在布匹上，通過布匹的透射光經(jīng)濾光片濾去可見光后照射到PD陣列上，PD輸出相應(yīng)的電信號，電信號經(jīng)前里放大器濾波放大后送至AD轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)控制AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬信號的采集，最后在單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行信號的處理和運(yùn)算，在單片機(jī)的輸出級輸出相應(yīng)的布縫位置編碼。由于布匹在布縫處的透光強(qiáng)度較大，因此通過單片機(jī)實時采集和處理PD陣列所接收到的透射光便可實現(xiàn)布縫位置探測，并且把當(dāng)前布縫位置按照一定編碼方式實時送給布縫糾正機(jī)構(gòu)。通常布縫糾正機(jī)構(gòu)是PLC控制的執(zhí)行電機(jī)系統(tǒng)，利用PLC控制系統(tǒng)調(diào)整布匹的左右位置，實現(xiàn)布縫與剖布刀的精確對準(zhǔn)。目前市場上尚未出現(xiàn)該項研究的成果轉(zhuǎn)換。

而德國的默萊爾公司在也該技術(shù)上采用的漏針檢測是通過漏針線偵測電眼FE50是以感光芯片為依據(jù)，電眼的操作方式則是對照式燈光原理。燈光的發(fā)射光源包括了LED，光源的供應(yīng)電源從數(shù)字式控制器經(jīng)由CAN-BUS的連接而來。在發(fā)射光源和電眼之間則有一個保護(hù)的遮光罩，以遮斷從外部環(huán)境來的光線影響。該產(chǎn)品是國內(nèi)自動剖布設(shè)備唯一使用的自動剖布設(shè)備，在國內(nèi)市場的占有率100%，且價格相當(dāng)昂貴，這也是不少中小型企業(yè)仍然使用人工的剖布設(shè)備的主要原因。

二、工業(yè)視覺系統(tǒng)對布縫檢測的研究基礎(chǔ)

前兩者在通過透光檢測時，都會受到布顏色，厚薄及漏針寬度的影響，且剖布速度也會因信號傳遞方式而有所限制。而該項目的研究開發(fā)則是啟用全新的工業(yè)機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)將通過視覺系統(tǒng)與邏輯控制模塊結(jié)合，使信號為連續(xù)無極式，從而改進(jìn)控制系統(tǒng)，可進(jìn)一步提高剖布效率。

剖幅線的種類繁多，之前的漏針透光技術(shù)的研究在識別剖幅線的應(yīng)用中存在很大的局限性。第一，對漏針的寬度有局限性，能監(jiān)測的寬度在0.5mm-5mm；其次，對布匹的透光性有局限性，透光性能強(qiáng)的布匹漏針透光技術(shù)的光感芯片將無法識別該處剖幅線；第二，漏針透光技術(shù)只針對漏針的剖幅線，在不少布匹并非漏針剖幅線的情況下，會徹底失效。漏針透光技術(shù)能滿足的布種不足市場布種的40%。要不受布匹性質(zhì)的影響，檢測各類不同布匹的剖幅線，需要重新研究開發(fā)一種視覺系統(tǒng)。新開發(fā)的視覺系統(tǒng)將徹底超越漏針透光技術(shù)，擬引進(jìn)最先進(jìn)的視覺系統(tǒng)――工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)，可以通過對布面攝像，通過軟件編程計算布面圖像的象素提取剖幅線。工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)提取的剖幅線將不受漏針寬度、透光性能等情況的影響。

基于工業(yè)視覺系統(tǒng)，研發(fā)的快速提取剖幅線技術(shù)：首先，視覺輔助系統(tǒng)中由光源控制器對LED雙面光源進(jìn)行調(diào)整，使布匹灰度在最佳檢測狀態(tài)；通過CCD攝像頭采集靜態(tài)待剖布樣的圖像，通過組態(tài)軟件編程對采樣圖像進(jìn)行象素計算、分析，辨別靜態(tài)剖幅線特征；然后，在剖布過程中，以每15ms的高速攝像對動態(tài)布樣進(jìn)行拍攝，再次通過組態(tài)軟件編程，對采取的高速圖像進(jìn)行計算、分析，辨別出動態(tài)剖幅線特征。

快速提取剖幅線技術(shù)中首次應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)，相比于德國萊默爾E+L自動剖布設(shè)備的漏光采集系統(tǒng)中通過透光點識別區(qū)分剖幅線，機(jī)器視覺系統(tǒng)通過CCD圖像采集，組態(tài)軟件對圖像象素計算分析提取剖幅線，解決了漏光采集系統(tǒng)中受布匹薄、厚、顏色的影響。

三、創(chuàng)新點

1、快速提取剖幅線技術(shù)中首次應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)，相比于德國萊默爾E+L自動剖布設(shè)備的漏光采集系統(tǒng)中通過透光點識別區(qū)分剖幅線，機(jī)器視覺系統(tǒng)通過CCD圖像采集，組態(tài)軟件對圖像象素計算分析提取剖幅線，解決了漏光采集系統(tǒng)中受布匹薄、厚、顏色的影響。

參考文獻(xiàn)

第5篇：光電識別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：瓶裝；包裝理瓶機(jī)；顆粒數(shù)粒

現(xiàn)代社會各個領(lǐng)域都追求實現(xiàn)自動化，包裝機(jī)械能為現(xiàn)代化加工提供有力的設(shè)備保障。目前，我國的制藥包裝機(jī)械已經(jīng)初具規(guī)模，在GMP認(rèn)證中獲得了長足發(fā)展。但是總體水平與國際水平還有較大差距，先進(jìn)大型設(shè)備主要依賴進(jìn)口。由于藥品生產(chǎn)的特殊性，目前制藥生產(chǎn)中，丸劑、片劑、膠囊等制劑很多是采用瓶裝形式包裝。醫(yī)藥包裝設(shè)備中，大顆粒、規(guī)則形狀的藥丸自動包裝技術(shù)已經(jīng)有較好的基礎(chǔ)，但國內(nèi)運(yùn)行過程中會出現(xiàn)卡瓶、藥品數(shù)量不準(zhǔn)、國外相關(guān)設(shè)備昂貴等問題。因為數(shù)粒式顆粒包裝可方便患者用藥和保障患者安全，所以被消費(fèi)者廣泛采用，加之生產(chǎn)的設(shè)備性能不斷提高，藥品的尺寸偏差和重量也大大降低，顆粒包裝市場中,80%的市場被藥品數(shù)粒包裝占據(jù)著，前景不可估量。

