河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454000
石灰石粉和偏高岭土复掺可以替代部分水泥, 有效降低水泥制品的碳排放。采用安东帕MCR 302旋转流变仪测试了新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥浆体系统的流变特性。通过单纯形重心法对石灰石粉-偏高岭土-水泥砂浆系统进行了试验设计, 利用Viscometer 5型混凝土流变仪对不同配比砂浆的流变特性进行了测试。结果表明: 随着偏高岭土掺量的增加, 水泥浆体的屈服应力和塑性黏度显著增大; 随着石灰石粉掺量的增加, 水泥浆体的屈服应力和塑性黏度呈先增大后减小的趋势; 改变砂浆胶凝材料的配比能够显著影响砂浆的流动性以及流变参数。
偏高岭土 石灰石粉 流变特性 屈服应力 塑性黏度 坍落扩展度 单纯形重心法 Bingham模型 metakaolin limestone rheological property yield stress plastic viscosity slump expansion simplex barycenter method Bingham model
1 华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室，福建 厦门 361021
2 华侨大学福建省特种能场制造重点实验室，福建 厦门 361021
针对多线结构光测量中测量效率与测量精度相矛盾的问题，提出了一种融合区域数字图像相关匹配的快速三维测量方法。采用双边滤波和大津阈值法对图像进行预处理，利用重心法提取初始条纹中心点。用双三次插值法提升初始点的局部邻域分辨率，在局部邻域内再次利用灰度重心法提高中心点的提取精度。以左图像提取的中心线为基准，利用数字图像相关法在右图像中心线附近搜索基准对应的立体匹配点，大大缩小了数字图像相关法的搜索范围，提高了测量效率和立体匹配精度。对标准块规的测量实验结果表明，该方法的中心线提取速度为Steger法的3.29倍，均方根误差相比传统极线约束立体匹配法减小了68.57%。
测量与计量 多线结构光 灰度重心法 数字图像相关法 立体匹配 三维测量 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0112003
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
在辐射成像中准确估计射线与探测器相互作用的空间位置是保障成像质量的关键步骤。为进一步提升辐射作用事件的定位效果，有效抑制重心法在辐射事件作用位置靠近探测器边缘时造成的定位偏移，针对Si-PM阵列构成的位置灵敏探测系统建立了基于响应函数的定位算法。搭建了基于CsI阵列与Si-PM阵列构成的位置灵敏探测器和基于ASIC的电子学读出系统，使用等效电阻网络简化了Si-PM阵列的输出信号数量， 通过实验获得了辐射事件在Si-PM阵列上的响应函数。实验结果表明，在同一条件下使用响应函数法在最边缘像素散点的FWHM仅为使用重心法获得FWHM的46.2%，与中央像素散点的FWHM相当，基于响应函数的辐射事件方法定位效果明显优于传统重心法的定位效果，可有效克服重心法的边缘效应。
辐射成像 位置灵敏探测器 Si-PM 重心法 radiography position sensitive detector Si-PM center of gravity method 强激光与粒子束
2022, 34(6): 066001
1 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，河北 石家庄050043
2 中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450016
在盾构实际施工过程中，为解决在对管片状态采用非接触式测量检测时，管片端面干扰较多，传统光条中心点坐标提取算法易受干扰、波动性大的问题，提出一种光条中心点坐标提取优化算法。该算法首先采用自适应阈值二值化、形态学处理等操作对图像进行预处理，消除部分干扰；其次采用加权灰度重心法提取得到初始光条中心点坐标，将此坐标作为优化对象，采用距离阈值和三次样条插值法对坐标进行初步优化和二次优化，得到最终优化的线结构光中心坐标点。试验结果表明，该算法不仅提高了中心点坐标提取精度，而且满足工业需求，实时性较高，为后续检测管片椭圆度、捕捉管片相对盾构姿态奠定了良好的基础。
盾构施工 管片 光条中心线提取 加权灰度重心法 优化 shield construction segment the center line of light stripe is extracted weighted gray barycenter method optimization
