零件几何参数的计算机测量系统

介绍了一种利用视频测量、计算机图像处理技术实现的零件几何参数测量系统。该系统具有较高的测量效率,能够达到较高的测量精度。阐述了系统组成原理、图像处理算法以及影响系统测量精度的主要原因。     

基于图像处理的太阳光矢量倾角测量方法

为了提高在轨太阳光谱辐射的绝对定标精度,提出了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量方法。以图像处理技术为基础,构造了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量系统。入射的太阳光经在成像器件上成像,然后经过图像处理,获取了太阳光像点中心的位置,进而计算了太阳光矢量和与太阳光谱仪主光轴的倾角。实验表明测量方法是有效的,测量系统工作可靠稳定,测量精度约为0.05°。     

光切法在动态表面粗糙度检测中的应用

应用光切显微镜、CCD摄像机、虚拟仪器和图像处理技术开发了表面粗糙度动态检测系统,利用光切法获得运动表面形貌,再使用图像处理技术提取轮廓特征计算评定参数。通过与触针式仪器进行测量对比实验,论证了检测系统能达到较高的精度。应用检测系统进行了动态检测实验,分析了样本表面的振动和运动速度对检测系统的影响。实验证明,在被测表面的振动幅度小于景深的前提下,该图像检测系统能够应用于动态检测表面粗糙度,适用的速度范围可达到:0￣2000rpm(3.14m/s)。     

大范围液位实时自动跟踪测量系统

针对传统液位测量方法的精度低、速度慢、测量范围受限制等问题,设计了一套基于视觉图像处理的高精度、快速的液位自动测量系统,它适用于测量范围大、液位变化速度快的实时液位测量。该系统以CCD摄像机采集的液位和钢尺图像为基础,通过钢尺刻度识别、钢尺刻线及液位识别三大识别模块完成液位高度测量,根据液位高度反馈控制电机带动CCD相机跟随液位实现实时自动跟踪测量。为了提高算法的识别速度,增强算法的鲁棒性,该系统采用了NCC(the normalized cross correlation)模板匹配数字识别方法,在刻线识别和液位识别过程中充分利用了图像的灰度特征和钢尺的结构特征完成识别。实验结果表明该测量系统的算法有着较高的鲁棒性以及较快的测量速度,可以完成精度在0.1mm以内的液位测量。     

基于图像处理的电梯导轨高精度测量的研究

结合激光测量技术和图像处理技术,文章提出了一种基于图像处理的高速电梯导轨横向变形的检测方法。通过最大值滤波、图像腐蚀、图像膨胀、OTSU二值化、Canny变换寻找轮廓、最小二乘法椭圆最小二乘拟合与优选等方法,完全可以确定激光光斑的中心位置,然后就可以对导轨的垂直度进行调整,从而大大提高了电梯导轨检测的范围和精度。实验结果表明:该方法具有较高的精度和效率。     

基于图像处理的光纤阵列误差测量

利用计算机图像处理技术测量光纤阵列的几何间距误差，给出了光纤图像处理所应用到的阈值分割、形心计算等算法，进而计算出阵列中各光纤纤芯的间距；并且研究了图像的标定方法。其测量精度可达0．1μm。并自动分析和输出测最结果供生产监控，极大地提高了测量精度和生产效率。     

结构光测头嵌入式系统的设计与实现

基于结构光照明技术的三维形面测量系统,通常采用图像采集卡完成图像采集,由计算机进行图像处理.这种测量模式难以满足实时性要求较高的场合.本文以DSP为核心,设计一种嵌入式结构光图像处理系统,采用以太网接口与计算机通讯,结合方向模板与重心法实现激光条纹中心的亚像素级提取.实验表明,该系统极大的减轻了计算机的负荷,有效的提高了测量的实时性.     

