摘要：介紹了線(xiàn)陣CCD光積分時(shí)間的自適應(yīng)控制原理，推出了外總線(xiàn)接口電氣協(xié)議，完成了單同軸電纜雙向時(shí)分復(fù)用傳輸外總線(xiàn)的設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足了長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓こ虒?shí)用要求。

關(guān)鍵詞：線(xiàn)陣CCD光積分時(shí)間外總線(xiàn)自適應(yīng)控制

線(xiàn)陣CCD在圖像傳感和測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用中發(fā)欣極為迅速。為滿(mǎn)足自適應(yīng)測(cè)量的工程化需要，設(shè)計(jì)出了基于線(xiàn)陣CCD的單同軸電纜雙向時(shí)分復(fù)用傳輸外總線(xiàn)。

在數(shù)據(jù)采集測(cè)量系統(tǒng)中，CCD視頻信號(hào)的最大幅度需要調(diào)理到ADC的滿(mǎn)量程。CCD信號(hào)的最大幅值的決定因素有三個(gè)：CCD器件的光電靈敏度、光積分時(shí)間和屯照度。在選定CCD器件后，該值只取決于光積分時(shí)間和光照度。

在不同工作現(xiàn)場(chǎng)和工作現(xiàn)場(chǎng)的不同時(shí)段，光強(qiáng)是經(jīng)常變化的，如果CCD器件的光積分時(shí)間固定，則光照度的變化將導(dǎo)致CCD視頻輸出信號(hào)幅值的變化。而實(shí)際上所希望的是，在光照度變化的情形下，應(yīng)保持視頻輸出信號(hào)最大幅值穩(wěn)定，這可通過(guò)光積分時(shí)間的自適應(yīng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在CCD信號(hào)采用二值化數(shù)據(jù)處理和像元細(xì)分處理過(guò)程中，一幀數(shù)據(jù)中被檢測(cè)對(duì)象的量測(cè)信息往往在邊界特征和像元信號(hào)的幅度最值位置，故光積分時(shí)間的改變不影響靜態(tài)被測(cè)量。

1CCD器件驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介

摘要：詳細(xì)介紹紫金山天文臺(tái)紅外實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的CCD相機(jī)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)柯達(dá)CCD芯片KAF-0401LE的時(shí)序要求，用復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）實(shí)現(xiàn)了CCD的時(shí)序；采用相關(guān)雙采樣技術(shù)降低探測(cè)信號(hào)噪聲；用89C51作下位機(jī)控制，通過(guò)RS232與上位計(jì)算機(jī)通信；系統(tǒng)控制軟件采用VisualC++編寫(xiě)。

關(guān)鍵詞：CCDCPLD相關(guān)雙采樣控制系統(tǒng)串口通信

引言

CCD通常分為3個(gè)等級(jí)；商業(yè)級(jí)、工程級(jí)和科學(xué)級(jí)。3個(gè)級(jí)別的要求一級(jí)比一級(jí)高。衡量CCD的性能主要從以下幾個(gè)方面：量子效率和響應(yīng)度、噪聲等效功率和探測(cè)度，即動(dòng)態(tài)范圍和電荷轉(zhuǎn)移效率等。科學(xué)級(jí)CCD以其高光子轉(zhuǎn)換效率、寬頻譜響應(yīng)、良好線(xiàn)性度和寬動(dòng)態(tài)范圍廣泛用于天文觀(guān)測(cè)，已成為望遠(yuǎn)鏡測(cè)必不可少的后端設(shè)備。國(guó)內(nèi)各天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡終端都是從外圍引起的成套設(shè)備，使用和維護(hù)很不方便，并且價(jià)格昂貴，因此國(guó)內(nèi)迫切需要發(fā)展自己的CCD技術(shù)。紫金山天文臺(tái)紅外實(shí)驗(yàn)室對(duì)這一課題進(jìn)行了深入研究，廣泛調(diào)研，認(rèn)真選取，從芯片開(kāi)始一直到系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，搭建了自己的CDD相機(jī)系統(tǒng)。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

CCD芯片決定相機(jī)系統(tǒng)的性能，為此我們廣泛調(diào)研，最后選定柯達(dá)公司的KAF-0401LE芯片。它動(dòng)態(tài)范圍大（70dB），電荷轉(zhuǎn)移效率高（0.99999），波長(zhǎng)響應(yīng)范圍寬（0.4μm～1.0μm），低暗電流（在25℃條件下，7pA/cm2），量子效率為35%，并且具有抗飽和性，能夠滿(mǎn)足科學(xué)觀(guān)測(cè)的要求，既可用于光譜分析，又可用于成像觀(guān)測(cè)。

摘要：根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和CCD圖像分析測(cè)量原理，介紹了對(duì)FAST饋源艙多個(gè)位置和姿態(tài)的靜態(tài)定標(biāo)，以及對(duì)艙體特征點(diǎn)的圖形坐標(biāo)的攝取。推導(dǎo)了實(shí)驗(yàn)中所需饋源艙的空間坐標(biāo)變換矩陣，實(shí)現(xiàn)了對(duì)饋源艙的動(dòng)態(tài)跟蹤，并為艙體的閉環(huán)控制提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺(jué)CCD圖像分析靜態(tài)定標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤

作為國(guó)際新一代大射電望遠(yuǎn)鏡（LT）陣計(jì)劃的第一步，擬在我國(guó)先行實(shí)施一項(xiàng)FAST（FivehundredmetersApertureSphericalTelescope）項(xiàng)目工程。目前國(guó)際上正在更新的Arecibo系統(tǒng)難以滿(mǎn)足LT基本單元的要求：低造價(jià)、大天空覆蓋、寬帶以及偏振觀(guān)測(cè)。全球最大的射電望遠(yuǎn)鏡是位于美國(guó)波多里格的Arecibo305m口徑天線(xiàn)，但它具有天空覆蓋?。ㄌ祉敀呙杞莾H20°）的嚴(yán)重缺陷，以及造價(jià)太高、跟蹤精度低的不足。FAST項(xiàng)目計(jì)劃利用我國(guó)某地獨(dú)一無(wú)二的喀斯特（Karst）洼地，鋪設(shè)主天線(xiàn)的球面望遠(yuǎn)鏡，建造口徑為500m的射電望遠(yuǎn)鏡。這種射電望遠(yuǎn)鏡取消了主反射面的運(yùn)動(dòng)，改用饋源移動(dòng)跟蹤目標(biāo)，基本不受重力形變的影響，可把主反射面建造得很大。

對(duì)射電望遠(yuǎn)鏡的饋源艙實(shí)施閉環(huán)控制的前提條件是已知饋源艙的位置及姿態(tài)，故需對(duì)饋源艙進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，以取得相關(guān)數(shù)據(jù)。本文根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和CCD圖像分析測(cè)量原理，詳細(xì)介紹了對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械酿佋磁撨M(jìn)行靜態(tài)定標(biāo)與動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)量的原理及方法。

1CCD測(cè)量系統(tǒng)

結(jié)合課題情況，可考慮使用的測(cè)量方法有以下四種：（1）GPS定位系統(tǒng)：測(cè)量范圍大，差分處理后的測(cè)量精度較高，不足是測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)。（2）無(wú)線(xiàn)電定位：受環(huán)境影響小，測(cè)量范圍大，可在較惡劣的環(huán)境中工作。但測(cè)量成本較高，且無(wú)線(xiàn)電信號(hào)會(huì)影響射電天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)宇宙信號(hào)的接收。（3）激光全站儀：測(cè)量范圍大、測(cè)量精度高、采樣周期高。但系統(tǒng)的采樣間隔具有不穩(wěn)定性、時(shí)延性與較低的動(dòng)態(tài)精度（3mm），這給控制帶來(lái)較大難度。另外受環(huán)境影響較大，在降雨和大風(fēng)揚(yáng)塵等較惡劣的環(huán)境下，測(cè)量精度會(huì)受影響，且價(jià)格很高（一臺(tái)Leica大約價(jià)值18萬(wàn)元）。（4）CCD三維測(cè)量系統(tǒng)：成本低，測(cè)量范圍較小時(shí)測(cè)量精度較高。但由于測(cè)量數(shù)據(jù)量大，動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)。另外環(huán)境因素對(duì)測(cè)量精度的影響也較大，夜間工作有一定限制。

OLYMPUS電子內(nèi)鏡是集光學(xué)、機(jī)械、電子學(xué)于一體昂貴易損的精密儀器[1]，具有性能卓越、操作方便、圖像清晰、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料特殊、精密度高，因此要求內(nèi)鏡室護(hù)士不但要做好內(nèi)鏡診療的配合工作，而且還要做好內(nèi)鏡常見(jiàn)故障的預(yù)防和處理工作。現(xiàn)通過(guò)整理統(tǒng)計(jì)筆者醫(yī)院2007年7月~2011年2月對(duì)OLYMPUS電子內(nèi)鏡使用中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障狀況，以便做到有效預(yù)防和及時(shí)處理后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好、節(jié)省維修費(fèi)用，工作效率、安全性能及經(jīng)濟(jì)效益有了明顯提高。現(xiàn)報(bào)告如下：

1一般資料

我院現(xiàn)有OLYMPUS電子內(nèi)鏡系列共3套，使用這些儀器設(shè)備完成了內(nèi)鏡檢查術(shù)、息肉摘除術(shù)、取異物術(shù)、止血術(shù)、狹窄擴(kuò)張術(shù)等共8694例，其中胃鏡8135例，腸鏡559例。發(fā)生孔道堵塞39例，自行疏通32例，廠(chǎng)家疏通7例；角度鋼絲斷裂2例；外管龜裂2例。

2常見(jiàn)故障及原因分析

2.1送氣、送水不暢送氣、送水不暢是內(nèi)鏡使用過(guò)程中最常見(jiàn)的故障。OLYMPUS電子內(nèi)鏡出氣、出水通道設(shè)計(jì)成“Y”型，出氣、出水管道共用一個(gè)通道由噴嘴噴出，噴嘴呈扁平狀，口徑才幾毫米，極易被黏液、血液、胃黏膜中的蛋白質(zhì)凝固物所阻塞。

2.2CCD故障CCD是電子內(nèi)鏡的核心部分，是帶有光電耦合元件的微型攝像系統(tǒng)。它將不同光譜及不同強(qiáng)度的反射光轉(zhuǎn)變成電訊號(hào)，由電纜送入存貯器處理還原光訊號(hào)在屏幕上顯示彩色圖像[2]。CCD一旦損壞，直接導(dǎo)致圖像不能顯示而影響診斷，是內(nèi)鏡使用過(guò)程中最嚴(yán)重的故障。

