光電識別技術精選(九篇)

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第1篇：光電識別技術范文

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，嚴重影響棉紡織品的質量。我國國家標準GB1103-2007 《棉花細絨棉》中規定“異性纖維是指混入棉花中的對棉花及其制品質量有嚴重影響的非棉纖維和非本色棉纖維，如化學纖維、毛發、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、包裝運輸以及加工等過程中混入的有害雜質，在紡紗過程中難以清除，降低紡紗效率，織布染色后，還會在布面上出現各種色點，嚴重影響布面質量。因此，對異性纖維進行有效清理，對提高棉花和棉紡織品的質量具有重要意義。

2. 國內外棉花異性纖維的清理現狀分析

異性纖維的檢測及清除是世界棉花行業所關注的中心問題，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械研究現狀

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

（1）光學檢測技術。光學檢測即采用高分辨率的高速數字線掃描CCD相機，對過棉通道內的棉流進行高速掃描，由圖像處理設備對掃描到的圖像信息進行實時處理，發現異常時，發出指令，驅動執行機構排除，如瑞士Jossi公司的“第四代”異纖撿出設備采用CCD攝像機原理。

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

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

綜觀上述幾種原理，光電管、超聲波的優點是成本低，缺點是只能檢出較大體積的異纖；光學檢測能檢出細小異纖，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用。

2.2 國內棉花異性纖維的清理機械研究現狀

在我國由于資金、發展程度等原因，現在國內紡織行業多數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]。

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

中科院上海技術物理研究所的“光電眼”——光電子棉花異性纖維自動檢測清除系統?！肮怆娧邸钡暮诵氖菣C器視覺和智能加工技術，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箱。其檢測速度達每小時400千克棉花，相當于3個女工8小時的工作量，這一成果以后還將應用到毛料、農作物種子和汽車發動機的檢測上。盡管光電子棉花異性纖維自動檢測清除系統在技術上己經有了很大的突破，但這種技術仍然有待于提高精確度，進一步提高異性纖維的清除率。

上海中紡寶達科技有限公司的ZYG-048棉花異性纖維自動檢測清除系統：該系統利用裝于專用輸送裝置兩側的美國產高速線掃描攝像機檢測通過的棉花，將圖像信號傳至裝有DSP的處理器中，經特殊的算法處理，高性能清除裝置用高壓噴嘴將棉花中的異性纖維清除。該系統采用可見光圖像識別與紫外線檢測相結合的方法，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械發展趨勢

目前，國際上的棉花異性纖維檢測設備都朝著多光譜檢測方向發展，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現有的異性纖維在線清理設備普遍存在價格昂貴、清理效果差，且這些系統僅僅局限于異性纖維的識別剔除，沒有對異性纖維進行分類，也沒有對其進行重量統計，存在諸多在線計量功能的問題，無法滿足棉花質量評定檢驗中異性纖維含量精確測量的需要。為了更好的貫徹執行棉花異性纖維檢驗技術規范，促進我國棉花和棉紡織工業的發展，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，以適應形式方展的需要。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．GBll03-2007棉花細絨棉［S].北京：中國標準出版社，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：光電識別技術范文

*是中國光學科技的發源地，經過幾十年的建設，*已成為中國光電子領域科研、產業和人才快速發展的地區，被譽為中國光學科技和光電人才培養的搖籃。2*年*月，*被國家批準為光電子產業基地。20*年8月，*市成功承辦了第二十屆國際光學大會。*光電子產業的獨特優勢和市場前景為投資者提供了巨大商機。

*具有促進光電子技術及產業發展的創新能力。*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，41萬名各類專業技術人員。在光電子領域，有3個國家重點實驗室，設置35個相關的學科，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為主要學科的大學，在光顯示技術、發光學、現代應用光學、光學工程等優勢學科領域積累了豐富經驗，取得了一批具有自主知識產權的創新成果。

*的光電子信息產業已形成良好的勢頭。*的光電信息產業是以實現自主創新的技術成果產業化為基礎發展起來的，目前投放市場的500多種光電子產品中，80%是自主研發的技術。2000年以來，*平均每年有30種光電子及信息技術產品問世，這些產品主要集中在光顯示器件及上下游產品、光電子器件與材料、光電儀器儀表與設備、汽車電子、嵌入式軟件等領域。在光顯示器件及上下游產品方面，*擁有一支從事平板顯示技術開發和產品生產的優秀團隊，產品覆蓋了TFT-LCD、CSTN-LCD、OLED、PLED、白光二極管、發光材料等領域。*建成了中國第一條TFT-LCD生產線，是中國開展液晶技術研發的重要基地；在光電子器件與基礎材料方面，研制和生產全固體激光器，光電編碼器，指紋識別模塊，紫外寫入光柵，彩色光學玻璃，光學晶體及鍍膜材料，熒光粉及電致發光材料等100多種產品，其中90%在國內處于領先，部分技術在國際上達到先進水平；在光電儀器儀表與設備方面，主要研制和生產光電醫療儀器設備、電化學儀器、地學儀器、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、激光調阻機等產品；在汽車電子方面，以車身電子系統、車載電子系統、車輛控制系統等為重點的汽車電子產業成為*光電子產業的發展重點；在軟件方面，生物識別、信息安全、車載通訊及與光電子技術和汽車電子技術相融合的嵌入式軟件等領域的產品已成為國產軟件的知名品牌。圍繞五個優勢領域的發展，*將在研發中心及產品檢測中心等公共平臺建設、重大技術成果的產業化、風險投資及終端產品制造商的引進等方面對外開放，外商可通過各種方式開展獨資、合資和合作。

