大尺寸三维激光测量系统标定技术研究

大尺寸三维激光测量系统是基于激光雷达工作原理的自动扫描测量系统,为保证其测量精度,需要在测量前对系统进行标定.采用螺旋线扫描和W型扫描相结合的扫描方式,通过工具球对测量系统进行标定的基本原理,同时,通过实验验证了标定的精确性,并对测量精度进行了分析.应用该方法,系统重复性测量精度不大于0.005mm,满足测量要求.在测量精度、测量效率、自动化程度和测量数据处理等方面具有明显的优点.     

六自由度柔性测量臂关节零位偏差标定算法研究

多关节柔性测量臂的关节零位偏差是由于装配引起的系统误差,对测量精度的影响极大.采取高精度的标定方法,获得关节零位偏差的实际值,然后对关节转角的理论值进行补偿,可以提高测量精度.首先应用D-H建模方法,建立了六自由度柔性测量臂的测量模型,在测量模型的基础上,应用全微分法建立了基于关节零位偏差的误差模型,然后用最小二乘法和迭代算法,建立了柔性臂关节零位偏差的线性标定方法,最后通过Matlab仿真验证了该标定算法的正确性.     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为提高某姿态测量系统的标定精度,对其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法进行研究.分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列,并推导出相邻两体间的低序算子;进而建立关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法.误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性.     

一种光刀式义齿三维轮廓测量系统标定方法

为了提高数字化口腔测量系统的测量精度,文中基于光刀式测量法,提出了一种用于测量义齿三维轮廓的系统标定方法.采用具有一定斜面的立方体作为标定块,通过标定块的单方向平移,确定出每一个高度下空间物理位置点在摄像机成像平面的像素值,对标定范围内所有像素点进行标定,得到网格式的标定结果.该标定方法经实验验证,结果表明:标定后测量系统的测量精度达到0.04mm,对高度标定具有连续性;通过标定块的两次平移可以完成整个标定过程;较传统义齿三维轮廓测量系统标定方法,标定灵活性增强,标定原理简化,标定速度快.     

基于径向约束的CCD相机标定参数的整体优化

提出了基于径向约束的CCD相机标定的模型参数非线性整体优化的方法.利用Harris算法检测标定板的各角点图像坐标,保证了标定板角点的稳定性和可靠性;进行RAC(radial alignment constraint)两步法标定,并用Levenberg-Marquardt算法对通过径向约束标定得到的所有相机模型参数进行非线性整体优化,提高了相机参数的标定精度.实验结果表明.该方法标定精度高,能明显减小各种误差对CCD相机标定的影响,提高了机器视觉三维测量的精度.     

基于DSP的声表面波温度测量系统设计

介绍了声表面波传感器测温原理,并设计了一种基于DSP的无线无源温度测量系统.采用具有低通特性的滑动平均数字滤波算法改进了系统的测量精度.通过在某变电站的现场试验,证明了该系统能够有效实现高压开关柜内多点实时探测,具有良好的抗干扰性和稳定性.     

基于机器视觉的汽车焊缝检测系统

针对汽车焊缝工件检测精度低、鲁棒性差和效率低等问题,设计一种基于机器视觉的车辆焊缝检测系统,代替现有人工焊缝检测。利用VS2010开发出界面程序,通过配置工业相机,实现多个相机对汽车焊缝点图像的获取,对当前图像进行一系列预处理,使用标定工件对焊缝图像进行尺寸标定和校正,并采用改进的Hough变换检测算法对图像进行焊缝检测。实验结果表明,系统测量精度为0.006 mm,测量方差量级为10~(-5),系统可以对汽车焊缝进行精准、稳定和快速地测量,并且可以将检测结果导出到对应焊缝检测点的Excel电子表格中保存。     

双线阵CCD交汇测量中的自动标定方法

针对CCD交汇测量系统中的初始标定困难、繁琐、重复误差等缺陷,提出了一种基于测量模型的自动标定方法.根据交汇测量原理,建立了测量系统的数学模型,并推导出自标定的模型.在相机焦距、倾角、光心坐标已知条件下,通过分析标定中各参量的函数关系,可利用线阵相机像元确定测量位置,精度可达到4 mm.     

机器视觉疲劳裂纹扩展试验裂纹测量系统标定方法

机器视觉检测金属疲劳裂纹扩展试验中,需要先对摄像机进行标定,设计了机器视觉疲劳裂纹扩展试验裂纹测量的实验装置,通过高斯平滑滤波和拉普拉斯图像增强对标定块图像预处理,采用亚像素边缘检测精确获取图像边缘,根据标定块的特点,采用直线拟合法检测标定点.建立针孔摄像机成像模型,并结合本系统的实际情况采用一种改进的Tsai标定方法.在NI-Vision平台上进行了标定实验,实验证明本标定算法达到了预期的功能和精度需求,为后续疲劳裂纹的测量奠定了基础.     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为了提高某姿态测量系统的标定精度,研究了其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法。分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列;推导了相邻两体间的低序算子;进而建立了关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真结果研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法。误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性。     

Improved Nonlinear Friction Compensation Method for Robot Joint Driving

In order to alleviate the steady-state position error and the destabilizing effect of the nonlinear friction, a novel compensation method is presented, which modified the traditional Southward‘s compensation method. Estimated the nonlinear friction model using an identification method, the effect caused by its nonlinear component can be compensated, and an enhanced tracking performance is verified on a selectively compliant articulated robot arm(SCARA) robot.     