1數(shù)粒技術(shù)發(fā)展概述

根據(jù)藥品數(shù)粒機(jī)工作原理的不同,數(shù)粒技術(shù)的發(fā)展大致可分為三代，第一代是機(jī)械式數(shù)粒，由于機(jī)械模板方式不同,機(jī)械式數(shù)粒技術(shù)還可以再分類. 當(dāng)下只要能達(dá)到200瓶/分的數(shù)粒速度，這種機(jī)械式數(shù)粒機(jī)就已經(jīng)是比較先進(jìn)的設(shè)備了. 如果還想讓數(shù)粒的精準(zhǔn)度提高到98％以上,還可以采用相關(guān)的在線檢測軟件.第二代是光電式數(shù)粒, 上個世紀(jì)70年代末,最先在一些歐美發(fā)達(dá)國家使用，它的核心技術(shù)是在檢測通道中安裝了一對發(fā)射和接收紅外線的傳感器.當(dāng)藥品顆粒通過檢測通道時，發(fā)射傳感器發(fā)射的紅外線就會被遮擋，所以接收傳感器可以檢測到存儲在PLC內(nèi)脈沖的變化。并通過特殊的算法對脈沖進(jìn)行識別、判斷，確定檢測通道中顆粒的特性，從而完成一次藥品的檢測和計數(shù)。目前,比較先進(jìn)的光電檢測技術(shù)，可以在一個單獨(dú)的檢測通道中,以500粒/分的速度檢測出2.5毫米的細(xì)小顆粒，其準(zhǔn)確度高達(dá)99.95％以上。目前國內(nèi)主要以機(jī)械數(shù)粒和光電數(shù)粒為主，并且越來越多的大型制藥廠采用第二代數(shù)粒技術(shù)。第三代是靜電場式數(shù)粒,在國外仍處于研發(fā)階段,所以它的穩(wěn)定性和成熟度還需要進(jìn)一步考證。目前國際上生產(chǎn)數(shù)粒機(jī)主要有有荷蘭的CREMER公司和美國的DT包裝集團(tuán)以及瑞士的ROMACO公司是處于領(lǐng)先地位的藥品光電數(shù)粒設(shè)備的供應(yīng)商，在全球大部分地區(qū)的市場采用率高達(dá)90％以上,主要用于全球頂級的制藥及保健品的包裝生產(chǎn)線.制藥企業(yè)的GMP認(rèn)證使得我國很多的制藥企業(yè)使用先進(jìn)的藥品包裝設(shè)備，而以廣州琺瑪珈包裝設(shè)備有限公司為代表的一批包裝設(shè)備制造商也相繼開發(fā)光電式數(shù)粒技術(shù)并予以應(yīng)用。

2光電式數(shù)粒的技術(shù)核心

要實現(xiàn)藥品顆粒高精度和高效率的裝瓶， 需要經(jīng)過藥品輸送、光電檢測計數(shù)及藥品裝瓶三個步驟，其中光電檢測技術(shù)最為重要。

2.1藥品輸送技術(shù)

根據(jù)輸送方式不同，藥品顆粒輸送可分為機(jī)械式轉(zhuǎn)動輸送和振盤振動輸送兩種。振動式輸送方式主要通過高頻振蕩器帶動振篩運(yùn)動，強(qiáng)制完成藥粒的分配和移動，從而實現(xiàn)藥品顆粒的輸送。在這種方式下，沒有強(qiáng)制機(jī)構(gòu)給藥粒帶來摩擦，藥粒分配和輸送比較均勻，所以產(chǎn)品的合格率大大提升,但同時限制了輸送的速度 。轉(zhuǎn)動式輸送方式是藥品顆粒先從料斗中傳送到一個轉(zhuǎn)盤里，轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動的同時使得藥粒均勻分配。這種方式下雖然可大量、快速的完成顆粒的強(qiáng)制分配，裝瓶和數(shù)粒的速度有保證，但是在輸送過程中藥粒容易被破壞成碎粒和粉塵，增加了不合格產(chǎn)品。

2.2光電檢測計數(shù)

光電檢測計數(shù)主要是通過紅外線傳感器發(fā)射出的光線來檢測通道中自由下落的藥粒的個數(shù)。藥品的遮擋及遮擋時間的不同使得接收傳感器接收到的紅外線信號的脈沖不斷變化，檢測計數(shù)CPU就是通過脈沖信號的變化來計算、判斷通道中藥粒的合格與否，并完成相應(yīng)的計數(shù)和記錄。通過對多種藥品的檢測來確認(rèn)合格藥品與不合格藥品的參數(shù)范圍，確保技術(shù)完成藥品的準(zhǔn)確率和合格率。

2.3藥品裝瓶技術(shù)

經(jīng)過檢測技術(shù)后的藥粒，若達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)量，可通過電氣或機(jī)械方式成組后裝到瓶中。在裝瓶技術(shù)中藥瓶控制和裝量控制這兩種技術(shù)非常關(guān)鍵。藥瓶控制就是要在裝藥之前和裝藥過程中以及裝藥之后,依照控制的指令控制藥瓶準(zhǔn)確而迅速的傳送到指定的位置。而裝量控制則是在檢測技術(shù)檢測到藥瓶數(shù)量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的裝瓶量時，通過執(zhí)行元件快速準(zhǔn)確地完成分組，以保證裝進(jìn)瓶中的藥粒個數(shù)可以達(dá)到藥粒檢測計數(shù)控制單元規(guī)定的數(shù)量。

2.4系統(tǒng)集成

藥品輸送、光電檢測計數(shù)和藥品瓶裝完成后需要進(jìn)行系統(tǒng)集成，形成產(chǎn)品，這時才能滿足藥品生產(chǎn)企業(yè)對藥品的包裝要求。目前設(shè)計包裝設(shè)備時，一般采用觸摸式平板電腦及PLC作為自動控制元件，配合其它一些像氣動檢測和自動控制之類的技術(shù)來共同完成整機(jī)的設(shè)計生產(chǎn)。

3數(shù)粒技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用

伴隨著新生的、先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，光電數(shù)粒技術(shù)存在著像小尺寸顆粒的識別精度和檢測準(zhǔn)確性的問題比較突出，即便是當(dāng)前最成熟的光電數(shù)粒技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)直徑>2.5mm的顆粒精準(zhǔn)識別，而利用三維檢測技術(shù)對于不合格產(chǎn)品只能實現(xiàn)在裝瓶后整瓶剔除，所以將單個不合格產(chǎn)品從整瓶中剔除的同時還要降低生產(chǎn)成本是目前制藥企業(yè)最迫切的要求，也是整個制藥行業(yè)生產(chǎn)的需要。藥品和其它商品相比，其價值較高、生產(chǎn)量大以及對數(shù)粒技術(shù)的需求量比較大，而且藥品多以瓶裝或者塑料袋包裝居多。因此，光電數(shù)粒技術(shù)可以結(jié)合塑料袋立式包裝 ，向醫(yī)療類行業(yè)積極推廣使用。

4結(jié)論

本文主要研究了藥品包裝中數(shù)粒式顆粒包裝技術(shù)，分析了光電式數(shù)粒計數(shù)對藥品顆粒包裝性能的影響和其各自優(yōu)劣性，對于設(shè)計顆粒式藥品包裝具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李能貴.多列袋包裝機(jī)用于人丹數(shù)粒計量的改進(jìn)探析[J].機(jī)電信息,2015.

