基于图像处理的便携式端面间隙测量系统设计

产品装配过程中,有效地控制装配间隙至关重要.设计了基于图像处理的装配现场端面间隙便携式测量系统,包括硬件组成和软件实现.对金属工件间隙和非金属工件间隙的多次测量数据进行分析,实验结果表明:设计的测量系统测量不确定度在3.9 μm内.     

矿用防爆电气设备平面结合面间隙测量仪

目前对矿用防爆电气设备进行结构性检查时主要采用塞尺测量间隙宽度,效率低,且需要设备断电停机。提出了一种非接触式防爆电气设备平面结合面间隙测量方式,在此基础上设计了一种本质安全型平面结合面间隙测量仪。该测量仪采用显微镜采集平面结合面间隙图像,通过图像二值化、取反、去噪、孔洞填充等预处理及最小外接矩形图像处理算法自动得出间隙宽度,或通过手动调整测量线位置,使测量线与间隙边缘重合,进而计算出间隙宽度。可根据实际情况,通过测量仪按键选择防爆电气设备平面结合面间隙测量模式。测试结果表明,该测量仪在自动测量模式下的间隙测量误差不超过0.02mm,测量过程不超过3s,手动测量模式下测量误差小于0.01mm,满足防爆电气设备平面结合面间隙快速、准确测量要求。采用该测量仪测量矿用防爆电气设备平面结合面间隙时,可通过自动测量模式快速确定较危险的平面结合面间隙,再结合手动测量模式进一步精确测量。     

双结构光视觉传感器圆钢在线测量系统的研究

以提高双结构光圆钢在线测量系统的精度为目的,分析了测量系统中双光面位置变化给测量结果带来的误差,由于机械调整精度低,提出利用交比不变原理对光面位置进行调整,解决了机械调整精度低的问题,减少了由两光面之间存在夹角而产生的测量误差。搭建了包含光面调整与传感器标定的实验平台。该系统重复测量精度在0.1 mm以内,测量相对误差小于0.10%。交比不变光面调整方法与机械光面调整方法相比,测量结果精度提高了0.082 mm,证明了实验方法的可行性。     

数字示波器参数测量算法的设计与优化

在对原有参数测量算法进行误差分析的基础上,该文提出了”所见即所测”的测量原则。并根据此原则重新设计了参数测量的软件方案以及相关映射算法,从而扩大了测量范围,提高了测量精度,并减小了测量误差。采用本参数测量方案的产品已投放市场。     

基于片光的货车侧面防护栏安装尺寸测量

提出了一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸的测量方法;将线激光光源和摄像机固定在线性传动机构上,通过装置的线性移动,使激光光束在货车侧表面上产生移动,并用相机采集运动过程中的图像,利用激光三角法原理,对采集到的时序图像进行处理,实现对货车侧表面轮廓的三维重建,从而实现对货车侧面防护装置安装尺寸的测量;该方法避免了在普通视觉二维测量过程中,由于防护栏与前后轮胎不共面而造成的测量误差;通过对搭建的实验平台进行的研究表明,测量误差小于1 mm,远小于原二维测量方案测量精度10 mm,完全满足系统设计的要求。     

三维ICT图像处理与分析系统关键算法研究

该文介绍了ICT图像处理与分析系统关键算法的研究,即三维重建算法的改进和为提高测量精度所采用的双线性插值算法。改进的重建算法提高了三维面显示的效果,有效地抑制了三维面显示中的阶梯效应。另外,采用的测量算法使得测量误差在0.05mm以内,可以满足绝大部分工业CT应用的需求。     

避雷器在线测量的研究

介绍了避雷器在线测量的原理及实现方案 ,给出了测量系统的理论分析、硬件构成、电气原理图、软件框图 ,并提出了抗干扰措施     

互相关法在管道雨水流速测量中的应用研究

针对雨水管道中流体成分的多样性和流动型态的复杂性,借鉴粒子图像测速中的流场测量思想,提出了一种基于互相关分析的管道雨水流速测量方法;传统的互相关方法计算量很大,文章对互相关分析的快速算法进行了研究,并将FFTW快速傅里叶变换算法库应用于测量软件的实现中;使用堰槽建立了管道雨水流速标定装置,在不同的流速下对该方法进行了实验验证;实验证明,利用速度场提取平均速度的方法很好地平滑了管道中流体流动的复杂多变性,相对测量误差在6％以内,能够比较准确地测量出雨水的平均流速,可有效应用于实际测量.     

