三维焊接坡口轮廓图像测量系统

开发了一种三维焊接坡口轮廓图像测量系统，该系统基于光栅莫尔条纹投影原理，由LD、光栅副、滤光片、面阵CCD（Charged coupled device）及DSP图像信号处理等部分组成。分析了在恶劣的焊接现场条件下，莫尔条纹投影到焊接工件表面的噪声产生机理，提出并采用了中值滤波方法对采集的原始激光焊缝图像信号进行平滑处理。由CCD采集到的焊接坡口表面变形的莫尔条纹二维激光图像，经过图像信号处理软件后恢复焊接坡口的三维轮廓图像，获得焊缝中心、深度、宽度等参数的精确尺寸信息。该测量系统经过在轻便型焊接机器人上试用，其测试精度、实时性基本能满足要求。实验结果表明该方法简单可靠、效果明显。     

基于线阵CCD的激光干涉条纹信号处理系统

激光干涉测量系统在非接触精密测量领域占有重要地位,其中对干涉条纹的测量是激光干涉测量的核心。针对这种情况,提出利用线阵CCD将激光垂直照射在劈尖表面时所产成的干涉条纹光学图像转换成电信号并转移输出,通过视频信号预处理电路,模数转换后得到关于干涉条纹宽度的方度信号,完成了对CCD输出干涉条纹信号的处理,实现了对等间距干涉条纹的自动检测。     

基于全息光栅的CCD位移传感器

提出了一种新型的基于全息光栅的CCD位移传感器，该系统利用CCD分辨力高、像素均匀等特点，对干涉条纹的移动进行精确定位，而且全息光栅在测量过程中又具有不受光源波长的影响、适用光谱范围宽等特点，实现了位移的自动精确测量。该系统具有一定的实用价值及应用前景。     

基于莫尔条纹的船体横扭角测量方法研究

介绍了传统大钢管法的测量原理及其优缺点,在此基础上提出一种直接测量船体横扭角的方法,基于光栅干涉产生的莫尔条纹的宽度或倾角变化来测量横扭角,发展了莫尔条纹的常规应用,分析了测量原理并进行了精度分析;仿真实验采用CCD探测器接收莫尔条纹图像并进行图像处理,根据条纹宽度变化求横扭角;结果表明在±7′范围内,实验室静态平均测量误差为2.1″;该方法涉及的测量系统不仅体积小、质量轻,便于安装调试,而且精度也比较高。     

基于线阵图像传感器的光纤光栅传感解调技术

对比线阵CCD，CMOS图像传感器和InGaAs图像传感器的原理、特点和性能，提出了基于InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调技术，并设计了基于线阵InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调系统，而且通过计算机控制单独对应力和温度变化进行了测量实验，得到了理想的结果．基于线阵InGaAs图像传感器的解调系统不但测量精度和分辨率很高，而且基本上实现了光纤光栅传感的智能化，为光纤光栅传感的工业化奠定了基础，具有很好的应用前景.     

干涉条纹计数实验软件设计

干涉条纹计数实验软件可自动完成光学实验中干涉条纹的自动采集和移动条纹计数。该系统利用PCI高速的数据采集与传输特性,实现干涉图像的采集,运用图像的处理算法实现条纹的识别和定位。本系统融合了图像处理不同阶段的多种算法,取得较好的效果。克服了光学实验中依靠人眼直接判读干涉条纹的种种缺陷,实时跟踪移动的条纹及自动计数,便于学生完成干涉条纹进行测量物理量的实验。     

基于激光干涉仪的角度测量技术

介绍了一种基于激光干涉技术的精密角度测量系统 ,该系统利用干涉仪在几何量测量中的干涉测量技术 ,以激光作为干涉光源 ,迈克尔逊干涉仪作为干涉测量装置 ,通过角度转换装置将角度量转换为可以反映干涉光路中光程差变化的线位移量 ,由此引起干涉条纹的变化 ,再通过相应电路对干涉条纹进行一系列处理 ,从而实现了对大转角的精密测量。与以往类似系统相比 ,该系统具有结构简单、误差恒定、测量精度高、测角范围大、易于数字化等特点     