第6篇：光電識別技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】微處理器;智能分揀系統(tǒng)

一、引言

近20年來，隨著經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的發(fā)展，商品趨于“短小輕薄”，流通趨于小批量、多品種和準(zhǔn)時制，各類配送中心的貨物分揀任務(wù)十分艱巨，分揀作業(yè)已成為一項重要的工作環(huán)節(jié)。我國目前多數(shù)配送中心和物流企業(yè)都是人工分揀。顯然，隨著分揀量的增加、分送點的增多、配貨響應(yīng)時間的縮短和服務(wù)質(zhì)量的提高，單憑人工分揀將無法滿足大規(guī)模配貨配送的要求。

同時，隨著電子商務(wù)和網(wǎng)購的快速興起，也給我國的物流快遞行業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[1]。“快遞不快”成為制約我國目前電子商務(wù)發(fā)展的一大瓶頸。電子商務(wù)市場放大了傳統(tǒng)商業(yè)模式下的銷量波動，普遍采用人工分揀的傳統(tǒng)快遞企業(yè)根本難以應(yīng)對。

然而，國外一些大中型配送中心，大多采用智能分揀系統(tǒng)進(jìn)行分揀，充分發(fā)揮了智能分揀技術(shù)分揀速度快、分揀點多、差錯率極低、效率高和基本上實現(xiàn)無人化操作的優(yōu)勢。智能分揀系統(tǒng)已成為大中型物流中心、配送中心和流通中心不可缺少的部分，在物流業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。智能分揀系統(tǒng)可以實現(xiàn)分揀的自動化、降低工人勞動強(qiáng)度的目的，有效降低分揀錯誤率、加快分揀速度、提高作業(yè)率和降低相關(guān)作業(yè)成本。

二、智能化分揀系統(tǒng)

1.系統(tǒng)的組成

如圖1所示，智能化郵包分揀系統(tǒng)由上件裝置、分揀裝置、信號識別裝置、傳動鏈、分揀格口、計算機(jī)控制系統(tǒng)組成。

圖1 智能化分揀系統(tǒng)示意圖

（1）上件裝置

上件裝置是將貼有條形碼的包裹輸送到分揀裝置上，控制上件裝置的速度使之與傳動鏈牽引保持同步，以便包裹準(zhǔn)確地輸送到分揀裝置上。

（2）分揀裝置

分揀裝置有很多種，如推出式、浮出式、傾斜式、輸送式、分支式等，不同的分揀裝置對分揀的貨物有不同的要求[2]。本文介紹1條小型的帶式輸送機(jī)作為分揀裝置，其主要由電動滾筒、轉(zhuǎn)向滾筒和輸送帶組成。其中電動滾筒為動力裝置，其根據(jù)計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令運(yùn)作，將分揀裝置上的包裹輸送到指定的格口中。

（3）信號識別裝置

信號識別裝置的作用是識別、接收待分揀包裹上條形碼的信號，根據(jù)信號要求指示，分揀裝置分揀包裹到指定的分揀格口中。信號識別有多種方式，如人工輸入、色碼掃描、鍵盤輸入、條形碼輸入、重量檢測、語音識別、形狀識別及高度檢測等[3]。將這些信號輸入到計算機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)這些信號來決定某一種物品該進(jìn)入的分揀格口。在本文中介紹所要分揀的貨物是貼有條形碼的包裹，信號識別裝置采用全向條形碼掃描儀。由于要求分揀速度快，條形碼信號的掃描為在線掃描。結(jié)合本系統(tǒng)的特點和要求以及條形碼掃描儀的價格等因素，選用新大陸系列NLS-FM-001固定式激光全自動掃描儀。

（4）傳動鏈

傳動鏈?zhǔn)窍到y(tǒng)中所有分揀裝置運(yùn)行的動力源，牽引帶式輸送機(jī)和包裹運(yùn)行。

（5）分揀卸貨道口

分揀卸貨道口是分揀物品脫離主輸送機(jī)進(jìn)行集中的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒、容器等組成滑槽，使物品從分揀裝置滑向集中站臺或其他接口設(shè)備。它的形式各種各樣，主要取決于分揀方式和場地空間。一般采用斜滑道，其上部接口設(shè)置動力輥道，把被揀商品“拉”人斜滑道。斜滑道可看作是暫存未被取走貨物的場所。當(dāng)滑道滿載時，由光電管控制、阻止分揀貨物再進(jìn)人分揀道口。此時，該分揀道口上的“滿載指示燈”會閃爍發(fā)光，通知操作人員趕快取滑道上的貨物，消除積壓現(xiàn)象[4]。一般自動分揀系統(tǒng)還設(shè)有一條專用卸貨道口，匯集“無法分揀”和因“滿載”無法進(jìn)人設(shè)定分揀道口的貨物，以作另行處理。有些自動分揀系統(tǒng)使用的分揀斜滑道在不使用時可以向上吊起，以便充分利用分揀場地

（6）計算機(jī)控制系統(tǒng)

計算機(jī)控制系統(tǒng)的作用是對掃碼器所采集的信息進(jìn)行處理，并采用單片機(jī)控制分揀裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證信息處理和物品分揀的可靠性。它是向分揀機(jī)的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳遞分揀信息，并控制整個分揀系統(tǒng)的指揮中心。自動分揀的實施主要靠它把分揀信號傳送到相應(yīng)的分揀道口，并指示啟動分揀裝置，把被揀商品推人道口內(nèi)。

2.系統(tǒng)的工作原理

包裹上均貼有條形碼，由上件裝置將包裹輸送到分揀裝置上，分揀輸送機(jī)由鏈條牽引，在分揀軌道上移動，經(jīng)過條形碼掃描器時，包裹分揀信息被條形碼掃描器采集并傳輸?shù)接嬎銠C(jī)控制系統(tǒng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。單片機(jī)控制、計算包裹到達(dá)指定分揀格口所需要的時間，以便于包裹到達(dá)分揀道口時計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號，通過控制電動滾筒啟動帶式輸送機(jī)，將包裹分揀到指定格口，達(dá)到分揀的目的[5]。

三、控制系統(tǒng)的硬件部分

1.主控制系統(tǒng)

由條形碼掃描器采集到的信號通過標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C串行口輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)將包含有分揀信息的信號與存儲在其內(nèi)的分揀信息及對應(yīng)的分揀口地址進(jìn)行比較。從比較得到分揀口的地址時開始計時，計時結(jié)束后啟動對應(yīng)的輸出口，單片機(jī)的P1口接通驅(qū)動電路，在對應(yīng)的輸出口啟動固態(tài)繼電器，從而啟動帶式輸送機(jī)的電動滾筒，進(jìn)行包裹分揀作業(yè)[6]。由于條形碼掃描器的首讀率和分辨率都很高，所設(shè)計的自動分揀系統(tǒng)很少出現(xiàn)未能分揀的包裹。對于偶爾出現(xiàn)的未分揀的包裹，可采用人工分揀的方法輔助處理。

2.條形碼識別系統(tǒng)

條形碼系統(tǒng)的組成如圖2所示，主要包括掃描系統(tǒng)、信號整形系統(tǒng)、譯碼系統(tǒng)和計算機(jī)。掃描系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)及探測器（光電轉(zhuǎn)換器）組成，完成對條形碼的光學(xué)掃描，并通過光電探測器，將掃描的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。信號整形部分由信號放大、濾波、波形整形組成，功能是將條形碼的光電掃描信號處理成標(biāo)準(zhǔn)電位的矩形波信號，高低電平的寬度和條形碼符號的條空尺寸相對應(yīng)。譯碼部分一般由嵌入式微處理器組成，功能是對條形碼的矩形波信號進(jìn)行譯碼，其結(jié)果通過接口電路輸出到條形碼應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端。

