图像测量技术的新应用

图像测量技术是近年来在测量领域中形成的新的测量技术。它广泛应用于三维物体的几何尺寸、形状、变形等的测量,精密复杂零件的微尺寸测量和外观检测,工业监测及航空遥感测量等技术领域中。本文将综述该技术的现状及进展。     

基于机器视觉的3D激光平面度测量系统的研究与应用

为了满足现代工业非接触、高精度以及快速对微型物体进行平面度测量的需求,本文采用3D激光测量方法研制了基于机器视觉的3D激光平面度测量系统。首先研究3D激光轮廓仪的扫描测量原理及平面度测量原理,然后对激光线图像进行预处理,确保后期测量的准确性,其次对几何特征进行定位和坐标转换,再进行数据处理,获取物体测量部位的三维测量值。本系统为微型物体几何尺寸的三维非接触、高精度、多尺寸测量提供了测量装置系统和相应的测量手段。最后实物测量实验验证文中测量方法的准确性、快速性和有效性,测量精度可达0.1μm。     

同步闪光技术和影象云纹法结合在测量振型中的应用

引言测量物体离面振动的振型,目前一般使用全息时间平均法,它具有很高的灵敏度,但测试的振幅较小,且对仪器的稳定性和测量技术都有较高的要求,而工程结构振动的振幅往往较大。现我们试用了同步闪光法和影象云纹法相结合来测量物体离面振动的振型。从初步实验结果来看,这种测试方法可以发展成一种实用的方法。原理同步闪光法是将运动着的物体转化为静止物体的一种手段,可通过闪光法来测量运动物     

基于双目立体视觉振动筛振幅的测量方法

振幅作为振动筛的重要参数之一,对于颗粒的运动能量和筛机的振动强度具有重大的影响.针对振动筛振幅的测量,文中提出一种基于双目视觉原理的振动筛振幅的测量方法.利用区域生长法去除预处理过程后图像中白色的冗余点,并分割出白色标记点区域.然后基于形态学的膨胀操作的提取连通分量的方法,获取每帧静态图像中特征标志点的亚像素中心坐标.最后,结合双目视觉立体原理将二维的像素坐标转换为三维的世界几何信息坐标.并从连续静态的序列图像中提取四组振动周期,振幅的空间运动规律均都符合振动筛的往复运动,其四组振幅之间的误差小于0.1 mm.从而达到振动筛振幅的测量目的 ,为振动筛振幅测量提供了一种新方法.     

高频振动振幅的视觉测量

研究了运动模糊图像在空间域和频域上的数学模型,理论分析指出物体作高频谐波振动时运动模糊成像的频谱上会由于Bessel函数的零点的存在而形成系列暗条纹。提出利用CCD摄取一幅振动模糊图像,经二维傅里叶变换,并采用图像处理技术检测频谱上直线条纹的位置,即可实现高频振动振幅的图像测量,测量结果为亚像素级的精度。     

图像技术在微小零件几何尺寸测量中的应用

介绍了一种基于CCD图像的微小零件几何尺寸测量系统;给出了利用数字图像处理技术进行几何尺寸非接触测量的方法,主要包括图像的采集、预处理、二值化、边缘检测及轮廓提取等,从而得到被测物体参数的精确结果,并对测量精度进行了分析。通过实例证明了该方法的可行性和正确性。     

磁电式低频振动传感器

在工农业生产、国防建设和科学实验中,对机械振动的测量、试验和控制提出了愈来愈高的要求。各种测振仪器和测振设备都少不了振动传感器。传感器是在测量过程中感受振动,并将其转换成某种形态信息的一种器件。振动传感器的种类繁多。如果按其所测的振动参数,可分为位移型、速度型和加速度型;如果按其结构原理,可分为磁电式、压电式、应变式、电感式、电容式、涡流式以及激光和微波式等,而目前以磁电式和压电式传感器应用得最为普遍。磁电式振动传感器的原理是利用金属导线在磁场中作切割磁力线的相对运动时,产生与所测振动速度成正比例的感应电动势,从而测量出振动的速度。若让该感应电动势再经过积分或微分,则可测出振动的位移或加速度。低频机械振动的特点是频率低(几十分之一赫兹到几十赫兹),振幅大(几毫米甚至几十毫米),因此要求低频振动传感器也应能在相应的低频和大振幅的条     