*具有良好的投資環境。*作為國家光電子產業基地，可以享受國家的專項扶持政策和振興東北老工業基地的特殊政策。20*年*月，國家實施振興東北老工業基地戰略，東北地區工業企業的固定資產，可在現行規定的折舊年限基礎上，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業政策，包括：進口TFT材料免征關稅、凈化器材免征關稅和增值稅、允許三年折舊以及液晶產品出口退稅由13%提高到17%等。20*年*月，*市把光電信息產業確定為未來五年重點扶持的三個主導產業之一，以開發區為主體，為投資者建設完備的配套環境、服務環境，讓投資者享受到國家級高新技術產業政策和經濟技術產業政策。

20*年年初，組建了*國家光電子產業基地發展股份有限公司，會同高新、凈月、汽車、經開等開發區，整合調配各類資源，編制了光電子、汽車電子嵌入式軟件工程中心、光電子產業基地工程中心和*國家汽車電子產業園區規劃等可研報告，并正式向國家信息產業部申報國家汽車電子產業園區，目前正在審評中。為推動基地與園區建設，分別與高新、凈月、汽車等開發區和吉大科技園就光電信息產業發展的投融資體系、風險投資機制、中小企業擔保、企業孵化中心建設等問題進行了探討和論證。形成了以高新區磐谷國際商務港為總部，以經開區中科院光機與物理所為產業化孵化器，以凈月啟明工業園、汽車區汽車電子工業園、高新區吉大科技園、軟件園為依托的*國家光電子產業基地總體方案，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。綜合技術服務平臺項目啟動后，將進一步推動國內外光電信息企業和項目向向*國家光電子產業基地集聚。

第3篇：光電識別技術范文

【關鍵詞】光電；目標識別；無人機

0 導言

無論是攝影、運輸等等，各行各業都在嘗試無人機的設計和應用，其中，應用最廣泛的無人機機型是四軸無人機，因為其穩定、便捷的優點獲得了大多數人的青睞。本設計通過將光電識別應用到四軸無人機上，讓無人機擁有自主尋址投放救援物資的能力。

1 設計原理

光電識別通過CMOS攝像頭采集的圖像進行識別分析，本設計需要區分不同顏色和大小的目標。

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出的光的強度指標，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，用于標識出圖像中的實際邊緣，采集到的圖片通過邊緣標記后輪廓變得更加清晰，只需要再進行簡單的參數調整即可識別出目標的相對位置。

四軸飛行器具有四個旋翼，飛行時，相π翼的旋轉方向相同，相鄰方向的旋翼方向相反，陀螺效應和扭矩效應均被抵消。通過改變相應方向旋翼的轉速，可以實現四軸飛行器的轉向。

2 設計系統的組成

本系統由飛行部分、控制部分和識別部分組成。首先通過光學高清攝像頭多次進行光學采樣，將采集到的光學信息傳送給控制終端，采集的圖像以十六進制形式儲存在MCU中，處理后獲得一個二值化的圖像數據再進一步處理。

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，支持多種數據格式，我們采用的是RAW RGB格式。程序驅動部分流程如下：

2.2 控制部分

本系統采用32位的ARM微控制器STM32作為控制終端，處理速度比傳統的8位、16位單片機快得多。

2.3 飛行部分

本系統采用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：AIL（副翼）、ELE（升降）、RUD（方向）和THR（油門），這些參數可以通過PWM控制。

3 結果和分析

不同運動方式的參數：

由此可以得出，通過參數的調節可以實現四軸飛行器的控制。

【參考文獻】

[1]劉浩蓬.植保四軸無人飛行器關鍵技術研究[D].華中農業大學，2015.

[2]宮琛.四軸飛行器的研究與設計[D].安徽理工大學，2015.

[3]何瑜.四軸飛行器控制系統設計及其姿態解算和控制算法研究[D].電子科技大學，2015.

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

第4篇：光電識別技術范文

[關鍵詞]透光；工業視覺；圖像分析；信號傳送

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

在剖布工序中，對縫剖布機上的剖布刀沿布匹上預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構，將布縫糾正到剖布刀位置。由于對縫剖布機是高速運行的，運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確性，要么降低對縫剖布機的運行速度，要么降低對縫精度。這將極大地降低生產效率，或導致布匹報廢率的提高。為了能不受布匹性質的影響，監測各類布匹的剖幅線（布縫），根據實時檢測數據使剖布刀精確對準剖幅線的設備的開發，布縫檢測系統是開發該設備的關鍵技術。

一、布縫檢測系統研究現狀分析

在對企業的調研中，目前國內乃至國際上使用唯一的產品是德國的萊默爾E+L自動剖布設備。對該設備的分析中發現，在檢測系統中，布縫位置通過手動調節光強度進行漏針檢測的方法，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，單片機數據處理后對直流電機開環控制，限制了其剖布速度與精度。

目前，國內外對自動剖布的研究主要集中在對布縫的檢測控制，且尚未出現完整的自動剖布設備。2005年，中國科學院上海光學精密機械研究所及中國科學院研究生院對光電布縫檢測器進行了研制，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轉換器、單片機和信號輸出級構成。圖1為系統工作原理圖。

該系統工作原理：半導體激光器發出的光束經準直后均勻照射在布匹上，通過布匹的透射光經濾光片濾去可見光后照射到PD陣列上，PD輸出相應的電信號，電信號經前里放大器濾波放大后送至AD轉換器，單片機控制AD轉換器進行模擬信號的采集，最后在單片機內進行信號的處理和運算，在單片機的輸出級輸出相應的布縫位置編碼。由于布匹在布縫處的透光強度較大，因此通過單片機實時采集和處理PD陣列所接收到的透射光便可實現布縫位置探測，并且把當前布縫位置按照一定編碼方式實時送給布縫糾正機構。通常布縫糾正機構是PLC控制的執行電機系統，利用PLC控制系統調整布匹的左右位置，實現布縫與剖布刀的精確對準。目前市場上尚未出現該項研究的成果轉換。