圖2 條形碼識別系統(tǒng)的組成

條形碼掃描器工作原理為：由光源發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號上面，被反射回來的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像在光電轉(zhuǎn)換器上，使之產(chǎn)生電信號，信號經(jīng)過電路放大后產(chǎn)生模擬電壓，它與照射到條碼符號上被反射回來的光成正比，再經(jīng)過濾波、整形，形成與模擬信號對應(yīng)的方波信號，經(jīng)譯碼器編譯為計算機(jī)可以直接接受的數(shù)字信號[7]。光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，其在系統(tǒng)中的作用是用于檢測是否有貨物通過傳送帶，配合各分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

3.分揀機(jī)構(gòu)

智能分揀系統(tǒng)的分揀部分采用往復(fù)式氣缸傳動裝置。目前最常選用的是標(biāo)準(zhǔn)氣缸，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。水平伸縮氣缸選用單活塞桿雙作用氣缸。單活塞桿雙作用氣缸一般由缸筒、前后缸蓋、活塞、活塞桿、密封件和緊固件等組成[8]。其工作原理：當(dāng)左側(cè)無桿腔進(jìn)氣，右側(cè)有桿腔排氣時活塞桿前伸，反之，活塞桿回縮。氣缸式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作比較穩(wěn)定，易于維修，控制過程簡單，所以有一些物流包裹分揀系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇氣缸推動式。

四、結(jié)論

快遞業(yè)的行業(yè)性質(zhì)決定了它與我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的并駕齊驅(qū)，隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的提高，傳統(tǒng)的購物方式已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的消費(fèi)需求，同時，網(wǎng)購也應(yīng)運(yùn)而生。而智能分揀系統(tǒng)與傳統(tǒng)的人工分揀相比，不但節(jié)約人力資源成本，而且具有成本低、效率高等優(yōu)點，緩解了當(dāng)代快遞業(yè)“快遞不快”的問題，特別適合中小型快遞公司對物流配送貨物分揀的需要，具有廣闊的推廣價值和市場前景。智能化程度高可完全替代人工作業(yè)，將工人從繁重的勞動中解脫出來。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：光電識別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)； 圖像壓縮 ；圖像模糊識別

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、概述

自動抄表早在1996年就出現(xiàn)，被應(yīng)用在小區(qū)的抄表工作中。經(jīng)過十多年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，技術(shù)早已升級，由分線制到總線制，由脈沖式遠(yuǎn)傳水表到現(xiàn)在的光電直讀式電子遠(yuǎn)傳水表，為用戶提供更多、更好的產(chǎn)品選擇。從產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、計數(shù)準(zhǔn)確性來說，光電直讀的電子遠(yuǎn)傳水表市場占有率最高。但是計量儀表的使用周期在計量法中是有規(guī)定的，如居民用水表為6年。對于光電直讀水表，使用的電子器件壽命一般在10年以上，電子部分已經(jīng)固化在表內(nèi)部，6年只能整表更換，這樣不但電子部分浪費(fèi)了，還增加用戶的更換成本。

針對這種情況，攝像式智能儀表監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)，使抄表系統(tǒng)具有了光電直讀水表的優(yōu)點，又可避免光電直讀表周期更換費(fèi)用高的缺點。因為攝像式圖像采集裝置與儀表是可以分離的，更換時，只需更換基表部分即可，電子部分可以重復(fù)利用。同時，當(dāng)用戶對收費(fèi)的抄表數(shù)據(jù)有異議時，可以隨時調(diào)取當(dāng)時的圖像資料，避免產(chǎn)生爭議。

二、項目總體技術(shù)方案及需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

1系統(tǒng)總體技術(shù)設(shè)計方案

基于嵌入式技術(shù)、圖像壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)的綜合應(yīng)用，是攝像式智能儀表監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù)。該系統(tǒng)基于Linux平臺的遠(yuǎn)程儀表圖像監(jiān)控設(shè)計方案，整個系統(tǒng)建立在嵌入式結(jié)構(gòu)上，實現(xiàn)高質(zhì)量的儀表圖像采集和實時處理功能。攝像式智能儀表監(jiān)測系統(tǒng)攝像式圖像采集裝置、嵌入式圖像集中監(jiān)測設(shè)備監(jiān)控中心PC機(jī)三個部分。攝像式圖像采集裝置通過攝像頭捕捉現(xiàn)場儀表的字輪讀數(shù)圖像，通過MBUS通訊接口將圖像傳輸?shù)角度胧綀D像集中監(jiān)測設(shè)備上，由開發(fā)板上的圖像采集處理模塊進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理，通過LCD觸摸屏顯示友好圖形操作界面，實現(xiàn)現(xiàn)場圖像在終端上的實時顯示和JPEG圖片的保存。利用Linux下Libjpeg庫編碼壓縮圖像，通過以太網(wǎng)接口實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心PC機(jī)上，通過接收解碼顯示現(xiàn)場儀表讀數(shù)圖像，實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)測。

2需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題

2.1 圖像的采集、壓縮處理

圖像的采集是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分，是系統(tǒng)的前端，圖像采集就是講圖像源輸出的模擬信號通過特定的處理轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，并將這些信息壓縮、存儲的過程。攝像頭抓拍的儀表字輪讀數(shù)圖像具有很好的清晰度和穩(wěn)定的感光度，有利于對字輪讀數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的識別與后期處理。

目前圖像壓縮的束腰方法有硬件壓縮和軟件壓縮，考慮到圖像的軟壓縮方法占用很多資源而且效率不高，嵌入式系統(tǒng)本身資源也有限，因此在本項目中，圖像的壓縮由硬件完成，圖像的質(zhì)量由硬件完成。

2.2 遠(yuǎn)程圖像數(shù)據(jù)的傳輸

如何實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像的遠(yuǎn)程傳輸是另外一個需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。圖像的數(shù)據(jù)量非常大，如果采用移動的GPRS方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，流量的費(fèi)用，一般的用戶難以接受。所以在項目中，現(xiàn)場的圖像集中監(jiān)測設(shè)備到監(jiān)控中心的傳輸，采用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)傳輸。

2.3 圖像模糊識別處理技術(shù)

抓取來的儀表字輪讀數(shù)圖像，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的PC機(jī)后，在系統(tǒng)管理中，除了可以看到圖像外，還需要對圖像進(jìn)行自動模糊識別，識別出儀表字輪讀數(shù)圖像的實際讀數(shù)。只有將圖像信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字后，才能計算出儀表用量。進(jìn)行下步的數(shù)據(jù)分析，例如異常用量報警等。

一般的圖像都是模擬圖像，即圖像上的信息是連續(xù)變化的模擬量。如一幅黑白灰度照片上的物體是通過照片上各點的光的強(qiáng)度不同體現(xiàn)出來的，而照片上的光強(qiáng)是一個連續(xù)變化的量，也就是說，在一定的范圍內(nèi)，光強(qiáng)的任何值都可能體現(xiàn)。對于這種模擬圖像只能采用模擬的處理方式進(jìn)行處理，例如按照光學(xué)原理用透鏡將照片放大。計算機(jī)不能接受和處理模擬信號，只有將圖像在空間和灰度上都離散化為數(shù)字信號后，或者說將模擬圖像變換為數(shù)字圖像方能接受。 而數(shù)字圖像是將連續(xù)的模擬圖像經(jīng)過離散化處理后變成計算機(jī)能夠辨識的點陣圖像。嚴(yán)格的數(shù)字圖像是一個經(jīng)過等矩形網(wǎng)格采樣，對幅度進(jìn)行等間隔量化的二維函數(shù)，因此，數(shù)字圖像實際上就是被量化的二維采樣數(shù)組。