虹吸排水自补偿降雨量测量装置

针对传统虹吸式雨量计虹吸时产生计量误差,在野外环境难以实现自动化测量的问题,本文设计了一种基于称重传感器的虹吸排水自补偿降雨量测量装置。通过称重传感器将降雨重量转变为电信号输出,经数据采集处理系统完成电信号的差分放大、模数转换和数据处理,得到降雨量。为了提高降雨测量精度,通过对虹吸过程实验数据的分析,建立了一种高精度虹吸补偿数学模型,消除了降雨随虹吸排水造成的计量误差。该装置通过太阳能供电和完善的电源控制方案实现了能量自给,可以在野外环境长期稳定工作。实验结果表明：虹吸补偿算法提高了降雨测量精度,该装置的降雨测量误差范围在1%以内,并实现了在线实时监测,具有供电方便、通信稳定、测量精度高等优势。     

电涡传感器在水泵橡胶轴承间隙在线测量中的应用

电涡流传感器被用于对水泵转轴与橡胶轴承的间隙进行在线测量,以监测轴承磨损状况。首先通过电磁计算工具设计一个直径为14mm的双层平面电涡流电感。接着对制作在印刷线路板上的电感分别在空气和水中两种条件下的电阻抗特性进行测量。然后制作相应的电感检测电路,得到一个探头和检测电路一体的电涡流传感器。传感器采用RS485接口输出,不受通讯电缆长度影响。传感器经密封防水处理后尺寸为76×25×12mm。传感器经过实验室测试和水泵工况测试。实验室测试进行静态测试和动态测试,获得了传感器在水中进行间隙测量的特性,测量精度达到0.02mm。水泵工况测试在一台轴流泵上进行,试验结果表明电涡流传感器可以对水泵橡胶轴承间隙进行在线测量。     

基于改进随机Hough变换算法的开缝衬套圆度检测

圆度误差作为开缝衬套的形状误差之一,对开缝衬套冷挤压强化工艺的性能有重要影响,是开缝衬套几何精度的重要指标.探讨了一种基于图像测量技术的圆度误差测量方法.该方法通过对开缝衬套进行图像采集及图像预处理,提取出噪声较少的图像轮廓,然后利用改进的随机Hough变换,结合最小二乘圆法对开缝衬套进行圆度误差评定.实测表明,用该方法进行圆度误差的测量是可行的,并具有测量精度高、实用性强等特点.     

基于三角函数的正交矩函数的误差预测与分析

提取图像中旋转不变特征是图像处理和模式识别中重要的应用。在极坐标下的正交矩函数则是提取这种特征信息的主要方法。正交矩函数在图像分解和重建过程中的误差是衡量其特征提取精确度的标准。为了提高正交矩函数在图像重建中的性能,提出了一种新的基于三角函数的正交矩函数和一种基于函数误差分析的新的衡量方法,并分别应用新的衡量方法和传统的在大量图像中进行重建误差统计的方法对新的正交矩函数以及另外两种在特征提取方面表现最好的正交矩函数进行了比较。实验结果验证了新的衡量方法的有效性并得到了新的正交矩函数的重建效果更好的结论。     

水泥回转窑内新型温度检测方法的应用研究

采用工业CCD摄像机实时摄取回转窑内图像,利用辐射传热学中的比色测温原理对回转窑内温度进行在线检测。由于在每帧图像中选取了合理的测量位置及面积,并分别对各区块采用帧内颜色平均法和一定时间段内帧间平均法,在很大程度上消除了由于窑体自转及烧成带物料下落而产生的测量误差。所选用的方法在消除噪声上优势显著。因此,所测结果的稳定性、可靠性比传统测量方法大大增强,基本避免了噪声对测量结果的干扰。     

Research on intelligent assembly method of aero-engine multi-stage rotors based on SVM and variable-step AFSA-BP neural network