机械振动对电子秤动态测量精度的影响分析

机械振动影响着电子秤动态测量过程中质量的测量精度,以电子秤和被测物体为研究对象,应用机械振动原理,分析了机械振动对电子秤在动态测量中所产生的误差,利用力学模型和数学模型对该误差进行了计算分析,归纳出控制动态测量误差的一般公式,得出了秤体质量与被测物体质量之比是控制机械振动对电子秤测量误差影响的主要参数,从而为电子秤的设计与制造提供了依据。     

机械振动对电子秤动态测量精度的影响分析

机械振动影响着电子秤动态测量过程中质量的测量精度，以电子秤和被测物体为研究对象，应用机械振动原理，分析了机械振动对电子秤在动态测量中所产生的误差，利用力学模型和数学模型对该误差进行了计算分析，归纳出控制动态测量误差的一般公式，得出了秤体质量与被测物体质量之比是控制机械振动对电子秤测量误差影响的主要参数，从而为电子秤的设计与制造提供了依据。     

高精度图像测量系统

图像测量系统的测量原理是通过处理被测物体图像的边缘而获得物体的几何参数。为提高图像测量系统的测量精度,本文提出了一种具有保持特征和滤波功能的十字窗口边缘自动检测算法。该算法能有效地抑制图像边缘检测中的噪声,并且能对非均匀照明的图像进行自动变阈值设置,从而能准确地检测出图像边缘。并在此基础上,又提出了以多项式插值为原理的新的亚像元边缘检测算法,使图像测量系统的CCD摄像机的分辨率提高约60倍。     

一种基于单目定焦相机免标定的尺寸测量方法

机器视觉以其非接触式测量、精度高、实时性好、成本低等优点,越来越广泛的被应用于工件和产品的尺寸测量中,其中利用单目相机测量零件的几何尺寸是机器视觉的重要部分.在利用单目相机测量时,当被测物在相机光轴方向移动后需要重新对焦,获得被测物的清晰图像,并重新标定相机参数,再根据像素坐标计算被测物体尺寸.针对单目定焦相机测量时需...     

基于视觉的物体特征点检测算法研究

根据测量物体的外形几何特征,提出了用扫描图像的方法进行特征点的提取,该方法能够以较少的特征点最大程度地反映物体三维尺寸.本文方法与Harris角点方法以及基于边缘的角点检测方法通过实验进行了对比分析,结果表明对形状比较规则的物体采用扫描的方式进行角点检测,可以在误差允许范围内,提高测量速度.     

利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸

研究了采用数字图像处理技术实现对直齿圆柱齿轮几何尺寸的非接触式测量.首先对CCD摄像机拍摄的图像进行畸变校正与滤波去噪,然后对图像进行阈值分割,采用基于数学形态法的四邻域腐蚀来获得单像素宽的图像边缘.针对齿轮的边缘轮廓形状特征,运用重心法、最小二乘拟合、Bresenham画圆法和Hough变换等原理,建立了测量齿轮齿数、模数、中心孔半径、齿顶圆半径、齿根圆半径和变位系数等齿轮几何尺寸参数的测量算法.使用1280×1024的CCD摄像机及黑白采集卡对分度圆直径为50mm的直齿圆柱齿轮进行测量实验,与人工测量值对比,绝对误差小于一个像素,在各测量参数中,最大尺寸的齿顶圆半径绝对误差值为13μm.研究结果表明:因为CCD摄像设备的分辨率越高、被测物体的尺寸越小,则测量精度越高,且为线性关系,所以,使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小直齿圆柱齿轮几何尺寸参数的测量.如使用1280×1024像素以上的CCD摄像设备测量分度圆直径5mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可在2μm以下.     

近景摄影测量在三维数据采集中的应用

工业产品的三维数据检测常常使用光栅投影扫描设备获得被测物体精确的表面尺寸.由于其照片拼合依据非编码点三点定位原理,因而在测量大尺寸物体表面时,具有较大的累计误差.通过近景摄影测量方法构建三维测量的非编码点群,是提高三维测量精度的一种有效手段.阐述了近景摄影测量的原理及方法,提出了利用多摄站近景摄影测量结合光栅投影扫描的方法实现大尺寸物体精确测量.以汽车外表面测量为例,通过采用单独使用光栅投影扫描设备与近景摄影测量结合光栅投影扫描两种不同的方法,对大尺寸物体表面测量的结果进行对比,其结果表明,使用近景摄影测量方法不仅提高了扫描效率,而且大幅度提高了大尺寸物体的扫描精度.     