三、項目技術(shù)創(chuàng)新性及項目完成時主要技術(shù)指標(biāo)。

1本項目的技術(shù)創(chuàng)新點

1.1圖像數(shù)據(jù)的JPEG編解碼

網(wǎng)絡(luò)傳輸前對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，利用UG（Independent JPEG Group）提供的libjpeg庫進(jìn)行圖像編解碼。參照libjpeg庫中編解碼過程，實現(xiàn)了類MYJPEG中壓縮與解壓縮成員函數(shù)。壓縮函數(shù)中參數(shù)可以靈活對壓縮圖像分辨率大小和質(zhì)量屬性進(jìn)行設(shè)置，參數(shù)pSize返回壓縮后圖像圖像的大小。而解壓縮圖像時，壓縮圖像的大小則通過參數(shù)pSize傳入。

1.2嵌入式Linux系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖像集中監(jiān)測設(shè)備

采用四路處理器并行的工作模式，可以保證在短時間內(nèi)完成對所管轄的儀表圖像的處理與傳輸。根據(jù)需要，可靈活的對設(shè)備進(jìn)行配置，事項任一時間點的定時自動采集儀表字輪讀數(shù)圖像，采集后的圖像保存在設(shè)備中，供用戶隨時查閱或上傳到PC管理主機(jī)。圖像集中監(jiān)測設(shè)備自帶NEC3.5英寸TET真彩液晶屏，并通過以太網(wǎng)通訊電路接口與監(jiān)控中心的管理PC主機(jī)連接，上傳圖像。

1.3儀表字輪讀數(shù)的模糊識別

儀表字輪讀數(shù)的的自動識別是攝像式智能儀表檢測系統(tǒng)中的重要一環(huán)，它在儀表的數(shù)據(jù)讀取和檢測中占有很重要的地位。一般情況下，我們我們抓取的圖像是彩色的，彩色圖像中含有大量的顏色信息，需要占用的大量的存儲空間資源，處理起來浪費(fèi)較多的系統(tǒng)資源，降低系統(tǒng)的執(zhí)速度。將彩色圖像通過算法進(jìn)行灰度處理，我們把圖像分為目標(biāo)和背景兩部分。這樣得到的圖像只有兩個灰度級：0和l，通常情況是目標(biāo)區(qū)的像素取1，而背景區(qū)的像素取O。形成二值圖像。在圖像抓取過程中，因光線、天氣、曝光度等因素的影響，各圖像的清晰度不同，需要對其進(jìn)行灰度變化，增強(qiáng)圖像的層次。

2項目完成時的主要技術(shù)指標(biāo)

2.1存儲功能

①水表信息（表編號、表讀數(shù)圖像、表狀態(tài)、類型、安裝位置）

②實時數(shù)據(jù)（抄表時間、表讀數(shù)圖像、表狀態(tài)）

③事件記錄（參數(shù)更改、異常狀態(tài)報警、讀表信息歷史記錄）

④操作記錄（讀表、設(shè)置表、人工轉(zhuǎn)發(fā)報警信息）

2.2 統(tǒng)計功能

①報表統(tǒng)計（單表日、月、年的信息統(tǒng)計）

②曲線（單表日月年的流量曲線）

2.3查詢功能

①水表信息（表編號、表讀數(shù)圖像、表狀態(tài)、類型、抄表時間）

②歷史記錄（抄表時間、表讀數(shù)圖像、表狀態(tài)）

③事件記錄（參數(shù)更改、異常狀態(tài)報警、讀表信息歷史記錄）

④作記錄（讀表、設(shè)置表、人工轉(zhuǎn)發(fā)報警信息）

2.4自動翻譯

拍攝的表讀數(shù)照片可自動翻譯成數(shù)字存入計算機(jī)數(shù)據(jù)庫，可編排收費(fèi)打單等。當(dāng)用戶有收費(fèi)糾紛時，可調(diào)出某月的圖像為證，以圖像為準(zhǔn)繩，設(shè)有翻譯瀏覽監(jiān)視，如因個別有錯以圖像為準(zhǔn)，不用入戶"對表"就可以準(zhǔn)確地修正。

2.5報警功能

①異常用量報警

②水表故障報警

③設(shè)備故障

3產(chǎn)品實現(xiàn)的技術(shù)路線

A.在攝像式圖像采集裝置中安裝鏡頭，對儀表的字輪讀數(shù)進(jìn)行識別與拍照。并設(shè)計了濾波電路、放大電路、雙向比較電路，以提高信號檢測的靈敏度，同時設(shè)計了模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D驅(qū)動。

B.圖像抓取功能的實現(xiàn)。設(shè)計圖像采集器與傳輸接口電路的設(shè)計，采用交互指令設(shè)計驅(qū)動程序并實現(xiàn)JPEG的圖像采集。

C.以太網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸功能的實現(xiàn)。完成以太網(wǎng)模塊的開關(guān)機(jī)啟動電路、工作狀態(tài)的指示電路和數(shù)據(jù)輸入、輸出電路等電路的設(shè)計。CPU處理器與G24之間通過AT指令實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，并設(shè)計了相應(yīng)的通訊協(xié)議和圖像傳輸軟件。

D.將嵌入式Linux操作系統(tǒng)移值到LPC2292處理器上。在Linux操作系統(tǒng)下，將應(yīng)用程序按其功能劃分作業(yè)控制任務(wù)、圖像采集任務(wù)、遠(yuǎn)程通訊任務(wù)、鍵盤控制任務(wù)、GUI任務(wù)等，實現(xiàn)多任務(wù)化操作。

E.PC管理主機(jī)的軟件設(shè)計。完成了圖像監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)連接方案設(shè)計，并使用VisualC設(shè)計PC機(jī)圖像監(jiān)測平臺的各功能模塊，實現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程讀取終端的圖像以及向終端儀表發(fā)送指令數(shù)據(jù)的功能，完成整個嵌入式遠(yuǎn)程圖像監(jiān)測系統(tǒng)的功能設(shè)計。

4項目涉及的環(huán)保污染治理措施。

本產(chǎn)品所需要原材料均為無毒、無污染物質(zhì)，生產(chǎn)過程中焊接電路板有少量氣體及煙塵產(chǎn)生，廠房中安裝抽風(fēng)機(jī)，將其排放到室外大氣中，對大氣無任何侵害，完全滿足國家廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。流量校驗用水可以循環(huán)使用，故沒有廢水排放。生產(chǎn)中約有1%的次品，可以經(jīng)返修再利用，故也沒有廢物排出，車間中只要采取常規(guī)環(huán)保措施即可。系統(tǒng)在安裝、運(yùn)行的過程不會產(chǎn)生新的污染物，對周遍環(huán)境保護(hù)是安全的。

結(jié)語

市場的需求是多樣化的，客戶的實際情況也是千差萬別，單一的產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際的市場需要。抄表系統(tǒng)的今后發(fā)展應(yīng)該是多樣化的，不僅在抄表方式選擇有無線方式、全自動方式、便攜式的，通信選擇上可以是RS485或者M(jìn)-Bus，機(jī)電轉(zhuǎn)換原理可以是脈沖計數(shù)、光電直讀和攝像式，由客戶根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇。計量儀表智能化，不僅一種技術(shù)趨勢，也是用戶選擇的必然。

參考文獻(xiàn)

[1]王剛，安琳.COMSOL Multiphysics工程實踐與理論仿真：多物理場數(shù)值分析技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社2012.

