塞规直线度误差的高精度测量方法

针对小直径塞规直线度不易测量的现状,提出利用机器视觉与光学放大的方法,通过获取零件边缘图像,提取坐标,评定直线度误差值。提出针对图像特征,利用改进的算法提取边缘,再通过自标定方法进行系统标定。实验表明,该方法不仅具有较高的测量精度,并且对于测量点数的选择具有指导意义。     

基于机器视觉的天轮偏摆检测技术

设计了一种基于机器视觉的天轮偏摆检测系统。利用机器视觉系统的CCD摄像机实时采集天轮偏摆运行状态视频;对每一帧图像进行图像滤波和图像增强,采用Mean Shift算法实现天轮偏摆的跟踪;经坐标变换将跟踪目标的像素偏移换算为实际物理尺寸,从而计算出天轮偏摆。试验结果表明,设计的天轮偏摆检测系统现场安装检测方便且能满足精度要求。     

基于机器视觉和独立悬挂系统的煤矿特种机器人设计

由于煤矿井下煤尘存在爆炸性、煤层中溢出的瓦斯也具有威胁性,所以采煤工作环境十分恶劣和危险。为此利用Lab VIEW和IMAQ Vision构建了基于彩色图像二值化的机器视觉图像处理算法,提出了一种基于机器视觉和独立悬挂系统的煤矿特种机器人。该机器人四轮能够独立运动,同时兼备灵活的探测抓取和越障能力,应用于煤矿勘探以及利用视觉进行物体识别方面,并通过抓球和爬楼梯试验验证了该机构的可行性。     

过煤量激光图像智能监测技术研究

基于机器视觉的激光测量原理,研究了矿井带式输送机实时过煤量监测技术,提出了一种带式输送机实时过煤量在线测量方法。采用直射式激光三角测量方法,搭建了带式输送机过煤量视觉测量实验台,完成了测量系统软硬件设计,优化了图像处理算法和处理工作流程,研制了激光过煤量监测样机。提出了视觉测量系统图像采集质量评价方法,通过比较不同图像清晰度评价函数的处理性能,优选了Range函数对采集的图像进行清晰度评价。研究了基于机器视觉的煤流截面轮廓参数提取算法,通过图像处理获得激光变形条纹的中心线,并对条纹中心线的断点进行了数字虚拟连接,提高了测量准确性。最后验证了测量方法和图像处理算法的可行性。     

基于机器视觉的轴类零件识别

采用机器视觉手段进行轴类零件识别。通过采集待识别零件样本信息,利用MATLAB软件编程实现对样本的图像处理和轮廓提取,获得特征量信息。然后通过图像标定和亚像素最小二乘法进行直线拟合获得轴的边缘轨迹,完成轴的直径和同轴度识别。进行视觉识别结果和人工测量结果比较,结果表明,采用机器视觉进行轴类零件识别,相对误差为0.001,检测精度具有一定的可靠性,且检测速度快,便于实现批量化、在线实时检测,具有广阔的应用前景。     

基于深度学习的锌电解厂阴极板剥锌残留物识别方法研究

锌电解厂工业生产中阴极板经剥锌机剥片后有时会有残留物,需要及时识别并清除,否则会影响阴极板的后续处理。目前主要通过人工肉眼观察来进行识别并从流程中剔除,由于每个工人的经验、技术水平和责任心不一样,难以保证人工识别的准确性和及时性,从而容易造成不合格阴极板误入电解流程。针对此问题本文提出了一种基于改进YOLOv5算法的阴极板残留物机器视觉识别方法。利用本方法对从工业中采集的锌阴极板图像数据样本进行了残留物识别试验和测试。结果表明,基于改进YOLOv5算法对不合格板的平均识别精度达到95.2%,比原始YOLOv5算法精度提高了6.8%,其识别精度能够满足实际应用中锌阴极板残留物的实时检测的要求。     

基于机器视觉非接触测量外螺纹尺寸系统

主要介绍使用机器视觉非接触测量外螺纹尺寸系统,测量矿山钻孔所用的钻杆接头外螺纹加工尺寸,以及如何通过定制化的工装夹具来实现接头的定位旋转拍照采图,从而实现对矿山钻孔所用钻杆接头加工完后自动检验接头尺寸的技术。本视觉检测系统主要是由工业相机,高倍远心镜头,平面光源及机器视觉软件平台组成。具体原理是通过工业相机采集钻杆接头各个位置的照片,测量整个接头螺纹的尺寸。再由机器视觉软件平台,用C++语言定制开发的视觉灰度值算法进行计算,进而实现非接触自动测量螺纹加工后的尺寸,实现外螺纹加工后尺寸是否合格的无人化检验作业。     