1 山东科技大学测绘与空间信息学院, 山东 青岛 266590
2 自然资源部国土卫星遥感应用中心, 北京 100048
高分七号卫星激光测高仪搭载激光监视相机和激光足印相机,获取的激光光斑和光学足印影像可辅助激光定位。提出一种考虑外界环境对足印光斑成像质量影响的足印光斑质心提取方法。将足印光斑和监视光斑进行最小二乘影像匹配,获取转换模型;由灰度重心法提取监视光斑质心;利用监视光斑质心、通过转换模型得到足印光斑质心。对100组仿真光斑和1轨高分七号卫星足印光斑数据进行测试。结果表明:本文方法提取的光斑质心偏移量标准差小于0.08 pixel,较灰度重心法和高斯拟合法提高0.1 pixel以上。对时间跨度为7个月的30轨高分七号卫星足印光斑进行测试,得到两束足印光斑质心在地面的抖动范围均小于1.2 m,且其具有较好的中长期稳定性的结论。实验结果表明高分七号卫星激光测高仪激光器与光学足印影像之间的几何关系稳定,可以使用光学足印影像辅助激光器进行在轨指向标定和几何定位处理。
遥感 光斑质心 高分七号卫星激光足印相机 灰度重心法 最小二乘影像匹配 光学学报
2021, 41(24): 2428001
曾莉欣 1,2,3赵豫斌 1,2,3陈少佳 1,2,3田兴成 1,2,3[ ... ]孙志嘉 1,2,3,*
1 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049
2 散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803
3 核探测与核电子学国家重点实验室，北京 100049
为满足中国散裂中子源（CSNS）多功能反射谱仪（MR）主探测器高气压3He多丝正比室探测器（MWPC）的需求，研制了专用的读出电子学系统。该系统主要由核心前放板和触发扇出板构成，其中以前放板为核心，采用了6块前放板实现探测器142路模拟信号的数字化，并通过判选机制甄别中子信息，将有效中子事例打包发送给后端，触发扇出板提供同一时刻到达的T0信号和触发信号，以确保数据的对齐。读出电子学系统分别在实验室和束流条件下，进行了相关指标测试，测试结果表明性能优于设计要求。目前MWPC探测器已经成功安装到MR谱仪现场，并且已经开始稳定运行。
多功能反射谱仪 多丝正比室探测器 重心法 前置放大器 可编程逻辑阵列 multi-functional reflectance spectrometer multiwire proportional chamber detector barycenter method preamplifier FPGA 强激光与粒子束
2021, 33(8): 086001
1 兰州交通大学测绘与地理信息学院, 甘肃 兰州 730070
2 自然资源部国土卫星遥感应用中心, 北京 100048
3 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心, 甘肃 兰州 730070
4 甘肃省地理国情监测工程实验室, 甘肃 兰州 730070
激光足印光斑质心的精确提取,对于提升国产卫星激光测高平面精度具有重要的实际意义。本文比较了灰度重心法、高斯拟合法和椭圆拟合法三种传统光斑质心提取算法,综合分析后提出了一种利用高斯拟合法和Canny边缘检测设置灰度阈值和距离阈值,并最终使用灰度重心法进行光斑质心提取的算法。对100组仿真光斑进行测试后的结果表明,本文算法提取的质心偏移量的标准差小于0.05 pixel,精度较其他三种算法高。使用本文提出的算法对高分七号卫星获取的某一段连续激光数据进行光斑质心提取,结果显示,高分七号卫星两束激光足印光斑在地面抖动的范围均在0.55 cm以内。本文算法和结论可为后续高分七号卫星激光测高数据的使用和研究提供一定参考。
遥感 传感器 质心提取 高斯拟合法 灰度重心法 高分七号卫星激光足印光斑 光学学报
2021, 41(10): 1012001
为了保障太阳杂光干扰下星像点质心定位的精度,本文提出了一种去阈值和杂光斜面噪声的质心定位新方法。首先,在星像点窗口内将太阳杂光灰度噪声建模为一个斜面。针对质心定位新方法,推导关于杂光斜面模型各参数估计误差的质心定位误差分析公式,尤其是关于开窗大小的函数关系。然后,基于窗口边缘像素给出杂光斜面模型的最小二乘参数估计公式。最后,采用传统的灰度重心法、去阈值灰度重心法和所提方法进行质心定位仿真测试,结果表明,所提方法的精度比传统灰度重心法和去阈值质心法的精度分别提高了2倍和15倍,是太阳杂光干扰下星像点质心定位的有效方法,具有一定的工程应用价值。
测量 星敏感器 太阳杂光 阈值 星图预处理 质心定位 灰度重心法 最小二乘法