第8篇：光電識別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：新工科；實驗教學(xué)體系；改革

光電技術(shù)對經(jīng)濟(jì)和社會的推動作用日趨顯著，使光學(xué)技術(shù)從理論層面普及到光電信息技術(shù)的應(yīng)用層面。信息時代質(zhì)的飛躍的關(guān)鍵，是培養(yǎng)和依靠高素質(zhì)、復(fù)合型的光電創(chuàng)新人才[1]。作為粵港澳大灣區(qū)優(yōu)勢的光電子信息產(chǎn)業(yè)集群，在國家大力推進(jìn)粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的新形勢下，將迎來新一輪發(fā)展浪潮，產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展需要高校輸送更多優(yōu)秀的光電子信息類創(chuàng)新人才[2]。而光電專業(yè)的實驗課程體系是培養(yǎng)技術(shù)人才的重要支撐條件。

1改革思路

為培養(yǎng)符合粵港澳大灣區(qū)光電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展需求的光電專業(yè)工程人才，按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，對光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)體系開展了新工科建設(shè)改革?！耙恢行摹保淳劢箤W(xué)生工程實踐能力養(yǎng)成為中心，改革專業(yè)實驗課程體系、實驗平臺、實驗內(nèi)容和教學(xué)實施方法，提升工科人才發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、設(shè)計方案、實施方案、測試調(diào)試、團(tuán)隊協(xié)作等能力?！半p融合”，即通過科教融合和產(chǎn)教融合推動實驗教學(xué)創(chuàng)新[3]。發(fā)揮工科高校的科技創(chuàng)新和科技服務(wù)優(yōu)勢，鼓勵支持教師將科研最新成果和技術(shù)服務(wù)最新方案，轉(zhuǎn)化為實驗課程教學(xué)內(nèi)容或?qū)嶒烅椖浚话l(fā)揮粵港澳大灣區(qū)和光電產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，強(qiáng)化校企合作，產(chǎn)教融合協(xié)同育人，將部分實驗教學(xué)內(nèi)容安排在學(xué)生的企業(yè)學(xué)習(xí)階段，并建設(shè)企業(yè)實驗教學(xué)指導(dǎo)教師隊伍?！叭劳小保匆劳袑嶒炚n程建設(shè)團(tuán)隊、企業(yè)技術(shù)團(tuán)隊和實驗室管理團(tuán)隊。一是依托實驗課程建設(shè)團(tuán)隊，升級改造面向新工科改革的專業(yè)實驗課程，開發(fā)新的實驗項目；二是依托區(qū)域企業(yè)技術(shù)團(tuán)隊，發(fā)揮課程產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢，參與實驗課程教學(xué)與實驗項目建設(shè)，并指導(dǎo)學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段的工程實踐；三是依托實驗室管理團(tuán)隊，按照實驗課程體系改革要求，及時改造實驗室，升級實驗教學(xué)設(shè)備儀器，并加大實驗室開放，積極參與實踐教學(xué)指導(dǎo)[4]。

2改革內(nèi)容

按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，面向光電新工科人才培養(yǎng)，實施了光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)體系“四化”改革，即實驗課程體系分層模塊化、實驗平臺建設(shè)發(fā)展基地化、實驗課程教學(xué)實施類別化、實驗項目建設(shè)前沿工程化。2.1實驗課程體系分層模塊化。首先，優(yōu)化光電技術(shù)實驗課程層次結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步厘清了專業(yè)實驗課程的層次結(jié)構(gòu)，將實驗課程分為4個層次，如圖1所示，內(nèi)容涉及基礎(chǔ)、專業(yè)、綜合設(shè)計及綜合創(chuàng)新。依據(jù)光電新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合光電專業(yè)工程素養(yǎng)養(yǎng)成規(guī)律，將專業(yè)實驗教學(xué)分層次開設(shè)，明確各部分的工程訓(xùn)練目的和目標(biāo)。其次，模塊化設(shè)計實驗課程體系。根據(jù)實驗課程教學(xué)目標(biāo)制定相應(yīng)的實驗教學(xué)模塊的主要內(nèi)容和步驟，打破課程獨(dú)立實驗的界限，避免實驗設(shè)置的無序和可能造成的交叉重復(fù)，建立綜合實驗教學(xué)體系[5]。綜合設(shè)計性實驗打破單一課程的封閉體系，追求實驗教學(xué)體系與內(nèi)容的綜合性與整體性，形成多模塊的實驗課程體系[6]。第三，不斷開發(fā)完善實驗課程教學(xué)資源。根據(jù)光電信息技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和趨勢，依托學(xué)校、學(xué)院的優(yōu)質(zhì)師資力量，組建了一支高水平的理論教學(xué)與實驗教學(xué)指導(dǎo)教師隊伍。委托課程建設(shè)團(tuán)隊挖掘已有實驗課程潛力，持續(xù)更新與開發(fā)層次多樣、內(nèi)容豐富、選讀方式多樣、開設(shè)方式靈活的實驗課程及教學(xué)資源。2.2實驗平臺建設(shè)發(fā)展基地化。針對光電子信息學(xué)科特點，結(jié)合光電應(yīng)用型人才成長規(guī)律，提出以基地化發(fā)展思路打造光電信息技術(shù)專業(yè)實驗平臺，以平臺的建設(shè)來整合、改造和提升學(xué)校光電信息類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學(xué)水平[7]，努力將一體化平臺打造成資源共享的實驗平臺及科學(xué)管理深度開放的實踐平臺，同時也是與校外實踐平臺對接的開放平臺，通過產(chǎn)學(xué)研基地建設(shè)和對外交流來促進(jìn)人才培養(yǎng)與平臺發(fā)展。堅持創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、工程能力為核心[8]，以光電技術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，建立了本科生光電信息技術(shù)綜合實驗教學(xué)平臺——廣東省實驗教學(xué)示范中心“光電技術(shù)實驗教學(xué)示范中心”，如圖2所示。該平臺包括6個子平臺，即5個實驗教學(xué)子平臺和1個綜合創(chuàng)新實踐子平臺，可支持強(qiáng)化多學(xué)科知識的綜合訓(xùn)練，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生在涉光科技層面的應(yīng)用能力。平臺運(yùn)行堅持總結(jié)優(yōu)化與基地化發(fā)展。根據(jù)建設(shè)目標(biāo)和運(yùn)行情況，及時總結(jié)平臺運(yùn)行管理中的優(yōu)點和問題，不斷調(diào)整優(yōu)化，使平臺以最佳狀態(tài)支持光電新工科人才實踐能力培養(yǎng)。平臺運(yùn)行成熟后，調(diào)整和提升其結(jié)構(gòu)與功能，按照人才培養(yǎng)基地的高標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)平臺建設(shè)，挖掘基地化平臺對人才培養(yǎng)的復(fù)合功能與潛力。推動基地化平臺致力于全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力，并以平臺為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)校學(xué)科和專業(yè)優(yōu)勢，通過產(chǎn)學(xué)研合作與地方或大型企業(yè)加強(qiáng)交流，加強(qiáng)與校外實踐平臺的交流與合作，促進(jìn)平臺研究成果轉(zhuǎn)化和校內(nèi)外實踐平臺合作培養(yǎng)，達(dá)到學(xué)校、地方/企業(yè)、學(xué)生“三贏”局面。2.3實驗課程教學(xué)實施類別化。在實驗課程體系優(yōu)化和實驗教學(xué)平臺建設(shè)發(fā)展基礎(chǔ)上，根據(jù)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)實驗分為光源、光調(diào)制、光檢測和光成像4個方面的特點，實驗課程相應(yīng)地分為“源、調(diào)、測、像”4個類別。緊密聯(lián)系光電技術(shù)工程實際，對已有的教學(xué)與實驗資源進(jìn)行優(yōu)化整合，對應(yīng)實驗課程類別相應(yīng)建立了6個實驗教學(xué)平臺，包括基礎(chǔ)光學(xué)實驗室、激光技術(shù)實驗室、光電傳感與檢測技術(shù)實驗室、光纖與通信技術(shù)實驗室、信息光學(xué)實驗室、光電一體化實踐創(chuàng)新實驗室。新增購置一批實驗教學(xué)儀器，完成主要實驗教學(xué)儀器的更新?lián)Q代。實驗課程的類別化實施，提高了實驗室管理效率和開課使用效率，也為綜合設(shè)計性實驗和綜合創(chuàng)新實驗項目的開展，提供更好的支撐。2.4實驗項目建設(shè)前沿工程化。第一，以科教融合、科研反哺教學(xué)推動本科實驗教學(xué)項目前沿化。依托本專業(yè)教師科研能力較強(qiáng)、主持各類科研基金較多的優(yōu)勢，開設(shè)基于科研項目的綜合設(shè)計性實驗I及基于企業(yè)科技合作以及技術(shù)開發(fā)內(nèi)容的綜合設(shè)計性實驗II。新增實驗項目12個，其中創(chuàng)新實驗項目5個。學(xué)生通過進(jìn)入教師的前沿科研課題，親身感知企業(yè)的前沿應(yīng)用研究與技術(shù)開發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程能力，培養(yǎng)“應(yīng)用能力”。例如，基于光電檢測與機(jī)器視覺是目前華南地區(qū)涉光科技七大產(chǎn)業(yè)群之一的產(chǎn)業(yè)前沿優(yōu)勢，新增了8臺套“TH-02光電視覺檢測實驗儀”，開展了“光路搭建調(diào)試與面陣CCD/CMOS數(shù)據(jù)采集實驗”“面陣CCD/CMOS圖像預(yù)處理實驗”“OCR字符識別實驗”“二維碼識別實驗”“圖像模板匹配實驗”“SVM支持向量機(jī)分類器實驗”等具有示范意義的創(chuàng)新實驗項目。第二，以產(chǎn)教融合、校企協(xié)同培養(yǎng)推動學(xué)生畢業(yè)設(shè)計選題工程化。建立鼓勵基于企業(yè)實際工作內(nèi)容的畢業(yè)設(shè)計選題制度。通過該制度，使畢業(yè)設(shè)計題目更加緊密結(jié)合工程實際問題，“真心實意”作設(shè)計、“真刀真槍”做工程，縮短工程師培養(yǎng)與企業(yè)需求之間的差距，提升學(xué)生的工程應(yīng)用能力。在校企協(xié)同培養(yǎng)期間，指定企業(yè)和學(xué)校各1名指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計，讓學(xué)生到企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計。

