期刊信息
曾用名:量子电子学
主办:中国光学学会基础光学专业委员会;中国科学院合肥物质科学家研究院
主管:中国科学院
ISSN:1007-5461
CN:34-1163/TN
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.365217
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:无线电电子学;物理学
期刊热词:
学术活动_第十三届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集
基于宇宙量子算法的微小零件尺寸检测(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】图3k随t变化过程Figure 3kchanges witht 1.3宇宙量子化 1.3.1 宇宙量子态 每个宇宙通过量子态0或1两种状态表示,0表示与自身宇宙群中的宇宙交流,1表示与其他宇
图3k随t变化过程Figure 3kchanges witht
1.3宇宙量子化
1.3.1 宇宙量子态 每个宇宙通过量子态0或1两种状态表示,0表示与自身宇宙群中的宇宙交流,1表示与其他宇宙群中的宇宙交流,而且可以同时表示这两种状态之间的任意叠加态[13-14],即同时进行自身宇宙群中的宇宙、其他宇宙群中的宇宙交流,因此一个宇宙量子信息比特为:
|ψ〉=α|0〉+β|1〉,
式中:
α、β——复数,分别表示状态|0〉和|1〉的概率幅,并且满足|α|2+|β|2=1。
宇宙量子旋转操作通过量子旋转门U实现:
式中:
θ——旋转角,(°)。
1.3.2 自适应调整转角步长策略 针对微小零件尺寸需要连续优化问题,根据寻优目标函数在搜索点处的变化率,转角步长调整自适应系数为:
式中:
f(x)——x的适应度函数;
fmax、fmin——当前宇宙群中个体适应度的最大、最小值;
f(x)——f(x)在个体x处的梯度;
向量xi的第j个分量;
M——整个宇宙群规模;
N——量子位数。
转角函数Δθ为:
Δθ=-sgn(A)×0.004 5×(1+20δ)。
因此若目标函数变化率比较大,Δθ增大,加快收敛速度;反之Δθ减小,防止跃过全局最优点,这样Δθ变化范围合理,提高了搜索精度。
2 微小零件尺寸检测过程
2.1 像素级边缘检测算法
为了得到连贯的边缘以及较少的伪边缘,通过非正交二次B 样条小波对零件像素级边缘检测[15]。设是低通滤波器;是高通滤波器;依次是的频域表示,且满足假设都是能量有限的函数,ψ(ω)是二进小波,φ(ω)是尺度函数,等价于根据尺度方程和小波方程得:
令为二次B样条函数的傅里叶变换:
其中:
利用小波的滤波器系数,得出小波分解一级系数,求得x、y方向的梯度小波变换的梯度幅值:
M2jf(x,y)=
将梯度幅值作为宇宙量子的适应度函数。
幅角为:
图像边缘位置就是函数突变点,此点对应梯度方向上的局部极大值点,当检测到局部极大值点,即可获得图像的边缘位置。
2.2 亚像素定位
通过最小二乘支持向量回归机对图像边缘亚像素进行定位,核函数设置为小波核函数:
式中:
xi——输入空间;
α——尺度因素;
d——输入空间的维数。
则最小二乘小波支持向量回归机线性函数回归模型为:
f(x)=
式中:
b——回归参数。
2.3 算法流程
① 输入零件图像,宇宙量子随机初始化,获得宇宙的信息度、吸引度;
② 根据式(3)~(5)更新宇宙;
③ 根据式(8)和(9)更新量子;
④ 若不再变化,且>1.15,进行步骤⑤,否则进行步骤②;
⑤ 输出检测结果。
3 试验仿真
试验PC配置为CPU为AMD FX-6300 Six-Core、内存8 GB、IntelH61主板,集成显卡,由Matlab2014实现仿真,其中主、从宇宙个体4个,每个主宇宙对应的从宇宙个体最多为20个。采用维氏相机,分辨率1 600×1 200,相元尺寸4.65 mm×4.65 mm;总像素1 280×960;最低照度0.001 Lux;伽马校正0.45/1.0;最大帧速度29.3 f/s。不同的方法进行对比试验,包括HI、MM、AIT、IF、IGR、UQ方法。
3.1 系统标定
系统标定是通过使用标准计量仪器确定测量仪器的准确度,对微小零件实际尺寸检测具有重要意义。靶标选用天津微深通用科技有限公司生产的PHS平面靶标,边长D为1 000 μm×1 000 μm的正方形棋盘格,对棋盘图像边长的标定系数ζ为:
式中:
D′——检测出的棋牌格长度的像素值,Pixel。
经过30次蒙特卡罗试验获得数据如图4所示。
对图4所示的数据取平均值,最终计算水平方向标定系数为2.6 μm/Pixel,垂直方向标定系数为2.4 μm/Pixel。
3.2 零件的检测
系统标定后,对某个80像素×80像素,圆心在正中,半径为30像素格的标准零件进行测试,如图5所示。
图4 系统标定Figure 4 System calibration 文章来源:《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/qikandaodu/2020/1121/386.html