而德國的默萊爾公司在也該技術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，電眼的操作方式則是對照式燈光原理。燈光的發射光源包括了LED，光源的供應電源從數字式控制器經由CAN-BUS的連接而來。在發射光源和電眼之間則有一個保護的遮光罩，以遮斷從外部環境來的光線影響。該產品是國內自動剖布設備唯一使用的自動剖布設備，在國內市場的占有率100%，且價格相當昂貴，這也是不少中小型企業仍然使用人工的剖布設備的主要原因。

二、工業視覺系統對布縫檢測的研究基礎

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則是啟用全新的工業機器視覺檢測系統，該檢測系統將通過視覺系統與邏輯控制模塊結合，使信號為連續無極式，從而改進控制系統，可進一步提高剖布效率。

剖幅線的種類繁多，之前的漏針透光技術的研究在識別剖幅線的應用中存在很大的局限性。第一，對漏針的寬度有局限性，能監測的寬度在0.5mm-5mm；其次，對布匹的透光性有局限性，透光性能強的布匹漏針透光技術的光感芯片將無法識別該處剖幅線；第二，漏針透光技術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。漏針透光技術能滿足的布種不足市場布種的40%。要不受布匹性質的影響，檢測各類不同布匹的剖幅線，需要重新研究開發一種視覺系統。新開發的視覺系統將徹底超越漏針透光技術，擬引進最先進的視覺系統――工業機器視覺系統，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。工業機器視覺系統提取的剖幅線將不受漏針寬度、透光性能等情況的影響。

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

快速提取剖幅線技術中首次應用機器視覺系統，相比于德國萊默爾E+L自動剖布設備的漏光采集系統中通過透光點識別區分剖幅線，機器視覺系統通過CCD圖像采集，組態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中受布匹薄、厚、顏色的影響。

三、創新點

1、快速提取剖幅線技術中首次應用機器視覺系統，相比于德國萊默爾E+L自動剖布設備的漏光采集系統中通過透光點識別區分剖幅線，機器視覺系統通過CCD圖像采集，組態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中受布匹薄、厚、顏色的影響。

參考文獻

第5篇：光電識別技術范文

關鍵詞：瓶裝；包裝理瓶機；顆粒數粒

現代社會各個領域都追求實現自動化，包裝機械能為現代化加工提供有力的設備保障。目前，我國的制藥包裝機械已經初具規模，在GMP認證中獲得了長足發展。但是總體水平與國際水平還有較大差距，先進大型設備主要依賴進口。由于藥品生產的特殊性，目前制藥生產中，丸劑、片劑、膠囊等制劑很多是采用瓶裝形式包裝。醫藥包裝設備中，大顆粒、規則形狀的藥丸自動包裝技術已經有較好的基礎，但國內運行過程中會出現卡瓶、藥品數量不準、國外相關設備昂貴等問題。因為數粒式顆粒包裝可方便患者用藥和保障患者安全，所以被消費者廣泛采用，加之生產的設備性能不斷提高，藥品的尺寸偏差和重量也大大降低，顆粒包裝市場中,80%的市場被藥品數粒包裝占據著，前景不可估量。

1數粒技術發展概述

根據藥品數粒機工作原理的不同,數粒技術的發展大致可分為三代，第一代是機械式數粒，由于機械模板方式不同,機械式數粒技術還可以再分類. 當下只要能達到200瓶/分的數粒速度，這種機械式數粒機就已經是比較先進的設備了. 如果還想讓數粒的精準度提高到98％以上,還可以采用相關的在線檢測軟件.第二代是光電式數粒, 上個世紀70年代末,最先在一些歐美發達國家使用，它的核心技術是在檢測通道中安裝了一對發射和接收紅外線的傳感器.當藥品顆粒通過檢測通道時，發射傳感器發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內脈沖的變化。并通過特殊的算法對脈沖進行識別、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。目前,比較先進的光電檢測技術，可以在一個單獨的檢測通道中,以500粒/分的速度檢測出2.5毫米的細小顆粒，其準確度高達99.95％以上。目前國內主要以機械數粒和光電數粒為主，并且越來越多的大型制藥廠采用第二代數粒技術。第三代是靜電場式數粒,在國外仍處于研發階段,所以它的穩定性和成熟度還需要進一步考證。目前國際上生產數粒機主要有有荷蘭的CREMER公司和美國的DT包裝集團以及瑞士的ROMACO公司是處于領先地位的藥品光電數粒設備的供應商，在全球大部分地區的市場采用率高達90％以上,主要用于全球頂級的制藥及保健品的包裝生產線.制藥企業的GMP認證使得我國很多的制藥企業使用先進的藥品包裝設備，而以廣州琺瑪珈包裝設備有限公司為代表的一批包裝設備制造商也相繼開發光電式數粒技術并予以應用。

2光電式數粒的技術核心

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

2.1藥品輸送技術

根據輸送方式不同，藥品顆粒輸送可分為機械式轉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動，強制完成藥粒的分配和移動，從而實現藥品顆粒的輸送。在這種方式下，沒有強制機構給藥粒帶來摩擦，藥粒分配和輸送比較均勻，所以產品的合格率大大提升,但同時限制了輸送的速度 。轉動式輸送方式是藥品顆粒先從料斗中傳送到一個轉盤里，轉盤勻速轉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制分配，裝瓶和數粒的速度有保證，但是在輸送過程中藥粒容易被破壞成碎粒和粉塵，增加了不合格產品。