复合Bessel函数零点数值计算方法及分布规律

为了解决复合Bessel函数零点计算问题,提出修正粒子群与量子粒子群优化算法。修正后的算法能够找到复合Bessel函数有限区间内绝大部分函数零点。为了进一步提高函数零点的搜索能力,结合前两种算法特点,借鉴交叉算子操作,对带交叉算子量子粒子群算法进行修正,修正后的算法能找到复合Bessel函数有限区间内所有函数零点,修正后带交叉算子量子粒子群算法收敛速度快,零点计算精度高。计算结果表明:同一参数复合Bessel函数除去前3个零点,后续零点与零点次序在双对数坐标系中符合直线关系。对不同参数计算的零点与零点次序进行直线拟合,相关程度达到99.99%,零点拟合的相对误差小于0.5%,能够满足工程计算的需求。     

一种改进的轮廓提取评估算法

针对带有Ground Truth图的自然图像轮廓评估算法的轮廓提取准确率低并且不精确的问题,本文提出了一种邻域匹配算法,并且与原算法相结合,再将评估的准确率公式进行修改,得到了本文的轮廓提取评估算法。通过对Canny算子处理的轮廓提取图进行评估,并与原算法相比可知,本文算法提高了评估的轮廓提取准确率。     

Parameters inversion of high central core rockfill dams based on a novel genetic algorithm

Parameters identification of rockfill materials is a crucial issue for high rockfill dams. Because of the scale effect, random sampling and sample disturbance, it is difficult to obtain the actual mechanical properties of rockfill from laboratory tests. Parameters inversion based on in situ monitoring data has been proven to be an efficient method for identifying the exact parameters of the rockfill. In this paper, we propose a modified genetic algorithm to solve the high-dimension multimodal and nonlinear optimal parameters inversion problem. A novel crossover operator based on the sum of differences in gene fragments (SoDX) is proposed, inspired by the cloning of superior genes in genetic engineering. The crossover points are selected according to the difference in the gene fragments, defining the adaptive length. The crossover operator increases the speed and accuracy of algorithm convergence by reducing the inbreeding and enhancing the global search capability of the genetic algorithm. This algorithm is compared with two existing crossover operators. The modified genetic algorithm is then used in combination with radial basis function neural networks (RBFNN) to perform the parameters back analysis of a high central earth core rockfill dam. The settlements simulated using the identified parameters show good agreement with the monitoring data, illustrating that the back analysis is reasonable and accurate. The proposed genetic algorithm has considerable superiority for nonlinear multimodal parameter identification problems.     

一种采用双混沌搜索的类电磁机制算法

针对现有算法中初始种群随机性强、局部搜索能力差、移动公式效率低等问题,提出了一种改进的类电磁机制算法．结合反向学习理论,引入带扰动因子的反向学习机制构造初始种群;提出了一种双混沌优化机制用于局部搜索;运用改进后的公式计算粒子之间的合力;设计了一种自适应移动算子来更新粒子．实验结果表明,改进后的算法具有更好的收敛效果和更高的求解精度．     

模拟追逐算法

提出了一种群体智能算法——模拟追逐算法.该算法模拟长跑比赛运动员追逐竞争过程,设计了追逐算子与探测算子.领先个体执行探测算子操作以便获得更优位置,落后个体为取得竞争优势,设定追赶目标,执行追逐算子操作,完成跟随超越,从而实现群体进化寻优.仿真实验表明,模拟追逐算法有较快的收敛速度和较高的求解精度,是一种稳定的优化算法.     

关于三坐标测量策略的探讨

基于过程控制的思想并依据有关测量标准和实践经验,分析了影响三坐标测量机测量结果的因素,探讨了三坐标测量机具体的测量策略.操作者具备足够的操作技能,注意选择标定合格的测量机和测量环境,尤其是要采取正确的测量策略,相应地就能获得高质量的测量数据.     

仿人多关节坐标测量机的数学建模及其误差分析

仿人多关节坐标测量机是一种新型的非笛卡尔式坐标测量机,它仿照人的腰关节,肩关节,肘关节和腕关节的结构,将一系列杆件和测量间通过具有旋转导轨的关节连接起来,以角度测量基准取代了长度测量基准,从而具有结构简单,体积小,测量范围大,使用灵活方便等优点。     

自适应熵疫苗算子的免疫图像分割方法

本文针对二维熵图像分割算法存在计算量巨大的问题,基于免疫调节机制,设计了一种新的图像分割方法．该方法利用免疫疫苗理论,并与熵理论相结合,提出了熵疫苗算子．熵疫苗作为抗体疫苗进行选择,通过熵运算,提取更新疫苗库,从而使得最优分割阈值的形成及疫苗库的更新具有自适应性,疫苗的选择更加准确有效．仿真实验表明熵疫苗算子加快了算法的搜索速度、提高了算法的适应性．该算法对复杂图像具有良好分割效果和较强的实时处理能力．     

基于改进遗传算法的移动机械臂拣选路径优化

传统移动机械臂路径规划算法没有根据抓取点分布情况对工位点坐标进行优化,效率低,对此,提出了一种基于改进遗传算法的移动机械臂拣选路径优化方法.通过对拣选物品位置的分析,建立单个工位点上移动机械臂分拣路径模型和多工位点的旅行商（TSP）问题模型,运用改进的遗传算法,在工作空间内对各个工位点的位置坐标寻优,规划出移动机械臂抓取的最短路径和多工位点间移动的最短路径.实验结果表明,与传统遗传算法可能,运用改进的等级进化选择算子和最优近邻交叉算子,遗传算法的收敛速度提高了46.15%,路径缩短了45.99%,系统运行时间减少了25.80%,提高了系统效率.