超精密振动位移测量仪的研究

DWS／DWM型超精密振动──位移测量仪是一种用电容不接触方法测量机械振动和机械位移的精密仪器,既是测振仪,又是电子测微计。主要用来测量各种金属零部件的机械振动和机械位移以及可以转换成机械位移的其它机械量（力、压力、变形、直线性及厚度等）,特别适用于旋转轴的回转精度、往复机构的运动精度测量,以及不能受力、伯划伤的小型、精密零部件的振动、位移与尺寸检测。也适用于非金属物体的振动、位移测量。“DWS”为4位数字显示,“DWM”为直流表头指示。仪器的主要技术指标：1．量程／分辨率“DWS”：±3．000／0．002pm士3…     

基于振动分析的电梯状态监测技术研究

针对电梯系统运行过程中振动信号的非平稳、随机性、不稳定等问题,利用振动信号时域峰值、频域频率值及功率谱密度和时频域能量分布的多参数振动特征量,对电梯机械部件不同工况下的振动特性进行了研究。分析了振动监测系统及其工作原理,在此基础上阐述了机械振动特征量的提取分析方法,论述了小波包分析理论和经验模态分解法;应用上述振动信号提取方法,分别对电梯曳引机减速箱正常和异响工况下的振动信号进行了监测和特征提取。实验结果表明:采用多参数特征量融合表征电梯机械振动特性的方法是可行的,能为电梯机械部件潜在安全隐患识别和故障诊断提供技术支持。     

基于图像相位的视频微振动测量分析方法

对低频微振动的测量在机械监测、故障诊断方面有着广泛的需求,而非接触式测量由于具有无需接触工件、可测量柔软易碎工件等特点,具有更加广阔的使用场景。视频振动测量方法作为非接触式测量方法的一种,因其具有安装方便、非接触测量、面阵扫描等优点,在低频测振场景下具有一定的优势。介绍了基于图像相位的视频测振原理和方法,采用高帧率的工业相机拍摄待测物体的振动画面,用图像序列中的像素位移表征振动信号,利用Riesz变换结合图像金字塔求解特定尺度下的局部相位,并基于图像相邻序列的相位变化对高速振动信号进行编码,再通过频谱分析振动的动态特性和模态,设计带通滤波器提取感兴趣的振动模态,通过图像分解和重组算法进行可视化放大。通过实验表明,即使是微弱到肉眼无法观测到的振动信号,图像的局部相位依旧有较强的特征表达能力,可以提取振动的波形,准确地分析振动频谱和模态。能够快速扫描出场景中存在振动的具体位置,实现亚像素级微振动信号的测量,并为振动的成分分析提供参考。     

摩托车链板的机器视觉检测

针对摩托车用滚子链外链板的几何尺寸及圆度误差提出了一种基于机器视觉的检测方法。用数字摄像头采集数字图像,通过IEEE1394数字接口卡将采集到的图像传输到计算机。对原始图像进行图像预处理及图像分割。在测量尺寸时,依据图像分割所提取的轮廓,使用自编程序利用最小区域法对圆度误差进行评定,并计算、测量链板的孔径和节距。在同一系统中实现了尺寸及形状误差的非接触测量,分析了测量误差的原因。分析及试验表明,用该方法对摩托车滚子链的几何尺寸及圆度误差进行测量及分析评定是可行的,并具有高效性和实用性。     

高精度光电自动折射仪的瞄准方法及其实现

介绍了一种用于高精度光电自动折射仪并采用振动狭缝瞄准的自动瞄准方法,说明了影像宽度、振动狭缝宽度和振幅之间的几何尺寸关系。该瞄准方法采用计算机控制,实时采集经被测样品出射的单色光信号,根据该信号的幅值和相位自动确定瞄准点。给出了实现该方法的电路原理、系统组成。在365～2600nm范围内对大量光学材料进行测试表明,振动狭缝法的瞄准精度优于±0.1角秒。     

基于DSP的振动信号检测仪

采用DSP芯片TMS320VC5402对机械振动信号进行实时分析处理,设计了一种实时监测机械振动情况的检测系统.该系统能将机械振动的频率、振幅及相位信息传输给PC机,利用VB软件绘出振动信号的时域或频域图形,并且可以通过PC机发送分频系数给DSP,控制其采样频率,从而达到精确采样振动信号的目的.