基于机器视觉的长壁工作面直线度测量算法研究

综采工作面推进过程中,由于上百米长的狭长地形和起伏弯曲,其直线度是一种大型移动目标的非可视测量问题.通过将梯形窗口、灰度识别和特征搜索等视觉算法应用于实时测量刮板输送机的形态,建立视觉相机测量直线度的局部坐标系,可使测量的结构光点像素值转换为设定直线度的偏差距离;通过链位传递算法将工作面布置的多个视觉相机的局部直线度坐标经过转换矩阵和平移向量建立全局坐标系,从而计算出以刮板机节为测量标志点的工作面直线度.实验表明,视觉检测整个工作面直线度达到±50mm的精度,满足采煤机沿平直工作面高效运行的要求.     

基于光纤陀螺的煤矿钻机定向仪设计

针对现有方法无法实现瓦斯抽放孔开钻前钻机精确、快捷定向的问题，提出采用光纤陀螺惯性导航技术实现钻机精确快速定向的新方法。根据调整钻机姿态过程的运动特性及测量要求，设计了钻机定向仪测量总体方案，采用速度及位置的双参数组合抑制了测量误差随时间的漂移，设计了组合卡尔曼滤波器，实现了快速、方便、长时间的精确测量。完成了定向仪硬件总成、软件算法及上位机软件的设计，实现了原理样机。通过对样机试验验证了方案的正确性，试验结果表明定向仪寻北时间、寻北精度以及动静态长时间测量精度均达到了钻机定向指标要求，基于光纤陀螺的钻机定向仪为煤炭领域相关定位定向测试仪器研制提供了一种新思路。     

井下三角高程测量的多元线性回归分析

通过对井下三角高程测量的原理、误差来源及精度分析,指出钢尺量取仪器高和棱镜高的误差对三角高程测量结果的影响,提出一种利用多元线性回归减小该误差影响的算法,并通过实例对三角高程测量结果进行改正,验证了该算法用于提高井下三角高程测量精度是可行的。     

数控机床主轴变频调速控制系统原理及应用

合理地进行数控机床主轴的控制,对提高机床的加工精度和生产效率都十分重要。数控机床是一种灵活、高效能的自动化机床,较好地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题,正被广泛地应用在生产中。研究了变频调速技术在主轴驱动系统中的应用,实现了主轴的无级调速。     

煤矿地面轨道运输矿车自动避障技术研究

介绍了煤矿地面轨道运输矿车自动避障技术。首先介绍了基于雷达的矿车前方障碍物检测技术及其相关算法,然后详细介绍了基于机器视觉的矿车前方障碍物检测系统和常用的图像处理方法以及相关的算法,最后介绍了雷达和机器视觉融合的障碍物检测技术在煤矿地面轨道运输矿车自动避障过程中的应用。     

数控车床主轴箱的动力特性修改研究

为改善数控车床主轴箱动态性能,提高产品的加工精度和质量,在进行了主轴箱模态试验研究的基础上,对主轴箱结构进行了动力特性修改研究。结果表明:质量和阻尼修改对结构固有频率和阻尼比的影响程度不大;结构固有频率和阻尼比对刚度修改比较灵敏。研究结果揭示了质量、阻尼比、刚度等模态参数调整对结构动态特性的影响规律,为改善数控车床主轴箱的动态特性提供了有效途径。     

基于机器视觉的煤矸识别系统设计及试验研究

为解决手工选煤、湿法选煤中存在的效率低下、劳动强度大、水资源耗费、环境污染等诸多问题。研究了基于机器视觉的煤矸识别方法,在实验室中搭建了试验平台,开发了MFC软件应用平台,实现了煤矸实时识别|选取山西西山、内蒙古和陕西神木的煤和矸石作为样本,建立了样本图像库|取420张图像作为实验样本,提取样本的灰度均值、峰值灰度、能量、熵、对比度、逆差矩6个特征进行统计和分析|采用粒子群优化算法(PSO)对支持向量机(SVM)的进行优化,并对分类器进行训练和分类测试。对特征分析的结果表明,灰度特征比为纹理特征具有更好的区分度|PSO-SVM分类器测试中,以灰度、纹理、组合特征作为输入时,其识别准确率分别为95.83%、72.92%、93.75%,结果表明以灰度特征作为输入识别效果最好。     