一、逆向工程技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展概況

逆向工程(ReverseEngineering)作為一項(xiàng)新的先進(jìn)制造技術(shù)被提出是在上世紀(jì)八十年代末至九十年代初。當(dāng)時(shí)首先由美國(guó)汽車(chē)龍頭—福特汽車(chē)公司倡導(dǎo)的汽車(chē)“2毫米工程”對(duì)傳統(tǒng)的制造業(yè)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。它要求將質(zhì)量控制從最終產(chǎn)品的檢驗(yàn)和檢測(cè)，提前到產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段。減小開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，降低開(kāi)發(fā)成本，加快產(chǎn)品成功開(kāi)發(fā)的周期。九十年代初在世界范圍內(nèi)掀起了所謂“先進(jìn)制造技術(shù)及設(shè)備”的研究、開(kāi)發(fā)熱潮。

在計(jì)算機(jī)高度發(fā)展的今天，三維立體的幾何造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于工模具的設(shè)計(jì)、方案評(píng)審，自動(dòng)化加工制造及管理維護(hù)等各方面。而往往我們都會(huì)遇到這樣的難題，就是客戶(hù)給你的只有一個(gè)實(shí)物樣品或手扳模型，沒(méi)有圖紙CAD數(shù)據(jù)檔案，工程人員沒(méi)法得到準(zhǔn)確的尺寸，制造模具就更為困難。用傳統(tǒng)的雕刻方法，時(shí)間長(zhǎng)而效果不佳，這時(shí)我們就需要采用各種測(cè)量手段及三維幾何建模方法，將原有實(shí)物轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)上的三維數(shù)字模型。這就是所謂逆向工程(ReverseEngineering)。

逆向工程包括快速反求、快速成型、快速模具以及多自由度數(shù)控加工等多個(gè)環(huán)節(jié)。其中作為快速反求的發(fā)展則是由傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量向快速非接觸式測(cè)量逐步發(fā)展，特別是承受著“光機(jī)電一體化”技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合了計(jì)算機(jī)、圖像處理，激光技術(shù)以及精密機(jī)械的三維激光掃描機(jī)逐漸成為了反求工程的主流。而三維激光掃描從形式上又是從點(diǎn)掃描測(cè)量向線(xiàn)掃描測(cè)量、場(chǎng)測(cè)量發(fā)展的，其中線(xiàn)掃描測(cè)量與點(diǎn)掃描同樣基于“三角法測(cè)量原理”，同時(shí)借助于高精度，高分辨率的面陣CCD圖像采集系統(tǒng)，從而使其具有了與點(diǎn)掃描形式類(lèi)似的高測(cè)量精度以及可與場(chǎng)測(cè)量方式媲美的高效率。另外，采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，可以獲取被測(cè)物體的全輪廓數(shù)據(jù)信息，能真正做到了采用三維掃描方式獲取物體三維形狀信息。

二、Laser-RE推出后的短短兩年時(shí)間內(nèi)，僅就珠江三角洲地區(qū)，Laser-RE就已銷(xiāo)售近百余臺(tái)，國(guó)內(nèi)一些大型的企事業(yè)單位均先購(gòu)了該設(shè)備，如：浙江大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、重慶工學(xué)院、五邑大學(xué)、東莞理工學(xué)院、江蘇金鼎集團(tuán)等。銷(xiāo)售量在國(guó)內(nèi)名列前茅。所以說(shuō)三維激光掃描機(jī)這個(gè)“舊時(shí)王謝堂前燕”，到今天才真正“飛入尋常百姓家”。在深圳、廣州、東莞、順德、寧波、溫州、義烏、泉州、重慶等地涌現(xiàn)出很多以L(fǎng)aser-RE為革本設(shè)備的專(zhuān)業(yè)對(duì)外進(jìn)行逆向工程反求處理的國(guó)營(yíng)、個(gè)體設(shè)計(jì)服務(wù)中心。“對(duì)外激光抄數(shù)”、“對(duì)外激光三維測(cè)繪”在國(guó)內(nèi)制造業(yè)內(nèi)達(dá)到前所未有的熱度，極大地推動(dòng)了當(dāng)?shù)仄髽I(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)的水平和減少開(kāi)發(fā)周期，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