3實施效果

3.1實驗教學(xué)隊伍建設(shè)保障更加有力。保障光電新工科人才培養(yǎng)的實驗教學(xué)體系改革有效實施的重點，在于實驗教學(xué)隊伍建設(shè)，即實驗課程建設(shè)團(tuán)隊、企業(yè)技術(shù)團(tuán)隊和實驗室管理團(tuán)隊的建設(shè)。改革進(jìn)程中，進(jìn)一步提高教學(xué)師資水平、改善師資隊伍職稱和學(xué)位結(jié)構(gòu)。校內(nèi)實驗教師具有博士學(xué)位的達(dá)到了80%以上，并要求教授主講實驗課。引進(jìn)的高水平人才7人，其中國家高層次人才1人，特聘教授3人，“青年百人”3人；選派教師到國內(nèi)外高校學(xué)習(xí)進(jìn)修，青年教師在國外高校進(jìn)修1年以上的有2名，短期進(jìn)修的1名，晉升教授2名；已具有30人規(guī)模且大部分為光電專業(yè)頂級優(yōu)秀人才的高水平實驗教師隊伍。另外，依托實驗教學(xué)平臺，積極推進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作，通過引進(jìn)或聘用，建立了校外實踐指導(dǎo)教師庫，主要來自合作企業(yè)的總工程師或技術(shù)骨干。通過聯(lián)合開發(fā)建設(shè)實驗課程、實驗項目等方式，成為推進(jìn)改革的重要依托力量。鼓勵支持實驗教師隊伍積極開展教研教改研究，近年來，獲得省級立項2項、校級立項項目12項，出版實驗教材1部。借助實驗示范中心平臺，積極與企業(yè)聯(lián)系，共建產(chǎn)學(xué)研實驗室1間，并與多家光電企業(yè)簽署了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議。3.2學(xué)生培養(yǎng)效果持續(xù)提升。近年來，經(jīng)本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生，積極參加“挑戰(zhàn)杯”“大學(xué)物理實驗大賽”“光電創(chuàng)意設(shè)計競賽”“光電創(chuàng)客競賽”等，獲得省級以上課外科技競賽獎勵達(dá)70多項。其中，2018年獲得第六屆全國大學(xué)生光電設(shè)計大賽一等獎1項、二等獎1項。本科生近3年多來獲得專利授權(quán)8項，發(fā)表第一作者科技論文12篇，其中有二區(qū)論文2篇。本專業(yè)應(yīng)屆參加就業(yè)的畢業(yè)生，90%以上進(jìn)入粵港澳大灣區(qū)光電產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域就業(yè)，用人單位普遍反饋畢業(yè)生在就業(yè)崗位可迅速承擔(dān)起相應(yīng)工程崗位職責(zé)，對畢業(yè)生的實踐創(chuàng)新能力滿意。

4結(jié)語

第9篇：光電識別技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】激光威脅告警系統(tǒng)；傳感器技術(shù)；分類與應(yīng)用

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是被研制成武器應(yīng)用到戰(zhàn)爭中來，已經(jīng)對世界各國產(chǎn)生了嚴(yán)重的激光威脅。各國軍事科研機(jī)構(gòu)開始不斷的發(fā)展激光對抗技術(shù)，其中激光威脅告警系統(tǒng)便是科研的新型成果。它可以檢測到激光威脅的存在，確定激光威脅的方位與種類等，并且能夠及時進(jìn)行告警，配合武器系統(tǒng)開展激光對抗。而作為該系統(tǒng)的核心部件，光電傳感器的作用意義重大，了解其工作原理與組成形式，才能不斷的更新該系統(tǒng)的精確度，為將來可能存在的激光戰(zhàn)爭打下堅實的基礎(chǔ)。