基于机器视觉的掘进机截割头姿态检测系统

对掘进机截割机构模型进行简化,采用俯仰角和旋转角作为描述截割头姿态的参数,设计了基于机器视觉的掘进机截割头位姿检测系统,并介绍了双目视觉检测方法的原理。为了验证检测系统的检测效果,通过实验将采用本系统得到的截割头姿态参数与采用传感器测得的数据进行对比,结果显示截割头姿态参数相差不到1°,误差基本都在10%以内,由此证明采用机器视觉对掘进机截割头进行姿态检测得到的数据是有效的。     

2024铝合金挤压型材拉弯回弹分析

2024铝合金L截面挤压型材拉弯结构件是飞机壁板、地板及连接接头等部位的关键零部件,针对此类结构件拉弯成形回弹问题,基于位移控制的夹钳轨迹建模方法,建立了拉弯及回弹有限元模型,模拟分析了预拉量、补拉量及摩擦系数对回弹量的影响规律。结果表明:预拉量、补拉量及摩擦系数对回弹量有较大影响。随着预拉量、补拉量的增加,半径回弹率减小。挤压型材与模具之间使用有效的润滑剂,半径回弹率减小。采用正交试验方法模拟研究了预拉量、补拉量及摩擦系数对回弹量的影响程度。方差分析表明补拉量及摩擦系数在F_0.25(2,2)水平下对试验指标影响显著。     

基于机器视觉的悬臂式掘进机机身位姿检测系统

针对矿井巷道自动掘进的需求,为矿用悬臂式掘进机构建了一套机身位姿实时检测系统。该系统以十字激光器与激光标靶为信息来源,通过对标靶上十字光线成像特征的分析,建立了掘进机机身位姿空间解算模型。该模型利用机身与十字激光面的空间关系,使用空间矩阵变换方法,得到机身相对于巷道的三轴倾角以及在巷道断面上的偏离位移,实现了掘进机机身位姿的自动实时检测。最终,在实验室条件下,搭建了机身位姿自动检测试验平台,模拟掘进机在巷道内的姿态,试验结果表明:测量范围在2~100 m时,系统的角度测量误差在0.5°范围内,位移的检测误差小于20 mm,能够满足巷道施工过程中掘进机机身位姿自动、精确、实时测量的要求。     

矿用输送带防护中的机器视觉技术

输送带撕裂、损伤和跑偏等故障是矿用带式输送机容易出现的三类严重故障,基于机器视觉的输送带防护具有更高的可靠性和准确性,已经成为输送带防护的重要发展方向。本文分析了机器视觉技术在矿用输送带的撕裂、损伤和跑偏故障检测中的一些典型应用。     

基于ECT技术的充填管道内固液两相流仿真方法研究

矿山充填过程中，管道中产生的结块和充填料浆中夹杂的废石会造成堵管或爆管等严重安全事故，制约了矿山充填技术的应用与发展，所以及时对管道内堵塞结块及废石的方位和大小进行检测,对矿山充填的安全稳定有着重要意义。以电容层析成像(ECT)技术为基础，研究了矿山充填管道的检测方法。针对传统ECT重建算法成像质量差、精度低等问题，提出了一种适用于充填管道内固液两相流检测的基于极限学习机和卷积神经网络的ECT图像重建方法。该图像重建网络由单隐藏层前馈神经网络和图像预测网络两部分组成。利用极限学习机建立电容数据与介电常数值的映射关系，并通过图像预测网络完成对图像的重建。通过充填管道仿真试验，证明了该方法不仅能够有效减少重建图像的伪影和变形，提高图像重建准确度，而且对充填管道中可能出现的复杂情况有较好的重建效果。所提出的ECT图像重建方法对于矿山充填管道内存在的堵塞结块及废石的检测有很好的效果，可以有助于推动ECT技术在充填管道检测领域的应用和推广。