三、Laser-RE三維激光掃描原理及應(yīng)用：

仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本仿真系統(tǒng)的模型定義為導(dǎo)彈打擊飛機(jī)的過(guò)程，導(dǎo)彈從發(fā)射起，經(jīng)過(guò)目標(biāo)定位、目標(biāo)識(shí)別、態(tài)勢(shì)評(píng)估、威脅估計(jì)等。JDL三級(jí)多源信息融合模型[1,2]為軍事領(lǐng)域的信息融合研究提供了一種較為通用的框架，得到了廣泛的認(rèn)可與采用。但是位置估計(jì)與身份識(shí)別無(wú)論從研究特點(diǎn)和所采用的方法都有很大的差別，把它們放在一級(jí)不合適。因此又提出了另一種信息融合的功能分級(jí)模型，如圖1所示。第一級(jí)——位置級(jí)融合，針對(duì)實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行時(shí)間和空間上的融合，建立目標(biāo)航跡和數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得目標(biāo)位置和速度。第二級(jí)——目標(biāo)識(shí)別融合，它是指對(duì)來(lái)自多個(gè)傳感器的目標(biāo)識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，以得到對(duì)目標(biāo)身份的聯(lián)合估計(jì)。信源信息融合領(lǐng)域信源預(yù)處理第四級(jí)威脅估計(jì)第三級(jí)態(tài)勢(shì)估計(jì)第二級(jí)目標(biāo)識(shí)別第一級(jí)位置融合人機(jī)交互數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)融合數(shù)據(jù)庫(kù)圖1多源信息融合四級(jí)模型第三級(jí)——態(tài)勢(shì)估計(jì)，態(tài)勢(shì)是一種狀態(tài)，一種趨勢(shì)，是一個(gè)整體和全局的概念。態(tài)勢(shì)估計(jì)是對(duì)戰(zhàn)斗力量部署及動(dòng)態(tài)變化情況的評(píng)價(jià)過(guò)程，從而分析并確定事件發(fā)生深層原因，得到關(guān)于敵方兵力結(jié)構(gòu)的估計(jì)，推斷敵方意圖、預(yù)測(cè)將來(lái)活動(dòng)，最終形成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖，提供最優(yōu)決策依據(jù)。第四級(jí)——威脅估計(jì)，威脅估計(jì)的任務(wù)是在態(tài)勢(shì)估計(jì)的基礎(chǔ)上，綜合敵方破壞能力、機(jī)動(dòng)能力、運(yùn)動(dòng)模式及行為意圖的先驗(yàn)知識(shí)，得到敵方兵力的戰(zhàn)術(shù)含義，估計(jì)出作戰(zhàn)事件出現(xiàn)的程度和嚴(yán)重性，并對(duì)作戰(zhàn)意圖做出指示與告警，重點(diǎn)是定量表示敵方作戰(zhàn)能力，并估計(jì)敵方企圖。多源信息融合可以在三個(gè)層面上與具體的技術(shù)相結(jié)合，即數(shù)據(jù)層融合、特征層融合、決策層融合[1,2]。信息融合的層次化模型如圖2所示。制導(dǎo)武器信息融合系統(tǒng)是應(yīng)用信息融合的基本知識(shí)，如：融合功能模型、層次模型、融合算法、以及融合知識(shí)庫(kù)，對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行融合。目標(biāo)信息這里我們主要考慮目標(biāo)位置信息和目標(biāo)身份信息。目標(biāo)位置信息，包括目標(biāo)三維坐標(biāo)、速度等，應(yīng)用貝葉斯估計(jì)、加權(quán)平均法、卡爾曼濾波法進(jìn)行融合，而目標(biāo)身份識(shí)別信息，包括圖像信息和位置特征信息，應(yīng)用貝葉斯估計(jì)、D-S證據(jù)理論、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理得到。多源信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)層、特征層、決策層融合得到準(zhǔn)確的目標(biāo)信息，為態(tài)勢(shì)評(píng)估與決策提供依據(jù)。制導(dǎo)武器多源信息融合系統(tǒng)可劃分為三大部分，如圖3所示。圖3制導(dǎo)武器多源信息融合系統(tǒng)框架位置信息融合子系統(tǒng)是對(duì)目標(biāo)位置信息進(jìn)行融合。通過(guò)彈載GPS接收機(jī)、雷達(dá)、紅外獲取目標(biāo)的位置信息，經(jīng)過(guò)預(yù)處理、配準(zhǔn)和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，應(yīng)用卡爾曼濾波、加權(quán)平均法等得到目標(biāo)精確地位置信息。圖像信息融合子系統(tǒng)是應(yīng)用于目標(biāo)識(shí)別部分的，對(duì)紅外和CCD獲取的圖像進(jìn)行融合，經(jīng)過(guò)像素級(jí)、特征級(jí)、決策級(jí)融合，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。信息融合理論有信息融合系統(tǒng)的模型和結(jié)果，主要包括功能模型、信息融合層次模型和多源信息融合算法。針對(duì)多源、異類(lèi)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，系統(tǒng)采用分層多級(jí)融合結(jié)構(gòu)，將多源信息進(jìn)行分類(lèi)，在融合黑板完成多源的信息融合。多源信息獲取由傳感器來(lái)完成，本系統(tǒng)采用的傳感器有GPS、雷達(dá)、紅外和CCD等。GPS獲取導(dǎo)彈信息，紅外、雷達(dá)、CCD等獲取目標(biāo)信息，導(dǎo)彈與目標(biāo)信息進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、濾波等預(yù)處理，然后進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)、目標(biāo)識(shí)別。通過(guò)數(shù)據(jù)層、特征層和決策層融合得到準(zhǔn)確的信息，為制導(dǎo)系統(tǒng)提供決策依據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)的信息流程圖如圖4所示。黑板結(jié)構(gòu)是專(zhuān)家系統(tǒng)常用的結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)為黑板系統(tǒng)，是一種多專(zhuān)家合作系統(tǒng)。適合于多源信息融合。黑板結(jié)構(gòu)一般有知識(shí)源，黑板和控制機(jī)構(gòu)三部分組成。黑板結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)中的全局工作區(qū)。它對(duì)于判斷和解決問(wèn)題提供了一個(gè)非常靈活的控制結(jié)構(gòu)，黑板就是要把獲取信息不同過(guò)程注解集合寫(xiě)在黑板上,然后再由黑板讀出,其特征是具有一個(gè)共享的數(shù)據(jù)區(qū)，或者說(shuō)黑板是作為存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)和知識(shí)源集合的相互作用的共同媒體。融合知識(shí)庫(kù)描述某個(gè)獨(dú)立領(lǐng)域的知識(shí)和知識(shí)處理方法，每個(gè)融合模型可完成某些特定的解題功能，各融合模型之間相互獨(dú)立，通過(guò)融合黑板進(jìn)行交流，合作完成。