2.2光電檢測計數

光電檢測計數主要是通過紅外線傳感器發射出的光線來檢測通道中自由下落的藥粒的個數。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，并完成相應的計數和記錄。通過對多種藥品的檢測來確認合格藥品與不合格藥品的參數范圍，確保技術完成藥品的準確率和合格率。

2.3藥品裝瓶技術

經過檢測技術后的藥粒，若達到預先設定的數量，可通過電氣或機械方式成組后裝到瓶中。在裝瓶技術中藥瓶控制和裝量控制這兩種技術非常關鍵。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檢測到藥瓶數量達到預先設定的裝瓶量時，通過執行元件快速準確地完成分組，以保證裝進瓶中的藥粒個數可以達到藥粒檢測計數控制單元規定的數量。

2.4系統集成

藥品輸送、光電檢測計數和藥品瓶裝完成后需要進行系統集成，形成產品，這時才能滿足藥品生產企業對藥品的包裝要求。目前設計包裝設備時，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來共同完成整機的設計生產。

3數粒技術的發展趨勢及應用

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

4結論

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

參考文獻：

[1]丁維揚.馮首春編著藥品顆粒數粒技術發展及應用[J].機電工程技術,2006(04):30.

[2]宋珊珊.花生種子自動數粒儀的研制[D].河北:河北農業大學,2015.

[3]李能貴.多列袋包裝機用于人丹數粒計量的改進探析[J].機電信息,2015.

第6篇：光電識別技術范文

【關鍵詞】微處理器;智能分揀系統

一、引言

近20年來，隨著經濟和生產的發展，商品趨于“短小輕薄”，流通趨于小批量、多品種和準時制，各類配送中心的貨物分揀任務十分艱巨，分揀作業已成為一項重要的工作環節。我國目前多數配送中心和物流企業都是人工分揀。顯然，隨著分揀量的增加、分送點的增多、配貨響應時間的縮短和服務質量的提高，單憑人工分揀將無法滿足大規模配貨配送的要求。

同時，隨著電子商務和網購的快速興起，也給我國的物流快遞行業帶來了前所未有的機遇和挑戰[1]?！翱爝f不快”成為制約我國目前電子商務發展的一大瓶頸。電子商務市場放大了傳統商業模式下的銷量波動，普遍采用人工分揀的傳統快遞企業根本難以應對。

然而，國外一些大中型配送中心，大多采用智能分揀系統進行分揀，充分發揮了智能分揀技術分揀速度快、分揀點多、差錯率極低、效率高和基本上實現無人化操作的優勢。智能分揀系統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，在物流業中得到廣泛的應用。智能分揀系統可以實現分揀的自動化、降低工人勞動強度的目的，有效降低分揀錯誤率、加快分揀速度、提高作業率和降低相關作業成本。

二、智能化分揀系統

1.系統的組成

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

圖1 智能化分揀系統示意圖

（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作為分揀裝置，其主要由電動滾筒、轉向滾筒和輸送帶組成。其中電動滾筒為動力裝置，其根據計算機控制系統發出的指令運作，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系統中，根據這些信號來決定某一種物品該進入的分揀格口。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。結合本系統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

傳動鏈是系統中所有分揀裝置運行的動力源，牽引帶式輸送機和包裹運行。

（5）分揀卸貨道口

分揀卸貨道口是分揀物品脫離主輸送機進行集中的通道，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。當滑道滿載時，由光電管控制、阻止分揀貨物再進人分揀道口。此時，該分揀道口上的“滿載指示燈”會閃爍發光，通知操作人員趕快取滑道上的貨物，消除積壓現象[4]。一般自動分揀系統還設有一條專用卸貨道口，匯集“無法分揀”和因“滿載”無法進人設定分揀道口的貨物，以作另行處理。有些自動分揀系統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）計算機控制系統

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

2.系統的工作原理

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，分揀輸送機由鏈條牽引，在分揀軌道上移動，經過條形碼掃描器時，包裹分揀信息被條形碼掃描器采集并傳輸到計算機控制系統中，進行數據分析處理。單片機控制、計算包裹到達指定分揀格口所需要的時間，以便于包裹到達分揀道口時計算機控制系統發出信號，通過控制電動滾筒啟動帶式輸送機，將包裹分揀到指定格口，達到分揀的目的[5]。

三、控制系統的硬件部分

1.主控制系統

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

2.條形碼識別系統

條形碼系統的組成如圖2所示，主要包括掃描系統、信號整形系統、譯碼系統和計算機。掃描系統由光學系統及探測器（光電轉換器）組成，完成對條形碼的光學掃描，并通過光電探測器，將掃描的光信號轉換成電信號。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準電位的矩形波信號，高低電平的寬度和條形碼符號的條空尺寸相對應。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行譯碼，其結果通過接口電路輸出到條形碼應用系統的數據終端。

圖2 條形碼識別系統的組成

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

3.分揀機構

智能分揀系統的分揀部分采用往復式氣缸傳動裝置。目前最常選用的是標準氣缸，其結構和參數都已系列化、標準化、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：當左側無桿腔進氣，右側有桿腔排氣時活塞桿前伸，反之，活塞桿回縮。氣缸式的執行機構動作比較穩定，易于維修，控制過程簡單，所以有一些物流包裹分揀系統執行機構選擇氣缸推動式。

四、結論

快遞業的行業性質決定了它與我國經濟發展的并駕齊驅，隨著國民經濟水平的提高，傳統的購物方式已不能滿足人們日益增長的消費需求，同時，網購也應運而生。而智能分揀系統與傳統的人工分揀相比，不但節約人力資源成本，而且具有成本低、效率高等優點，緩解了當代快遞業“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，將工人從繁重的勞動中解脫出來。

參考文獻

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[2]龍振宇.機械設計[M].北京：機械工業出版社，2002.