激光干涉条纹中心精确定位方法

干涉条纹中心的定位精度对于干涉法的测量精度至关重要。对于背景复杂的干涉条纹图像,噪声严重影响了条纹中心的定位。激光干涉图像中主要噪声为激光散斑噪声和背景亮度不均匀,采用Butterworth低通滤波和背景补偿对图像预处理以抑制噪声的影响,再进行区域分割得到二值化条纹,细化二值条纹得到初步的条纹中心,在细化条纹的周边区域通过多项式拟合求极值的方法计算条纹中心。最后用该定位方法计算了模拟条纹图像的条纹中心,计算结果表明该方法比直接细化条纹的方法更精确。     

基于FPGA的白光干涉仪数据采集系统的设计

为了对白光干涉仪的干涉条纹进行分析处理,该文设计了一种以FPGA为核心的数据采集系统。低相干白光光源在发生干涉后,会形成明暗相间的干涉条纹。通过对干涉条纹测量分析,就能对数据进行精确的测量。整个系统以FPGA作为主控制器,配以CCD采样,AD模数转换,内部FIFO存储、以太网高速传输,从而把干涉数据实时传送到上位机中,具有传输速度快,效率高等优点,实现了白光干涉信号的数字化处理。     

干涉条纹计算机图象处理系统的实现

本文介绍了一个用计算机数字图象处理技术实现激光干涉条纹的自动处理和识别，进而实现高精度几何量测量的系统。该系统处理速度快、精度高、操作简单，使我国的纳米测量技术向前迈进了一大步     

基于单片机与锁相环技术的位移测量系统

针对目前位移测量系统精度普遍不高且灵活性差的特点,通过对光栅莫尔条纹的测量原理以及锁相倍频技术理论的分析,利用单片机的高速智能数据处理平台,构建了高精度的位移测量系统,实现了锁相倍频技术对光栅栅距的高倍细分;重点介绍了系统的整体设计结构与预置细分提高系统工作灵活性的实现原理，通过对微机的编程,可灵活地设置细分数。     

基于圆结构光的复杂深孔内轮廓尺寸测量方法

涡流法、超声法测量深孔截面轮廓尺寸精度低,而光学单点扫描法测量效率低。介绍了一种基于圆结构光的复杂深孔内轮廓3维测量系统,提出了一种采用FFT分析和差分分析进行测试数据处理的方法,能够实现快速高精度测量。测试系统主要由圆结构光发生器、扩束锥镜、成像锥镜、镜头和CCD组成,对于获取的每一幅被测截面的结构光图像,首先提取光条中心,对光条中心上的点作最小二乘法拟合获取光条中心拟合圆心,并以此圆心点将光条中心线展开,展开波形中存在整体形状误差,主要由圆心偏心误差、椭圆形状误差两个周期性误差分量构成,由于二者振动频率与细节分量的振动频率不相同,借助于FFT分析,将两个误差分量分离出来,进而采取措施减小其对系统的影响;差分分析用于去除阴线和阳线之间的过渡线。该方法提高了阴线圆与阳线圆尺寸计算的精度和效率,实验结果表明,系统内径测量精度达到005mm。     

基于机器视觉技术的棒材自动计数系统的研究与应用

对图像处理和机器视觉技术在我厂轧钢生产线上棒材自动计数和分钢控制系统中的应用进行了研究并对使用情况进行了介绍.该系统不但能满足实时性的要求,而且能够实现棒材的准确计数和分离.     

线阵CCD枪弹姿态实时测试系统软件设计

针对小弹丸飞行速度高的特点,结合线阵CCD相机采集图像原理,基于计算机编程技术和图像处理技术,开发了数据采集和处理软件;详细介绍了在WINDOWS环境下,利用VC 语言开发工具和MATLAB数据运算软件进行枪弹姿态实时测试系统软件总体设计方案和具体实现的过程,解决了小弹丸飞行姿态无法实时测试的问题;在实际弹丸飞行姿态测试试验中,该测试系统可以较好的完成实时测试小弹丸攻角和速度参数的任务.     