目標(biāo)識(shí)別的融合算法分析

作為信息融合的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，融合目標(biāo)識(shí)別又稱(chēng)身份融合，根據(jù)目標(biāo)識(shí)別理論，應(yīng)用D-S證據(jù)理論在一維距離像和二維圖像聯(lián)合對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。3.1目標(biāo)識(shí)別概述目標(biāo)識(shí)別理論經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，識(shí)別方法多種多樣，其中包括經(jīng)典統(tǒng)計(jì)判決、主觀(guān)Bayes推斷、D-S證據(jù)理論模糊集理論、專(zhuān)家系統(tǒng)理論等。目標(biāo)識(shí)別信息融合通常包含3.2D-S證據(jù)理論證據(jù)推理最初是由Dempster在1967年提出，用多值映射得出概率的上下界，后來(lái)由Shafer在1976年推廣形成證據(jù)理論，成為D-S證據(jù)理論。下面介紹D-S證據(jù)理論基本知識(shí)[1,2]。D-S證據(jù)推理流程圖如圖6所示。

實(shí)例分析

應(yīng)用紅外成像和CCD圖像融合結(jié)果對(duì)目標(biāo)形狀進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)根據(jù)GPS、雷達(dá)、紅外等估計(jì)的目標(biāo)速度和高度來(lái)綜合識(shí)別目標(biāo)。系統(tǒng)的特征值是目標(biāo)速度，目標(biāo)高度和目標(biāo)圖像邊緣。選擇按歐氏距離度量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)信任度分配。結(jié)合導(dǎo)彈打擊目標(biāo)的過(guò)程，應(yīng)用D-S證據(jù)理論識(shí)別目標(biāo)[5]。假設(shè)要識(shí)別的目標(biāo)可能是為導(dǎo)彈和飛機(jī)兩種目標(biāo)類(lèi)型，U為不確定性，目標(biāo)識(shí)別框架為Θ={飛機(jī)、導(dǎo)彈、U}。系統(tǒng)使用紅外和CCD融合后得到目標(biāo)的圖像信息，得到判斷目標(biāo)的證據(jù)1為圖像。GPS、雷達(dá)、紅外得到目標(biāo)的速度和高度分別作為判斷的證據(jù)2和證據(jù)3。通過(guò)目標(biāo)匹配，由歐式距離法按照距離大小進(jìn)行概率分配，得到需要的可信度函數(shù)mass函數(shù)。圖7為目標(biāo)庫(kù)，圖8為紅外與CCD在相同時(shí)刻和空間獲取的目標(biāo)圖片融合后的圖片。經(jīng)過(guò)與目標(biāo)庫(kù)匹配，得出與飛機(jī)相似的占0.6，與導(dǎo)彈相似的占0.2，剩下的分辨不出飛機(jī)或?qū)?。同理可以得出目?biāo)速度和高度的匹配概率。如表1所示。和證據(jù)2進(jìn)行組合，然后計(jì)算不一致因子：k0.10.240.3412mmm0.696969,0.272727,0.030303第二次應(yīng)用D-S證據(jù)理論，將組合結(jié)果和證據(jù)3組合，計(jì)算不一致因子：。k0.0820.3480.433mmm0.62766,0.36172,0.010638用D-S證據(jù)理論算法進(jìn)行了信息融合。三種證據(jù)融合后計(jì)算得出的不一致因子K=0.43，可以看出目標(biāo)為飛機(jī)的概率為0.62766，概率值最大，從而可以決策目標(biāo)為飛機(jī)。同時(shí)可以看出U即不確定性的概率也下降到0.01638。識(shí)別結(jié)果不確定性概率從0.1下降到0.01638，同時(shí)使融合后的基本可信度函數(shù)值比融合前的基本可信度函數(shù)值具有更好的可區(qū)分性。本實(shí)驗(yàn)所用的機(jī)器是一臺(tái)Intercore2CPU,2.93HZ,3G內(nèi)存的WindowsXP系統(tǒng)臺(tái)式機(jī)[7]，本實(shí)驗(yàn)等間隔時(shí)間采樣，獲取100組目標(biāo)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)中它們的平均識(shí)別時(shí)間以及準(zhǔn)確率見(jiàn)表2。表2可以看出，本算法已經(jīng)達(dá)到實(shí)時(shí)即識(shí)別時(shí)間小于67ms的要求，雖然D-S算法的用間稍微多一點(diǎn)，但是對(duì)于精確制導(dǎo)武器來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確識(shí)別是最重要的，所以它在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)的條件下，損失時(shí)間換取準(zhǔn)確率，這是合理的。

【摘要】介紹了激光雷達(dá)在空間交會(huì)對(duì)接中的應(yīng)用,討論了激光雷達(dá)作為一種交會(huì)敏感器的基本原

理及其被用于測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角和姿態(tài)測(cè)量的具體實(shí)現(xiàn)方案。