[3]張根保.自動化制造系統.機械工業出版社，2006.

[4]許勝宇.配送中心的現代物流技術.物流技術與應用，1990.

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[6]李寒梅.郵政技術設備與管理[M].北京：人民郵電技術出版社，1994.

第7篇：光電識別技術范文

關鍵詞：嵌入式系統； 圖像壓縮 ；圖像模糊識別

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A

一、概述

自動抄表早在1996年就出現，被應用在小區的抄表工作中。經過十多年的產業發展，技術早已升級，由分線制到總線制，由脈沖式遠傳水表到現在的光電直讀式電子遠傳水表，為用戶提供更多、更好的產品選擇。從產品的穩定性、可靠性、計數準確性來說，光電直讀的電子遠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，電子部分已經固化在表內部，6年只能整表更換，這樣不但電子部分浪費了，還增加用戶的更換成本。

針對這種情況，攝像式智能儀表監測系統的開發，使抄表系統具有了光電直讀水表的優點，又可避免光電直讀表周期更換費用高的缺點。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，電子部分可以重復利用。同時，當用戶對收費的抄表數據有異議時，可以隨時調取當時的圖像資料，避免產生爭議。

二、項目總體技術方案及需解決的關鍵技術問題。

1系統總體技術設計方案

基于嵌入式技術、圖像壓縮編碼技術和網絡傳輸控制技術的綜合應用，是攝像式智能儀表監測系統的核心技術。該系統基于Linux平臺的遠程儀表圖像監控設計方案，整個系統建立在嵌入式結構上，實現高質量的儀表圖像采集和實時處理功能。攝像式智能儀表監測系統攝像式圖像采集裝置、嵌入式圖像集中監測設備監控中心PC機三個部分。攝像式圖像采集裝置通過攝像頭捕捉現場儀表的字輪讀數圖像，通過MBUS通訊接口將圖像傳輸到嵌入式圖像集中監測設備上，由開發板上的圖像采集處理模塊進行圖像數據處理，通過LCD觸摸屏顯示友好圖形操作界面，實現現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，通過以太網接口實時傳輸到監控中心PC機上，通過接收解碼顯示現場儀表讀數圖像，實現遠程圖像監測。

2需解決的關鍵技術問題

2.1 圖像的采集、壓縮處理

圖像的采集是整個系統的數據采集部分，是系統的前端，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變成數字信號，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圖像具有很好的清晰度和穩定的感光度，有利于對字輪讀數進行相應的識別與后期處理。

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，圖像的質量由硬件完成。

2.2 遠程圖像數據的傳輸

如何實現遠程圖像的遠程傳輸是另外一個需要解決的關鍵技術問題。圖像的數據量非常大，如果采用移動的GPRS方式傳輸到監控中心，流量的費用，一般的用戶難以接受。所以在項目中，現場的圖像集中監測設備到監控中心的傳輸，采用網絡傳輸技術，通過以太網實現圖像數據傳輸。

2.3 圖像模糊識別處理技術

抓取來的儀表字輪讀數圖像，傳輸到監控中心的PC機后，在系統管理中，除了可以看到圖像外，還需要對圖像進行自動模糊識別，識別出儀表字輪讀數圖像的實際讀數。只有將圖像信息轉化成數字后，才能計算出儀表用量。進行下步的數據分析，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度不同體現出來的，而照片上的光強是一個連續變化的量，也就是說，在一定的范圍內，光強的任何值都可能體現。對于這種模擬圖像只能采用模擬的處理方式進行處理，例如按照光學原理用透鏡將照片放大。計算機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字信號后，或者說將模擬圖像變換為數字圖像方能接受。 而數字圖像是將連續的模擬圖像經過離散化處理后變成計算機能夠辨識的點陣圖像。嚴格的數字圖像是一個經過等矩形網格采樣，對幅度進行等間隔量化的二維函數，因此，數字圖像實際上就是被量化的二維采樣數組。

三、項目技術創新性及項目完成時主要技術指標。

1本項目的技術創新點

1.1圖像數據的JPEG編解碼

網絡傳輸前對原始圖像數據進行壓縮處理，利用UG（Independent JPEG Group）提供的libjpeg庫進行圖像編解碼。參照libjpeg庫中編解碼過程，實現了類MYJPEG中壓縮與解壓縮成員函數。壓縮函數中參數可以靈活對壓縮圖像分辨率大小和質量屬性進行設置，參數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pSize傳入。

1.2嵌入式Linux系統結構的圖像集中監測設備

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

1.3儀表字輪讀數的模糊識別

儀表字輪讀數的的自動識別是攝像式智能儀表檢測系統中的重要一環，它在儀表的數據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，處理起來浪費較多的系統資源，降低系統的執速度。將彩色圖像通過算法進行灰度處理，我們把圖像分為目標和背景兩部分。這樣得到的圖像只有兩個灰度級：0和l，通常情況是目標區的像素取1，而背景區的像素取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，需要對其進行灰度變化，增強圖像的層次。