基于激光扫描的脚型测量系统关键技术及可靠性研究

针对脚型参数低成本高可靠性自动测量问题,研制了一种基于激光扫描的脚型测量系统。该系统主要由线结构激光源、CMOS摄像头、扫描机构及其控制软件组成。采用最小面积外接矩形法、最大方差分割法以及灰度重心法等图像处理方法,实现了摄像头标定、足底扫描图像处理和足面线结构光图像处理等系统关键技术。为验证系统的可靠性及精度,46名志愿者应征参与到实验中,运用统计学方法,统计分析脚型参数的可靠性。研究结果表明,该脚型测量系统具有很好的可靠性和精度,满足脚型测量的需求。     

基于微位移技术的图像测量系统自动校准

为了满足图像定位精度和图像测量系统的亚像素精度,基于微位移技术的图像测量系统已广泛用于工业生产。本系统由摄像机来获取图像,交由计算机进行图像处理和控制驱动电源,从而微位移器发生微小形变,以达到系统要求的测量精度。压电陶瓷微位移器具有精度高,动态响应好,成本低,减少人为误差,而且能实现对系统性能的在线自评价。     

基于TMS320VC5509A DSP的视觉传感器系统研究

提出了基于TMS320VC5509A DSP及其内置USB接口传输的视觉传感器的设计方案,详细介绍了系统的采集模块和通信模块,给出图像处理效果图,实验结果表明：该系统能完成图像的采集、处理和通信任务,保证了测量系统的精度和速度。     

基于CMOS图像匹配的非接触测量系统

采用CMOS图像匹配传感器实现对圆形工件几何尺寸(同心度)的非接触测量。选用OV7670、FPGA、TFT和触摸屏组建系统。选用三点定圆法和数像素点法的测量原理,编程实现数字图像处理算法和圆匹配。对实物进行匹配测量并分析误差,通过增加迭代次数减少误差,增加图像的细化程度来提高测量精度。     

基于PCNN的桨叶图像提取及锥度测量

针对目前对直升机桨叶共锥度测量难度大、精度低、无法对桨叶逐点测量的缺点,提出了一种应用视觉系统测量旋翼共锥度的新方法,给出了系统的总体安装方案并对系统的成像误差精度进行了分析,由于旋翼桨叶处于高速旋转状态需要实时处理的特点,提出了一种基于脉冲藕合神经网络(PCNN)的分割方法,在设计好的旋翼桨叶模型上进行了相关实验,通过与其它分割算法的对比,验证了算法的具有很高的识别率;实验结果表明:基于PCNN的分割方法具有较高的精度,适用于实时的旋翼锥度测量系统.     

非模型化相机标定方法及测角误差研究

结合航空摄影光学校准方法和垂线法的概念,提出了一种不依赖于解析模型的相机标定方法,对CCD全像面进行亚像素层级的全视场逐点标定,构建分度视场角-像面坐标映射表;测角过程不依赖于成像模型,而使用映射表标准值插值解算。通过对标定过程进行分析,研究了此方法中影响测角精度的关键参数:一维靶标的靶点直线度、图像处理精度等,获得了系统误差分布特性及测角不确定度。最后通过水平方向测角验证实验,验证了此方法的可行性及误差分析的正确性。     

基于光学频率梳的高精度几何量检测系统

复杂结构高精度在线测量是航空航天等多个领域结构件生产过程中必要的环节,对产品质量起到决定性作用。针对现有手工测量方法结构特征尺寸精度低、三维形貌重建困难和数据一致性差等问题,提出了一种基于光学频率梳的非接触在线测量方法,并对结构件表面三维特征进行测量实验。该方法将机械平台与光学频率梳测量方法相融合,构建了以飞秒光学频率梳为基础的表面特征高精度测量体系。通过图像处理与分析获取表面三维点云数据,计算拟合得到被测物体的表面形貌特征,进而解算出被测物体的几何参数。实验结果表明：采用该测量方法和处理算法搭建的系统最大检测面积为900 mm×1100 mm,测量重复精度为0.01 mm,结合工控机数据处理软件,可实现自动化在线检测。     

线阵CCD枪弹姿态实时测试系统软件设计

针对小弹丸飞行速度高的特点,结合线阵CCD相机采集图像原理,基于计算机编程技术和图像处理技术,开发了数据采集和处理软件;详细介绍了在WINDOWS环境下,利用VC 语言开发工具和MATLAB数据运算软件进行枪弹姿态实时测试系统软件总体设计方案和具体实现的过程,解决了小弹丸飞行姿态无法实时测试的问题;在实际弹丸飞行姿态测试试验中,该测试系统可以较好的完成实时测试小弹丸攻角和速度参数的任务.     

