任意位姿平面靶标实现立体视觉传感器标定

提出一种基于任意位姿平面靶标的立体视觉传感器标定新方法。利用平面标定参照物，并允许其在测量空间内自由移动，结合镜头畸变的摄像机标定数学模型，实现传感器中摄像机标定；在立体视觉传感器三维测量模型基础上，引入特征点约束优化传感器结构参数，同时实现了传感器现场标定。该方法降低了标定设备的成本，灵活方便，切实可行。实验结果表明，该方法标定精度高，已标定传感器测量空间距离的相对误差优于0．3％。     

基于容抗法的瞬时液膜厚度测量系统设计

设计了一种采用容抗法测量气液两相流瞬时液膜厚度的测量系统,通过测量气液两相流瞬时液膜厚度,来反映气液两相流截面持液率大小。对容抗法测量瞬时液膜厚度的原理进行了详细分析,建立了探针电容传感器的数学模型,完成了检测电路设计。根据此数学模型,确立了瞬时液膜厚度与输出电压的线性关系。在虚拟电子工作平台上,对该测量系统做了仿真实验分析,仿真数据表明该测量系统是切实可行的。     

基于哈特曼原理的两相流气相参数研究北大核心CSCD

本文提出哈特曼光线追踪的方法来测量气液两相流的气相参数,并进行了理论和实验研究。首先,采用哈特曼模板获得阵列光束,通过模拟追踪光线在气液两相流中的传播过程,研究出射光线与两相流中气泡尺寸、位置等参数之间的关系,其次,建立BP神经网络模型来实现气泡参数的准确反演,仿真结果表明,气泡定位相对误差在7%以内,气泡粒径的相对误差在±4%以内。在此基础上搭建了实验系统,以已知大小的透明颗粒在垂直管道沉降模拟单个气相通过管道的过程,进行了实验研究,结果表明气泡粒径的相对误差可控制在±6%以内。     

虚拟多结构光自由飞行昆虫运动参数测量系统

在分析结构光视觉测量原理和虚拟摄像机原理的基础上,针对高扇翅频昆虫的运动遮挡和激光投射器的投射盲区,提出了基于单摄像机和双激光投射器的虚拟多结构光视觉传感器测量系统;针对昆虫特性和虚拟多结构光传感器有效视场范围小的特点,设计了昆虫自由飞行引导和触发装置,实现了高扇翅频昆虫双侧翅膀运动参数的测量,并对实际昆虫运动参数测量结果进行了分析。实验结果表明,该系统不仅降低了系统成本,而且减少了多摄像机同步驱动的复杂性。     

真三维显示器上立体空间鼠标的实现及优化

通过介绍基于视觉的空间定位方法,解释了真三维立体鼠标的实现原理,搭建了真三维立体鼠标系统。针对真三维立体鼠标的空间静态与动态抖动问题,研究了真三维立体鼠标的去抖方法。为了实现两点触控,提出了鬼点去除方法,实现了两个指尖的位置识别。实验证明,在不需要佩戴任何标记和传感器的条件下,基于视觉的立体鼠标能够在真三维显示器上准确绘制图形且不受室内环境光干扰。     

双传感器激光视觉测量系统的校准

构建了由2个结构光传感器组成的激光视觉三维测量系统,建立了测量系统的数学模型.提出了一种基于未知运动的平面靶标获得测量系统全部参数的现场校准方法.实验表明,传感器校准后的三维坐标精度为0.011、0.008和0.115 mm,所提出的校准方法无需依赖专门的三维测量设备,操作简单,促进了双传感器激光视觉测量系统的工程化三维测量应用.     

基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件设计

为了提高机械设计的精密度和机械故障诊断的准确度,提出基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件设计方案。软件设计分为机械结构的视觉成像采集部分、图形三维渲染部分和实体建模部分。在Multi Gen Creator三维建模软件中进行机械结构三维虚拟视景仿真的软件开发,根据机械结构的外形测量参数配置工程文件,使用批处理模块进行信息加载和图像处理,实现机械结构三维虚拟模拟设计。仿真结果表明,该软件能有效实现机械结构的三维模拟,对各个部位的拟合程度较高。     

高速摄影下气液泡状流双阈值小波去噪方法

根据气液泡状流三维特征参数高精度测量需求,针对高速摄影法采集气液两相流图像带来的 噪声特性,提出双阈值小波去噪方法实 现气液两相流多气泡图像去噪。基 于硬阈值与软阈值的理论模型,采取双阈值小波去噪的有效方法,达到分离目标区域,保持 良好边缘特性并获得良好去噪效果 的目的,克服了传统的小波硬阈值过度“扼杀”图像信息的缺陷,优化了软阈值边缘 特性的不足,同时解决了半软阈值算法 复杂较难实现的根本问题。实验结果表明,本文方法原图像去噪后信噪比(S NR)可提高11%,熵值提高5.3%,均方根误差(RMSE) 降低了6.9%,能有效地消除图像背景噪声,在不失真的 情况下获取较为平滑的气泡图像,并保持气泡边缘特性,提高了后续流动特征的提取精度。     

虚拟多结构光传感器昆虫运动参数测量系统

提出了基于单摄像机和双结构光投射器的虚拟多结构光视觉测量系统测量高扇翅频昆虫飞行运动参数.首先分析了光栅型结构光视觉的测量原理以及虚拟多结构光传感器的工作原理,针对昆虫的运动遮挡提出了多角度观测的没计思想,在此基础上建立了基于单摄像机和双结构光的虚拟多结构光视觉测量系统.实验结果表明,该测量系统可以实现固定飞行昆虫双侧翅膀运动参数的测量;该系统不仪降低了系统成本,而且避免了多摄像机同步驱动的复杂性.     