2項目完成時的主要技術指標

2.1存儲功能

①水表信息（表編號、表讀數圖像、表狀態、類型、安裝位置）

②實時數據（抄表時間、表讀數圖像、表狀態）

③事件記錄（參數更改、異常狀態報警、讀表信息歷史記錄）

④操作記錄（讀表、設置表、人工轉發報警信息）

2.2 統計功能

①報表統計（單表日、月、年的信息統計）

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、表讀數圖像、表狀態、類型、抄表時間）

②歷史記錄（抄表時間、表讀數圖像、表狀態）

③事件記錄（參數更改、異常狀態報警、讀表信息歷史記錄）

④作記錄（讀表、設置表、人工轉發報警信息）

2.4自動翻譯

拍攝的表讀數照片可自動翻譯成數字存入計算機數據庫，可編排收費打單等。當用戶有收費糾紛時，可調出某月的圖像為證，以圖像為準繩，設有翻譯瀏覽監視，如因個別有錯以圖像為準，不用入戶"對表"就可以準確地修正。

2.5報警功能

①異常用量報警

②水表故障報警

③設備故障

3產品實現的技術路線

A.在攝像式圖像采集裝置中安裝鏡頭，對儀表的字輪讀數進行識別與拍照。并設計了濾波電路、放大電路、雙向比較電路，以提高信號檢測的靈敏度，同時設計了模數轉換A/D驅動。

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

C.以太網遠程傳輸功能的實現。完成以太網模塊的開關機啟動電路、工作狀態的指示電路和數據輸入、輸出電路等電路的設計。CPU處理器與G24之間通過AT指令實現數據的接收與發送，并設計了相應的通訊協議和圖像傳輸軟件。

D.將嵌入式Linux操作系統移值到LPC2292處理器上。在Linux操作系統下，將應用程序按其功能劃分作業控制任務、圖像采集任務、遠程通訊任務、鍵盤控制任務、GUI任務等，實現多任務化操作。

E.PC管理主機的軟件設計。完成了圖像監控中心的網絡連接方案設計，并使用VisualC設計PC機圖像監測平臺的各功能模塊，實現了通過網絡遠程讀取終端的圖像以及向終端儀表發送指令數據的功能，完成整個嵌入式遠程圖像監測系統的功能設計。

4項目涉及的環保污染治理措施。

本產品所需要原材料均為無毒、無污染物質，生產過程中焊接電路板有少量氣體及煙塵產生，廠房中安裝抽風機，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準。流量校驗用水可以循環使用，故沒有廢水排放。生產中約有1%的次品，可以經返修再利用，故也沒有廢物排出，車間中只要采取常規環保措施即可。系統在安裝、運行的過程不會產生新的污染物，對周遍環境保護是安全的。

結語

市場的需求是多樣化的，客戶的實際情況也是千差萬別，單一的產品遠遠不能滿足實際的市場需要。抄表系統的今后發展應該是多樣化的，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-Bus，機電轉換原理可以是脈沖計數、光電直讀和攝像式，由客戶根據實際需要進行選擇。計量儀表智能化，不僅一種技術趨勢，也是用戶選擇的必然。

參考文獻

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

第8篇：光電識別技術范文

關鍵詞：新工科；實驗教學體系；改革

光電技術對經濟和社會的推動作用日趨顯著，使光學技術從理論層面普及到光電信息技術的應用層面。信息時代質的飛躍的關鍵，是培養和依靠高素質、復合型的光電創新人才[1]。作為粵港澳大灣區優勢的光電子信息產業集群，在國家大力推進粵港澳大灣區建設的新形勢下，將迎來新一輪發展浪潮，產業升級發展需要高校輸送更多優秀的光電子信息類創新人才[2]。而光電專業的實驗課程體系是培養技術人才的重要支撐條件。

1改革思路

為培養符合粵港澳大灣區光電產業轉型升級發展需求的光電專業工程人才，按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，對光電信息科學與工程專業的實驗教學體系開展了新工科建設改革。“一中心”，即聚焦學生工程實踐能力養成為中心，改革專業實驗課程體系、實驗平臺、實驗內容和教學實施方法，提升工科人才發現問題、分析問題、設計方案、實施方案、測試調試、團隊協作等能力?！半p融合”，即通過科教融合和產教融合推動實驗教學創新[3]。發揮工科高校的科技創新和科技服務優勢，鼓勵支持教師將科研最新成果和技術服務最新方案，轉化為實驗課程教學內容或實驗項目；發揮粵港澳大灣區和光電產業集群優勢，強化校企合作，產教融合協同育人，將部分實驗教學內容安排在學生的企業學習階段，并建設企業實驗教學指導教師隊伍?！叭劳小?，即依托實驗課程建設團隊、企業技術團隊和實驗室管理團隊。一是依托實驗課程建設團隊，升級改造面向新工科改革的專業實驗課程，開發新的實驗項目；二是依托區域企業技術團隊，發揮課程產業創新優勢，參與實驗課程教學與實驗項目建設，并指導學生在企業學習階段的工程實踐；三是依托實驗室管理團隊，按照實驗課程體系改革要求，及時改造實驗室，升級實驗教學設備儀器，并加大實驗室開放，積極參與實踐教學指導[4]。