關(guān)鍵詞空間交會(huì)對(duì)接;激光雷達(dá);激光應(yīng)用;激光測(cè)量

在航天器與空間站的交會(huì)和對(duì)接過(guò)程中,一般將空間站稱(chēng)為“目標(biāo)飛行器”,是被動(dòng)的;將航天

器稱(chēng)為“追蹤飛行器”,是主動(dòng)的。交會(huì)對(duì)接過(guò)程分為如圖1所示的三個(gè)階段[1]。

圖1交會(huì)對(duì)接飛行階段的劃分

摘要：介紹機(jī)器視覺(jué)軟件Sherlock如何對(duì)將相機(jī)像素坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成實(shí)際測(cè)量或檢測(cè)所需要的坐標(biāo)系，以及利用標(biāo)定來(lái)修正相機(jī)CCD平面與物體測(cè)量平面不平行引起的畸變。

關(guān)鍵詞：標(biāo)定（calibrate）校正放射性失真畸變虛擬相機(jī)

在應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行檢測(cè)或測(cè)量時(shí)，要得到精確的測(cè)量值，需要相機(jī)CCD平面和實(shí)際檢測(cè)或測(cè)量零件的表面相平行。否則，將發(fā)生透視性失真，從而很難保證精度。相機(jī)CCD與零件表面的平行通常通過(guò)人工調(diào)整夾具來(lái)保證。但是，調(diào)整夾具不可能完全保證平行，而且需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。

相機(jī)所拍攝圖像的坐標(biāo)系并不是用戶(hù)實(shí)際需要的坐標(biāo)系，因此需要將坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成用戶(hù)需要的坐標(biāo)系。

機(jī)器視覺(jué)軟件Sherlock利用標(biāo)定很容易修正仿射性失真引起的畸變，并可方便的進(jìn)行坐標(biāo)變換。

1相機(jī)標(biāo)定工作原理

隨著新藥法推進(jìn)國(guó)家建立健全藥品追溯制度，藥品追溯平臺(tái)發(fā)展迅速，藥品追溯碼是藥品追溯平臺(tái)的核心數(shù)據(jù)以及溯源載體，追溯碼的識(shí)別和記錄靠的就是條碼閱讀器。采用條碼識(shí)別技術(shù)將產(chǎn)品包裝箱條碼信息自動(dòng)識(shí)別、產(chǎn)品信息分類(lèi)輸入以及倉(cāng)儲(chǔ)信息管理功能為一體，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)及倉(cāng)儲(chǔ)管理自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)藥品生產(chǎn)追溯全流程；固定式或手持式的條碼閱讀器改變傳統(tǒng)的人工識(shí)別信息輸入流程，從而大大降低了人工運(yùn)營(yíng)成本和人為讀碼錯(cuò)誤率，提高倉(cāng)儲(chǔ)管理效率。醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流是醫(yī)藥企業(yè)自動(dòng)化、智能化的重要組成部分，本文將對(duì)條碼閱讀器在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行具體論述。藥品追溯信息通常是通過(guò)掃描藥品包裝條碼，主要包括以阿里健康為主流的藥品追溯碼（一維條形碼）。此外在制藥企業(yè)還廣泛運(yùn)用的條碼是載體條碼（托盤(pán)條碼、周轉(zhuǎn)箱條碼等）和二維追溯碼，條碼閱讀器對(duì)各種條碼的識(shí)別是最廣泛運(yùn)用的智能識(shí)別技術(shù)，代替人來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)條碼的識(shí)別，是自動(dòng)化智能系統(tǒng)的眼睛，是自動(dòng)化物流系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)之一。條碼識(shí)別器快速、高精度、智能化地識(shí)別條碼將對(duì)自動(dòng)化物流系統(tǒng)大流量、高速分揀、高流通率和高周轉(zhuǎn)率起到關(guān)鍵作用。

條碼閱讀器工作原理和種類(lèi)