The quality of the aero-engine rotors assembly determines the overall performance of the engine. Aiming at the problems of rotors assembly with different plane types, we proposes a rotor plane classification method based on SVM by using the profile data of PCA dimension reduction. Meanwhile, for the unilateral-tilt plane rotors, the three-objective rotors assembly method of coaxiality, unbalance amount and perpendicularity based on the rigid rotor model is established. For the hyperbolic paraboloid rotors, an intelligent assembly method based on AFSA-BP neural network for coaxiality, unbalance amount and perpendicularity is established. The experiment is based on the double-column ultra-precision measuring instrument and V4L vertical balancing machine and HL5UB horizontal balancing machine to measure rotors geometry and unbalance data. The experimental results show that the plane type classification accuracy can reach 99 %. The prediction error of the coaxiality of the unilateral-tilt plane rotors assembly is 5.1 μm, the prediction error of the unbalance amount is 196 g·mm, and the prediction error of the perpendicularity is 0.6 μm. The average prediction error of the coaxiality of the hyperbolic paraboloid rotors assembly is 0.9 μm, and the average prediction error of the unbalance amount is 73 g·mm, and the average prediction error of the perpendicularity is 0.2 μm. Our method provides a reliable assembly solution for aero-engine rotors assembly and meets actual assembly requirements.     

基于无人机载多载荷的输电线路巡检方法研究检测

无人机进行电力线路巡检的作业模式在南方电网已经开展了一些示范验证并获得一定的推广应用,目前的巡检方式多为无人机或有人机挂载激光雷达进行巡检。为提高线路巡检效率、提高隐患目标识别准确度,本文提出激光雷达和可见光相机一体化应用的方法来提高巡检自动化程度、提高巡检精细度、提高作业效率及可靠性。首先针对一次飞行同步采集巡检区域的激光点云数据和可见光影像数据,在对采集的数据分别进行相应的预处理;然后将点云数据和影像数据融合处理分析,实现输电线路隐患目标自动识别和精准定位。采用旋翼无人机实际巡检获取的输电线路激光点云数据和影像数据对该过程进行了验证,试验结果表明,基于无人机载多载荷的输电线路巡检具有较高的自动化程度和准确性,缺陷识别检测的水平距离误差为0.1467米,缺陷识别的垂直距离误差为 0.1025米,缺陷识别的净空距离误差为0.1575米,识别检测效果良好,对输电线路巡检具有重要的意义。     

一种非线性摄像机标定方法

由于加工误差和装配误差的存在,摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别,致使物体点在摄像机平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性,必须对这一类畸变进行修正。该文以针孔摄像机模型为基础,综合考虑了摄像机的透镜畸变效应,并借助于开放计算机视觉函数库OPENCV,实现了一种基于张正友摄像机标定的改进算法。利用检测得到的角点,获得物体的世界坐标和图像坐标。结果证明该文中的标定算法实现简单,精度高,稳定性好。     

一种非线性摄像机标定方法

由于加工误差和装配误差的存在,摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别,致使物体点在摄像机平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性,必须对这一类畸变进行修正。该文以针孔摄像机模型为基础,综合考虑了摄像机的透镜畸变效应,并借助于开放计算机视觉函数库OPENCV,实现了一种基于张正友摄像机标定的改进算法。利用检测得到的角点,获得物体的世界坐标和图像坐标。结果证明该文中的标定算法实现简单,精度高,稳定性好。     

基于相关函数的航空发动机自整角机信号测试

根据某型发动机自整角机传感器的工作原理,提出了一种新型的基于相关函数法测量该传感器信号的方法。实验和仿真结果表明:该测量法对信号中的随机干扰噪声有极强的抑制能力;对比传统的硬件测量法,该法克服了相位移动明显、响应速度慢等缺点,误差减小为硬件测量法误差的5. 24%,收到了良好的控制效果。     

白车身焊装过程小样本采样误差的计算机仿真

对白车身焊装过程中小样本采样误差进行了研究，提出了一种基于蒙特卡罗仿真的小样本采样误差的量化方法。通过与数理统计理论中采样误差的量化结果进行对比，验证了提出的蒙特卡罗仿真方法量化采样误差的正确性。     

基于CCD数字图像处理的焊接温度场实时监测系统研究

焊接工件的温度场决定了焊接应力场和应变场,是影响焊接质量和生产率的主要因素。因此对焊接过程中的温度场分布进行测量就显得极为重要。但是传统的测温方法在焊接测温中难以实施。针对真空电子束钎焊温度场的实时监测,讨论了基于彩色CCD(电荷耦合器件)的焊接温度场三基色测温方法,运用数字图像处理技术得到焊接温度场分布。并就该方法的误差来源进行了分析,给出了系统的校正方法和标定方式。在某焊接现场进行了验证性试验,结果表明,系统具有快速准确的特点,为提高焊接质量和生产率提供了一个有效的工具。