2改革內容

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，實施了光電信息科學與工程專業的實驗教學體系“四化”改革，即實驗課程體系分層模塊化、實驗平臺建設發展基地化、實驗課程教學實施類別化、實驗項目建設前沿工程化。2.1實驗課程體系分層模塊化。首先，優化光電技術實驗課程層次結構。進一步厘清了專業實驗課程的層次結構，將實驗課程分為4個層次，如圖1所示，內容涉及基礎、專業、綜合設計及綜合創新。依據光電新工科人才培養目標，結合光電專業工程素養養成規律，將專業實驗教學分層次開設，明確各部分的工程訓練目的和目標。其次，模塊化設計實驗課程體系。根據實驗課程教學目標制定相應的實驗教學模塊的主要內容和步驟，打破課程獨立實驗的界限，避免實驗設置的無序和可能造成的交叉重復，建立綜合實驗教學體系[5]。綜合設計性實驗打破單一課程的封閉體系，追求實驗教學體系與內容的綜合性與整體性，形成多模塊的實驗課程體系[6]。第三，不斷開發完善實驗課程教學資源。根據光電信息技術的發展規律和趨勢，依托學校、學院的優質師資力量，組建了一支高水平的理論教學與實驗教學指導教師隊伍。委托課程建設團隊挖掘已有實驗課程潛力，持續更新與開發層次多樣、內容豐富、選讀方式多樣、開設方式靈活的實驗課程及教學資源。2.2實驗平臺建設發展基地化。針對光電子信息學科特點，結合光電應用型人才成長規律，提出以基地化發展思路打造光電信息技術專業實驗平臺，以平臺的建設來整合、改造和提升學校光電信息類創新創業實踐教學水平[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，通過產學研基地建設和對外交流來促進人才培養與平臺發展。堅持創新型、綜合化、全周期工程教育理念，以培養學生的綜合運用能力、創新能力、工程能力為核心[8]，以光電技術創新能力培養為目標，建立了本科生光電信息技術綜合實驗教學平臺——廣東省實驗教學示范中心“光電技術實驗教學示范中心”，如圖2所示。該平臺包括6個子平臺，即5個實驗教學子平臺和1個綜合創新實踐子平臺，可支持強化多學科知識的綜合訓練，鍛煉和培養學生在涉光科技層面的應用能力。平臺運行堅持總結優化與基地化發展。根據建設目標和運行情況，及時總結平臺運行管理中的優點和問題，不斷調整優化，使平臺以最佳狀態支持光電新工科人才實踐能力培養。平臺運行成熟后，調整和提升其結構與功能，按照人才培養基地的高標準推進平臺建設，挖掘基地化平臺對人才培養的復合功能與潛力。推動基地化平臺致力于全面提升學生創新能力，并以平臺為基礎，結合學校學科和專業優勢，通過產學研合作與地方或大型企業加強交流，加強與校外實踐平臺的交流與合作，促進平臺研究成果轉化和校內外實踐平臺合作培養，達到學校、地方/企業、學生“三贏”局面。2.3實驗課程教學實施類別化。在實驗課程體系優化和實驗教學平臺建設發展基礎上，根據光電信息科學與工程專業實驗分為光源、光調制、光檢測和光成像4個方面的特點，實驗課程相應地分為“源、調、測、像”4個類別。緊密聯系光電技術工程實際，對已有的教學與實驗資源進行優化整合，對應實驗課程類別相應建立了6個實驗教學平臺，包括基礎光學實驗室、激光技術實驗室、光電傳感與檢測技術實驗室、光纖與通信技術實驗室、信息光學實驗室、光電一體化實踐創新實驗室。新增購置一批實驗教學儀器，完成主要實驗教學儀器的更新換代。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，也為綜合設計性實驗和綜合創新實驗項目的開展，提供更好的支撐。2.4實驗項目建設前沿工程化。第一，以科教融合、科研反哺教學推動本科實驗教學項目前沿化。依托本專業教師科研能力較強、主持各類科研基金較多的優勢，開設基于科研項目的綜合設計性實驗I及基于企業科技合作以及技術開發內容的綜合設計性實驗II。新增實驗項目12個，其中創新實驗項目5個。學生通過進入教師的前沿科研課題，親身感知企業的前沿應用研究與技術開發，培養創新能力和工程能力，培養“應用能力”。例如，基于光電檢測與機器視覺是目前華南地區涉光科技七大產業群之一的產業前沿優勢，新增了8臺套“TH-02光電視覺檢測實驗儀”，開展了“光路搭建調試與面陣CCD/CMOS數據采集實驗”“面陣CCD/CMOS圖像預處理實驗”“OCR字符識別實驗”“二維碼識別實驗”“圖像模板匹配實驗”“SVM支持向量機分類器實驗”等具有示范意義的創新實驗項目。第二，以產教融合、校企協同培養推動學生畢業設計選題工程化。建立鼓勵基于企業實際工作內容的畢業設計選題制度。通過該制度，使畢業設計題目更加緊密結合工程實際問題，“真心實意”作設計、“真刀真槍”做工程，縮短工程師培養與企業需求之間的差距，提升學生的工程應用能力。在校企協同培養期間，指定企業和學校各1名指導教師共同指導學生畢業設計，讓學生到企業完成畢業設計。

3實施效果

3.1實驗教學隊伍建設保障更加有力。保障光電新工科人才培養的實驗教學體系改革有效實施的重點，在于實驗教學隊伍建設，即實驗課程建設團隊、企業技術團隊和實驗室管理團隊的建設。改革進程中，進一步提高教學師資水平、改善師資隊伍職稱和學位結構。校內實驗教師具有博士學位的達到了80%以上，并要求教授主講實驗課。引進的高水平人才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；選派教師到國內外高校學習進修，青年教師在國外高校進修1年以上的有2名，短期進修的1名，晉升教授2名；已具有30人規模且大部分為光電專業頂級優秀人才的高水平實驗教師隊伍。另外，依托實驗教學平臺，積極推進產教融合、校企合作，通過引進或聘用，建立了校外實踐指導教師庫，主要來自合作企業的總工程師或技術骨干。通過聯合開發建設實驗課程、實驗項目等方式，成為推進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，積極與企業聯系，共建產學研實驗室1間，并與多家光電企業簽署了產學研合作協議。3.2學生培養效果持續提升。近年來，經本專業培養的學生，積極參加“挑戰杯”“大學物理實驗大賽”“光電創意設計競賽”“光電創客競賽”等，獲得省級以上課外科技競賽獎勵達70多項。其中，2018年獲得第六屆全國大學生光電設計大賽一等獎1項、二等獎1項。本科生近3年多來獲得專利授權8項，發表第一作者科技論文12篇，其中有二區論文2篇。本專業應屆參加就業的畢業生，90%以上進入粵港澳大灣區光電產業領域就業，用人單位普遍反饋畢業生在就業崗位可迅速承擔起相應工程崗位職責，對畢業生的實踐創新能力滿意。