基于虚拟现实的产品三维展示技术研究

文章在对VR虚拟体验展厅、VR数字体验馆进行实例分析的基础上,对虚拟现实下产品的三维展示技术进行分析,包括动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术以及系统集成技术。     

Bubble behavior characteristics based on virtual binocular stereo vision

The three-dimensional (3D) behavior characteristics of bubble rising in gas-liquid two-phase flow are of great importance to study bubbly flow mechanism and guide engineering practice. Based on the dual-perspective imaging of virtual binocular stereo vision, the 3D behavior characteristics of bubbles in gas-liquid two-phase flow are studied in detail, which effectively increases the projection information of bubbles to acquire more accurate behavior features. In this paper, the variations of bubble equivalent diameter, volume, velocity and trajectory in the rising process are estimated, and the factors affecting bubble behavior characteristics are analyzed. It is shown that the method is real-time and valid, the equivalent diameter of the rising bubble in the stagnant water is periodically changed, and the crests and troughs in the equivalent diameter curve appear alternately. The bubble behavior characteristics as well as the spiral amplitude are affected by the orifice diameter and the gas volume flow.     

3D velocity field reconstruction of gas-liquid two-phase flow based on space-time multi-scale binocular-PIV technology

For particle image velocimetry (PIV) technique, the two-dimensional (2D) PIV by one camera can only obtain 2D velocity field, while three-dimensional (3D) PIV based on tomography by three or four cameras is always complex and expensive. In this work, a binocular-PIV technology based on two cameras was proposed to reconstruct the 3D velocity field of gas-liquid two-phase flow, which is a combination of the binocular stereo vision and cross-correlation based on fast Fourier transform (CC-FFT). The depth of particle was calculated by binocular stereo vision on space scale, and the plane displacement of particles was acquired by CC-FFT on time scale. Experimental results have proved the effectiveness of the proposed method in 3D reconstruction of velocity field for gas-liquid two-phase flow.     

Three-dimensional measurement of bubble volume based on dual perspective imaging

This paper presents a new three-dimensional (3D) volume measurement approach of bubble in gas-liquid two-phase flow. According to the dual perspective imaging principle, bubble feature images can be captured from two different view angles. The least square ellipse fitting algorithm is used to figure out the feature parameters from the captured images. Then the 3D volume of bubble can be quantitatively measured. Compaerd with the traditional volume estimation methods based on single perspective imaging, it can effectively reduce the loss of bubble feature information. In the experiment, the 3D volume reconstruction of bubbles from dual perspective images is conducted, and the variation of bubble volume in the bubble rising process is studied. The results show that the measurement accuracy based on the proposed 3D method is higher than those based on traditional methods. The volume of rising bubble is periodically changed, which indicates that bubble achieves periodic rotation and deformation in the rising process.     

直线型超声电机电参量的测试研究

超声电机电参量的测量是指其启动和制动过程中电流及电压的测量,使用一般的传统仪器很难满足这一测量要求.该文利用LabVIEW软件平台,使用高速数据采集卡、霍尔电压和电流传感器等建立了一个直线超声电机电参量测试系统,可同时测量超声电机在启动、工作和制动过程中电压和电流的瞬时值及有效值等.最后通过对所研制的超声电机的实验测试,表明了该系统的可行性和有效性.     

基于立体视觉技术的实时测距系统研究

双目立体视觉测距系统由于计算量大、受限于硬件水平等原因,通常无法做到实时测距,为解决这一问题,对双目立体视觉的关键技术进行研究与分析后,采用预标定方法,通过选取一种快速的立体匹配算法,对其各参数进行优化,并以动态视差搜索的方式,结合目标跟踪算法,实现了对目标的实时跟踪与测量。经实验验证,该系统成本低、可行性高,能实时对目标进行跟踪与测量,并在一定范围内具有较高的精度,且有一定的应用价值。     

基于激光诱导荧光的环状流液膜流速测量与分析

在对传统方法测量和分析液膜特性的基础上,采用激光诱导荧光方法和互相关测量技术,对竖直管道中的液膜流速进行光学测量和分析。基于高速摄影获取气液环状流中液膜图像,采用数字图像处理技术对液膜流动图像进行处理,得到液膜厚度在空间上的分布函数变化曲线,对间隔固定帧频的液膜图像进行互相关处理,进而采用抛物线拟合,有效提高了互相关极值的测量精度。实验结果表明,本文方法非接触、适用面广,可以有效检测环状流中液膜"破断"现象,并准确测量液膜流速参数。     

低照度双目立体显著目标距离测定方法与实现

针对位置已固定的双目立体装置,提出了一种基于非平行模式测距原理的双目系统光轴-光心参数标定方法,减小了光轴-光心位置误测量带来的测距误差;为解决低照度下双目立体视觉中存在的立体匹配误匹配点多、目标识别度低的问题,采取了最大熵法结合整体光强变化的阈值选取方法提取显著目标,提高了目标识别率,搭建了显著目标测距系统.结果表明:采用文中的系统标定与阈值选取方法的双目立体视觉装置在低照度下具有较高的测距精度及目标识别率.