工作原理要將按照一定規(guī)則編譯出來(lái)的條形碼轉(zhuǎn)換成有意義的信息，需要對(duì)條碼經(jīng)歷掃描和譯碼兩個(gè)過(guò)程。物體的顏色是由其反射光的類(lèi)型決定的，白色物體能反射各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，黑色物體則吸收各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，所以當(dāng)條形碼掃描器器光源發(fā)出的光在條形碼上反射后，反射光照射到條碼掃描器內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換器上，光電轉(zhuǎn)換器根據(jù)強(qiáng)弱不同的反射光信行業(yè)曲線(xiàn)linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.19.014可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度號(hào)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。分類(lèi)和特點(diǎn)條碼閱讀器按應(yīng)用環(huán)境主要分為固定式條碼閱讀器和手持式（移動(dòng)式）條碼閱讀器，按掃碼方式又可分為CCD、激光類(lèi)型、面陣相機(jī)類(lèi)型以及線(xiàn)性相機(jī)類(lèi)型，掃描條碼都分為兩個(gè)步驟：掃描和解碼。目前主流的掃描方式主要有激光掃描和相機(jī)掃描，解碼則是各個(gè)品牌掃碼器最核心的技術(shù)，解碼速度和正確率將直接影響掃碼器的性能。CCD：電荷耦合元件，可以稱(chēng)為CCD圖像傳感器，是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD掃碼器以CCD作為光電轉(zhuǎn)換器，LED作為發(fā)光光源的掃碼器。CCD掃碼器最大的特點(diǎn)就是體積小，成本較低，一般做嵌入式掃描，但是與激光式和相機(jī)式相比，掃描距離較短。激光掃碼器：以激光作為發(fā)光源的掃碼器，激光掃碼技術(shù)較為成熟，掃碼距離遠(yuǎn)，掃碼穩(wěn)定，掃碼速度快，可配備在高速設(shè)備上移動(dòng)掃碼。相機(jī)式閱讀器：通過(guò)相機(jī)鏡頭拍照實(shí)現(xiàn)對(duì)條碼的掃描，能應(yīng)對(duì)復(fù)雜工作環(huán)境，視野廣、速度快，解碼成功率極高，最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以同時(shí)兼顧掃描二維碼。相機(jī)式掃碼器分為面陣式和線(xiàn)陣式，面陣式相機(jī)應(yīng)用面較廣，還可應(yīng)用于面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測(cè)量，線(xiàn)陣式相機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、科研與安全領(lǐng)域的圖象處理，典型應(yīng)用領(lǐng)域是檢測(cè)連續(xù)的材料（金屬、塑料、紙等）。條碼識(shí)別器的特點(diǎn)是速度快、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、精度高、智能化程度高、便于進(jìn)行數(shù)字化處理，是自動(dòng)化物流技術(shù)在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流中應(yīng)用的重要工具和手段。

條碼閱讀器在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

移動(dòng)式掃碼器（手持掃碼器）楊揚(yáng)荀耀文楊磊揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)江蘇龍鳳堂中藥有限公司條碼閱讀器在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用目前移動(dòng)式掃碼器基本都為手持掃碼器，大部分應(yīng)用的手持式掃碼器都為一維條形碼閱讀器，類(lèi)似商場(chǎng)、超市里邊的掃碼槍。在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流中主要是應(yīng)用在移動(dòng)掃碼中，主要有以下幾種業(yè)務(wù)情形：組盤(pán)：原輔料、包材由供應(yīng)商通過(guò)大貨車(chē)送貨到達(dá)時(shí)，安排人員進(jìn)行堆碼完成后，保管員用RF手持終端（手持式掃碼器）完成物料信息與托盤(pán)條碼綁定，完成到貨物料入庫(kù)前的組盤(pán)操作。另外在原輔料、包材配盤(pán)、成品揀選、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)、空托盤(pán)組入庫(kù)以及其他一些特殊情況下，都通過(guò)手持掃碼器完成信息的查詢(xún)、修改，通過(guò)這種移動(dòng)式掃碼可完成在貨車(chē)車(chē)廂、卸貨大廳以及被WMS網(wǎng)絡(luò)覆蓋的任何地方完成掃碼和信息確認(rèn)，極大降低了人工手動(dòng)錄入條碼，計(jì)算機(jī)手動(dòng)填入信息的人力物力的損耗，具有極大的便利性。固定式掃碼器固定式掃碼器最大的優(yōu)點(diǎn)就是高度自動(dòng)化，不需要人工參與，通常裝配在物流線(xiàn)上，通過(guò)給定信號(hào)自動(dòng)掃描解碼上傳給上位系統(tǒng)，完成信息的獲取和修改，是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)智能識(shí)別的關(guān)鍵所在。在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化物流中，固定式掃碼器一般選用激光條碼閱讀器和面陣式相機(jī)，主要應(yīng)用在以下幾種業(yè)務(wù)情形：（1）整托盤(pán)入庫(kù)過(guò)程入庫(kù)時(shí)，將信息組盤(pán)后的實(shí)托盤(pán)搬運(yùn)放到入庫(kù)站臺(tái)（叉車(chē)或機(jī)器人碼垛），啟動(dòng)入庫(kù)流程。實(shí)托盤(pán)在站臺(tái)上首先進(jìn)行外形檢查，外形合格，繼續(xù)輸送，接著進(jìn)行固定條碼識(shí)別器掃描條碼，再進(jìn)行地上衡稱(chēng)重。若是條碼檢測(cè)、外形檢測(cè)、稱(chēng)重中全部合格后入庫(kù)。在此過(guò)程中，掃碼器掃描的都是載體條碼（托盤(pán)條碼），基本都為一維條形碼，且條碼尺寸較大，可選用單線(xiàn)程激光掃碼器，價(jià)格便宜，穩(wěn)定性較高。對(duì)于一些特殊環(huán)境，掃碼空間和距離的限制，可選用CCD條碼閱讀器，安裝空間小；部分潮濕工作環(huán)境或托盤(pán)條碼粘貼處容易變形，導(dǎo)致條碼不在一個(gè)平面或條碼容易破損的情況下，應(yīng)選用面陣式相機(jī)，提高掃碼成功率。（2）成品箱實(shí)箱入庫(kù)成品通過(guò)件箱線(xiàn)自動(dòng)入庫(kù)，處理流程有以下幾個(gè)重要步驟：1、各制劑車(chē)間的成品通過(guò)車(chē)間后包裝線(xiàn)下線(xiàn)經(jīng)物流線(xiàn)掃碼器掃描藥品追溯碼，并將藥品追溯碼與產(chǎn)線(xiàn)信息進(jìn)行綁定保存至WMS數(shù)據(jù)庫(kù)中；2、掃碼合格的成品經(jīng)過(guò)車(chē)間合流提升機(jī)提升至連廊件箱線(xiàn)上合流輸送匯聚到倉(cāng)庫(kù)；3、合流至倉(cāng)庫(kù)的成品再通過(guò)條碼識(shí)別器掃描成品追溯碼，上傳到WMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出該品種是哪個(gè)車(chē)間哪條包裝線(xiàn)生產(chǎn)的何種批號(hào)的產(chǎn)品，然后根據(jù)WMS單據(jù)信息分配緩存道，不同的批號(hào)產(chǎn)品進(jìn)入各自的緩存道，再通過(guò)一系列的輸送設(shè)備到達(dá)機(jī)器人碼垛工位，由機(jī)器人將成品碼垛并送入高架庫(kù)存儲(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)了成品的無(wú)人周轉(zhuǎn)。全過(guò)程每一箱成品藥品追溯碼都要被掃描4次才能順利進(jìn)入機(jī)器人碼垛通道，任何一個(gè)掃碼環(huán)節(jié)失敗都會(huì)將成品進(jìn)行剔除人工處理。我公司使用的藥品追溯碼條碼有效高度不足1cm，且各個(gè)制劑車(chē)間后包裝線(xiàn)貼碼高度不完全相同，且前后方向不一致，條碼經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送線(xiàn)輸送難免不出現(xiàn)剮蹭磨損的情況，從而增加掃碼的難度，所以該種情況下，對(duì)固定式掃碼器的自動(dòng)掃碼要求也比較高，應(yīng)選用多線(xiàn)程擺經(jīng)式激光掃碼器或者面陣式相機(jī)，且都應(yīng)盡可能選擇廣視野、大景深、超高速的掃碼器。其他情況制藥企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流中條碼除了一維條形碼外，還有正興起運(yùn)用的二維碼。比如目前國(guó)家助推的飲片、保健品等基本都用上了二維碼進(jìn)行溯源，二維碼相比一維碼能存儲(chǔ)更多的信息，還能進(jìn)行加密處理，應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越廣。但對(duì)于二維碼的掃碼識(shí)別，目前激光掃碼器暫不支持，只有相機(jī)式掃碼器支持二維碼的掃描和解碼。所以對(duì)于國(guó)家大力推廣的溯源系統(tǒng)，二維碼會(huì)是將來(lái)溯源系統(tǒng)條碼的發(fā)展重點(diǎn)，新改造和擴(kuò)建的醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化物流系統(tǒng)應(yīng)采用面陣式相機(jī)以及相機(jī)式移動(dòng)掃碼。