4結語

第9篇：光電識別技術范文

【關鍵詞】激光威脅告警系統；傳感器技術；分類與應用

隨著激光技術的不斷發展，特別是被研制成武器應用到戰爭中來，已經對世界各國產生了嚴重的激光威脅。各國軍事科研機構開始不斷的發展激光對抗技術，其中激光威脅告警系統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，并且能夠及時進行告警，配合武器系統開展激光對抗。而作為該系統的核心部件，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的精確度，為將來可能存在的激光戰爭打下堅實的基礎。

一、激光威脅告警系統中傳感器的原理與組成形式

激光威脅告警系統中所使用的傳感器，是一種將輸入物理量轉換為其他異種物理量的電器元件，主要由三部分構成，敏感元件、轉換元件與信號調節轉換電路。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的元件；轉換元件將測量的物理量進行轉換，變成能夠便于傳輸的電信號；而信號調節轉換電路是將傳輸出來的電信號，轉換成其他能夠進行顯示、處理與記錄和控制的有用信號。激光威脅告警系統中主要使用的是光電傳感器，主要將光信號轉換成電信號，之后進行后期處理，它能夠對被測目標的激光威脅源進行探測與定位，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生損壞。

根據使用傳感器類別的不同，激光威脅告警系統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，是以圓陣列的形式來布置硅電二極管，進而形成更大范圍的警戒區域。它又分為攔截探測與散射探測兩種，前者的復合探測器內含有N個光學聚焦系統，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，當激光經過該區域時，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具有難度小，成本低的優點，是目前開發程度與種類最多的。CCD成像型的告警系統，采用物鏡與CCD面陣元件組合的形式，其中物鏡使用廣角遠心魚眼透鏡，該系統所具有的優點是進行激光地位的精度高，靈敏度好，目前科研發展前景良好。而相干識別型的告警系統，是利用激光的時間相干性來進行識別與探測工作，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成激光探測器。該告警系統的優點是可以對激光進行分類識別，即排除非相干光的影響，同時可以測定激光方向與波長。

二、傳感器技術在激光威脅告警系統中的應用

1、CCD型離軸傳感器技術

激光威脅告警系統中采用的傳感器技術有許多種，而CCD型離軸傳感器則具有精準定位威脅源與探測范圍達到離軸1km的優點。該技術的原理是對探測到的激光進行分束處理，并使用多組探測器進行成像觀察。理論上說，當激光射入位置不同時，會在多組探測器上顯現出大小不同的數個光點，通過信號轉換電路輸出的信號也各不相同，之后將這些信號統一輸入到計算機內進行計算處理，就能夠對威脅源的位置進行定位。例如FOALLS系統就是采用該中傳感器技術，但是該項技術所要應用到的電路復雜多樣，使用的元件較多。

2、復合傳感器技術

復合傳感器技術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點。該技術首先對多個光學聚焦系統進行系統編碼，之后以圓形陣列的模式布置發光二極管，以此來進行激光告警。比如英國的RLI系統，可以探測水平360度與上空區域的激光，分辨率為水平與垂直皆為45度，探測視場360度。雖然該傳感器技術能夠形成全方位的監測，但是只能在特定條件下才可以進行預警，不過因為成本低技術簡單，動態監測效果好的優點，已在世界各國進行應用。

3、干涉型光纖傳感器技術

該項傳感器技術可以根據光特性來對外部光環境變化進行檢測，并且在無干擾的前提下進行檢測信號的傳輸。該傳感器技術使用的傳感器，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，動態范圍較好，相應速度迅速。作為軍事科研一直研發的技術，目前已被適用到各種平臺中。例如德國的COLDS系統，其具有使用傳感器數量少，但光學窗口多的優點。

4、集成傳感器技術

激光告警系統中采用集成傳感器技術，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。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。該傳感器技術具有體積小，功耗低的特點，減少虛警率，并可以探測連續脈沖。

5、多傳感器技術

綜合來看，激光威脅告警系統中傳感器技術應該向多傳感器技術發展。該技術是將光電傳感器、雷達、聲音傳感器等傳感器進行有機結合，形成一個系統的一體化額探測系統。簡單的說，就是以各種傳感技術進行互補互助。目前該技術發展很快，其中當屬美國科研機構研究成果最多，特別是近些年，以單個傳感器的小型化與模塊化作為研發基礎，進行不同傳感器的融合研發工作也有了新的進展。比如紅外波段與CO2激光在實現共用孔徑與傳輸通道時，還實現了共用探測元件。

隨著各國激光武器的發展與應用，激光威脅告警系統的研發工作也日漸趨于白熱化，各類傳感器技術也先后被應用到告警系統中來。綜合比較各類傳感器技術，發現其各有利弊，但是其中多傳感器技術才是告警系統的應用趨勢，應該著重進行研發與應用。

參考文獻

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