一、激光威脅告警系統(tǒng)中傳感器的原理與組成形式

激光威脅告警系統(tǒng)中所使用的傳感器，是一種將輸入物理量轉(zhuǎn)換為其他異種物理量的電器元件，主要由三部分構(gòu)成，敏感元件、轉(zhuǎn)換元件與信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路。其中敏感元件是能夠靈敏的探測輸入物理量并且做出相應(yīng)的元件；轉(zhuǎn)換元件將測量的物理量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成能夠便于傳輸?shù)碾娦盘枺欢盘栒{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路是將傳輸出來的電信號，轉(zhuǎn)換成其他能夠進(jìn)行顯示、處理與記錄和控制的有用信號。激光威脅告警系統(tǒng)中主要使用的是光電傳感器，主要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，之后進(jìn)行后期處理，它能夠?qū)Ρ粶y目標(biāo)的激光威脅源進(jìn)行探測與定位，描述威脅等級與種類，而這類光電傳感器一定要具有極高的靈敏度，同時不會因為激光輻射而產(chǎn)生損壞。

根據(jù)使用傳感器類別的不同，激光威脅告警系統(tǒng)又分為二極管陣列型、CCD成像型與相干識別型這三種。二極管陣列型的告警系統(tǒng)，是以圓陣列的形式來布置硅電二極管，進(jìn)而形成更大范圍的警戒區(qū)域。它又分為攔截探測與散射探測兩種，前者的復(fù)合探測器內(nèi)含有N個光學(xué)聚焦系統(tǒng)，平均分布在水平306度方位角中；后者的探測視場向外部與下部展開，形成錐形，當(dāng)激光經(jīng)過該區(qū)域時，頂部接收器就可以輕易的接收到大氣氣溶膠散射的激光。這種類型的激光威脅告警系統(tǒng)具有難度小，成本低的優(yōu)點，是目前開發(fā)程度與種類最多的。CCD成像型的告警系統(tǒng)，采用物鏡與CCD面陣元件組合的形式，其中物鏡使用廣角遠(yuǎn)心魚眼透鏡，該系統(tǒng)所具有的優(yōu)點是進(jìn)行激光地位的精度高，靈敏度好，目前科研發(fā)展前景良好。而相干識別型的告警系統(tǒng)，是利用激光的時間相干性來進(jìn)行識別與探測工作，分為Fabry-Perot與Michelson兩種類型：前者使用兩表面鍍有半反半透膜的透明平板，入射激光有一部分會穿過平板，一部分會在板間形成二次反射后穿過平板，先后射出的兩組光線會形成干涉；后者主要以分束鏡、球面反射鏡與陣列探測器為主要元件構(gòu)成激光探測器。該告警系統(tǒng)的優(yōu)點是可以對激光進(jìn)行分類識別，即排除非相干光的影響，同時可以測定激光方向與波長。

二、傳感器技術(shù)在激光威脅告警系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、CCD型離軸傳感器技術(shù)

激光威脅告警系統(tǒng)中采用的傳感器技術(shù)有許多種，而CCD型離軸傳感器則具有精準(zhǔn)定位威脅源與探測范圍達(dá)到離軸1km的優(yōu)點。該技術(shù)的原理是對探測到的激光進(jìn)行分束處理，并使用多組探測器進(jìn)行成像觀察。理論上說，當(dāng)激光射入位置不同時，會在多組探測器上顯現(xiàn)出大小不同的數(shù)個光點，通過信號轉(zhuǎn)換電路輸出的信號也各不相同，之后將這些信號統(tǒng)一輸入到計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行計算處理，就能夠?qū)ν{源的位置進(jìn)行定位。例如FOALLS系統(tǒng)就是采用該中傳感器技術(shù)，但是該項技術(shù)所要應(yīng)用到的電路復(fù)雜多樣，使用的元件較多。

2、復(fù)合傳感器技術(shù)

復(fù)合傳感器技術(shù)能夠以編碼孔徑的方式來顯示方位，具有提高探測方位角分辨率的優(yōu)點。該技術(shù)首先對多個光學(xué)聚焦系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)編碼，之后以圓形陣列的模式布置發(fā)光二極管，以此來進(jìn)行激光告警。比如英國的RLI系統(tǒng)，可以探測水平360度與上空區(qū)域的激光，分辨率為水平與垂直皆為45度，探測視場360度。雖然該傳感器技術(shù)能夠形成全方位的監(jiān)測，但是只能在特定條件下才可以進(jìn)行預(yù)警，不過因為成本低技術(shù)簡單，動態(tài)監(jiān)測效果好的優(yōu)點，已在世界各國進(jìn)行應(yīng)用。

3、干涉型光纖傳感器技術(shù)

該項傳感器技術(shù)可以根據(jù)光特性來對外部光環(huán)境變化進(jìn)行檢測，并且在無干擾的前提下進(jìn)行檢測信號的傳輸。該傳感器技術(shù)使用的傳感器，檢測的精度與靈敏度非常高，并且光纖傳輸具有良好的兼容性，動態(tài)范圍較好，相應(yīng)速度迅速。作為軍事科研一直研發(fā)的技術(shù)，目前已被適用到各種平臺中。例如德國的COLDS系統(tǒng)，其具有使用傳感器數(shù)量少，但光學(xué)窗口多的優(yōu)點。

4、集成傳感器技術(shù)

激光告警系統(tǒng)中采用集成傳感器技術(shù)，能夠降低虛假警報的報告率，而且可以滿足雙波段探測體制，滿足探測靈敏度的需求，并能夠提高探測能力。而且其探測光線的范圍很廣，從紅外線一直到可見光。例如美國的Sandia實驗室，新研制的集成傳感器就使用一個斬光探測器與機(jī)電裝置，并且為了防止地球背景光的影響，也使用了光電背景抑制技術(shù)。傳感器所使用的二維陣列能獲取更多信息，目前也考慮使用三維陣列來提升傳感器性能。該傳感器技術(shù)具有體積小，功耗低的特點，減少虛警率，并可以探測連續(xù)脈沖。

5、多傳感器技術(shù)

綜合來看，激光威脅告警系統(tǒng)中傳感器技術(shù)應(yīng)該向多傳感器技術(shù)發(fā)展。該技術(shù)是將光電傳感器、雷達(dá)、聲音傳感器等傳感器進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成一個系統(tǒng)的一體化額探測系統(tǒng)。簡單的說，就是以各種傳感技術(shù)進(jìn)行互補(bǔ)互助。目前該技術(shù)發(fā)展很快，其中當(dāng)屬美國科研機(jī)構(gòu)研究成果最多，特別是近些年，以單個傳感器的小型化與模塊化作為研發(fā)基礎(chǔ)，進(jìn)行不同傳感器的融合研發(fā)工作也有了新的進(jìn)展。比如紅外波段與CO2激光在實現(xiàn)共用孔徑與傳輸通道時，還實現(xiàn)了共用探測元件。

隨著各國激光武器的發(fā)展與應(yīng)用，激光威脅告警系統(tǒng)的研發(fā)工作也日漸趨于白熱化，各類傳感器技術(shù)也先后被應(yīng)用到告警系統(tǒng)中來。綜合比較各類傳感器技術(shù)，發(fā)現(xiàn)其各有利弊，但是其中多傳感器技術(shù)才是告警系統(tǒng)的應(yīng)用趨勢，應(yīng)該著重進(jìn)行研發(fā)與應(yīng)用。

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