綜上所述，本文通過(guò)分析條碼閱讀器工作原理、分類(lèi)和特點(diǎn)，以及通過(guò)分析掃碼器在醫(yī)藥物流自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用，可自動(dòng)掃描識(shí)別托盤(pán)條碼和追溯碼，通過(guò)條碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速采集，實(shí)現(xiàn)物料批次管理和質(zhì)量跟蹤。條碼識(shí)別器在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化系統(tǒng)上的應(yīng)用不僅使醫(yī)藥企業(yè)節(jié)約人力物力財(cái)力，更保證了醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)的藥品質(zhì)量符合GMP和GSP規(guī)范要求。隨著國(guó)家大力推行藥品溯源體系建設(shè)以及消費(fèi)者對(duì)藥品溯源的需求，條碼識(shí)別器在醫(yī)藥倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用將會(huì)得到更大發(fā)展。

摘要采用由彩色CCD攝像機(jī)和面結(jié)構(gòu)光投射裝置組成的三維彩色逆向工程測(cè)量系統(tǒng)，獲取待測(cè)物體的彩色圖像，結(jié)合機(jī)器視覺(jué)雙目視差原理和圖像處理技術(shù)，獲得物體表面點(diǎn)的三維彩色信息，生成三維彩色點(diǎn)云，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測(cè)量物體的三維彩色模型重構(gòu)。

關(guān)鍵詞逆向工程；雙目立體視覺(jué)；立體匹配；彩色點(diǎn)云

1引言

通過(guò)二十年的發(fā)展，逆向工程已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，在模具制造業(yè)、玩具業(yè)、游戲業(yè)、電子業(yè)、鞋業(yè)、藝術(shù)業(yè)、醫(yī)學(xué)工程及產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)等方面發(fā)揮了重要作用[1]。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在多媒體、游戲業(yè)、動(dòng)畫(huà)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及古文物和藝術(shù)品的數(shù)字化等方面，目前的單色三維逆向技術(shù)已不能滿(mǎn)足需求，在這種情況下，彩色三維數(shù)字化和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)開(kāi)始蓬勃發(fā)展，三維彩色逆向工程技術(shù)成為逆向工程研究中非?；钴S的一個(gè)分支。

2系統(tǒng)組成

逆向工程中的測(cè)量系統(tǒng)分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量，由于非接觸式測(cè)量有著眾多優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)在逆向工程測(cè)量系統(tǒng)研究的重點(diǎn)，目前普遍使用的是單色結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)，它采用兩個(gè)黑白CCD攝像機(jī)，從不同角度得到待測(cè)物體的二維圖像，利用雙目視差原理，獲得待測(cè)物體的深度信息。由此得到物體表面各個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)[2]。