纸张切割非接触式成像定位测量方法与应用系统

为了探索纸张切割非接触式成像定位测量的新途径，以替代传统的接触式测量方式，提出一种利用图像分割，图像匹配和测量技术的纸张切割非接触式定位测量方法，分析和探讨涉及图像处理关键技术，并进一步分析了测量的精度和误差产生的因素。实验结果表明，该测量方法测量时间小于0．5s，测量精度为7min，从而为物体在线测量与定位提供了一种新的方案。     

基于圆结构光的复杂深孔内轮廓尺寸测量方法

涡流法、超声法测量深孔截面轮廓尺寸精度低,而光学单点扫描法测量效率低。介绍了一种基于圆结构光的复杂深孔内轮廓3维测量系统,提出了一种采用FFT分析和差分分析进行测试数据处理的方法,能够实现快速高精度测量。测试系统主要由圆结构光发生器、扩束锥镜、成像锥镜、镜头和CCD组成,对于获取的每一幅被测截面的结构光图像,首先提取光条中心,对光条中心上的点作最小二乘法拟合获取光条中心拟合圆心,并以此圆心点将光条中心线展开,展开波形中存在整体形状误差,主要由圆心偏心误差、椭圆形状误差两个周期性误差分量构成,由于二者振动频率与细节分量的振动频率不相同,借助于FFT分析,将两个误差分量分离出来,进而采取措施减小其对系统的影响;差分分析用于去除阴线和阳线之间的过渡线。该方法提高了阴线圆与阳线圆尺寸计算的精度和效率,实验结果表明,系统内径测量精度达到005mm。     

基于机器视觉的温度测量系统的设计及应用

针对温度控制中常用的基于铂电阻的温度采集电路设计复杂,抗干扰能力弱,铂电阻线性拟合繁琐,难以实现对温度的高精度测量等不足,本文介绍一个在VC++6.0平台上设计的基于机器视觉,自动读取水银温度计示数的温度测量系统。通过有效的图像处理算法,温度测量系统分辨率达到0.01℃,读数准确,工作可靠。该温度测量系统在研究大滞后大惯性温度控制实验中得到了成功的应用。     

消耗型光纤比色法钢水温度测量系统

介绍了一种利用光导纤维实现钢水温度高温测量系统,详细分析了测量系统的光纤消耗补偿工作原理及实际温度测量时信号处理的关键技术问题。并给出了光导纤维比色温度测量系统的系统组成和实验数据。指出了该系统具有准确度高、反应快的特点,解决了传统钢水温度测量时,成本较大、难以自动化等问题。     

基于Kinect v4的牛体尺测量方法

针对基于机器视觉的牛体尺测量方法中图像背景复杂、特征点提取难度大的问题,提出了一种基于Kinect v4传感器的牛体尺测量方法来采集彩色和深度图像,并结合目标检测、Canny边缘检测、三点圆弧曲率等算法提取体征特征点进而计算体尺数据。首先,制作了牛体尺特征部位图像数据集,并利用深度学习YOLOv5目标检测算法检测牛体尺特征部位信息,以减少牛体其他部位和背景对体尺测点提取的干扰;其次,借助OpenCV图像处理库中的Canny边缘检测、轮廓提取等图像处理算法获取牛体尺测点所在的关键轮廓;然后,对关键轮廓采用多项式拟合和三点圆弧曲率等算法从而在二维图像中提取牛体尺测点;最后,利用深度信息将二维图像中的测点信息转换到三维坐标系下,并结合随机抽样一致（RANSAC）算法在三维坐标系下设计牛体尺测量方法。经过在复杂环境下传感器和牛体侧面成不同偏角时的实验测量结果和人工测量结果的比较得出,牛体尺数据中鬐甲高的平均相对误差为0.76%,体斜长的平均相对误差为1.68%,体直长的平均相对误差为2.14%,臀端高的平均相对误差为0.76%。实验结果表明,所提方法在复杂环境下具有较高的测量精度。