自动对焦显微镜系统设计及仿真

设计了一种基于条纹投影的自动对焦显微镜系统。通过红外光源将光栅掩膜板投射到被测物表面,用于对焦判断。通过白光光源进行系统照明。使用带通滤光片分离出由红外光源投射的光栅像,并由线阵CCD采集,用于离焦量和离焦方向的判断。由白光光源照射得到被测物的像,并由面阵CCD接受用于直接观测。使用Tracepro对设计的系统进行仿真,分析得到适用于线阵CCD采集的光栅图的一维清晰度评价函数,并使用系统对不同被测物进行仿真对焦实验与误差分析。仿真结果表明,本系统可对不同被测物进行自动对焦。     

基于彩色结构光的自动编码算法

针对光栅投影三维轮廓测量中被测对象所含特性越来越复杂,提取到的细化光栅条纹存在大量断裂,导致细化条纹编码困难的问题,提出了一种基于彩色结构光的自动编码算法。设计了一种新的彩色结构光模型并且给出了其设计原理,实现了一种新的条纹自动编码算法。该算法从投影的彩色结构光栅中提取到带有颜色信息的细化光栅条纹,通过判断条纹最佳相邻的连通区域依次对其每种颜色的细化条纹进行编码,最后利用光栅模型的周期性进行组合编码得到完整图像的条纹编码。仿真实验结果表明：该彩色结构光模型设计简单,条纹自动编码算法的准确率较高,其误差能够降低将近10%,利用得到的条纹编码数据能够重建出较理想的三维点云数据模型。     

双路扫描式激光测径仪系统设计

针对企业对小型零部件生产线上的工件线径检测精度和稳定性问题,研制了一款基于ARM+FPG A的双路扫描式激光测径系统,用于解决扁平形漆包线线径的精确测量问题。该测径系统采用标准棒法测量原理,运用累加求和取平均值的处理算法,实现了工件线径的厚度和宽度双向检测,克服了单路激光测径系统测量范围受限等缺点。实验结果表明,该测径仪精度可达到0.001 mm,示值误差不超过±0.005 mm,稳定性能好,测量精度高,适合于生产线上小尺寸工件线径的精度检测。由于FPGA的快速数据处理能力,本系统特别适用于动态线材的尺寸监测。     

干涉合成孔径雷达成像技术研究

用SIR-C/X-SAR的X波段的原始数据,实现了真实数据下星载双航过InSAR的数字高度 地图。首先给出了一种新的解释InSAR三维成像原理的数学描述。该描述对成像关系做了合理近 似,与以前的一些描述相比具有如下优点:①把相位差与地表高度在距离线上直接联系在一起,清 晰地反映出它们之间的关系;②指明了基线对高度测量的有效贡献在于其在斜距垂直方向的投影 这一重要概念;③可用于对测高精度与部分成像参数之间的关系做理论分析;④可用于求取相位差 值到地表高度值之间的转换系数;⑤基本反映了成像处理的实际过程;⑥可解释为何工程上可将相 位差与高度之间近似看成线性关系。然后,给出了一个完整的实现数字高度地图的数据处理过程, 并将整个过程分成9个环节,逐一对各环节的目的和作用做了扼要说明。最后,给出了包括单视 SAR成像、干涉相位条纹、水平相差修正和干涉条纹的降噪滤波在内的处理过程中关键步骤的结 果,和最终的三维地貌成像结果。     

基于计算机视觉的板类零件曲面测量系统

利用计算机视觉原理，建立了板类零件曲面测量系统，该系统首先根据人眼感知事物原理，采用神经网络来拟合图像坐标与空间坐标的映射关系；然后以光栅投影条纹为特征，用小波变换提取条纹边缘，在此基础上，提出搜索式无监督聚类方法，使带状离散边缘点按边缘实际分布情况分为不同组群，并将各组边缘点分别拟合成连续B样条曲线，同时结合视觉几何不变性，实现了亚象素级的立体精匹配；接着，运用小波分解来讲接图象，融合数据，并由图象坐标与空间坐标的映射关系，求解曲面上点的空间坐标，测量精度可控制在0．5mm/m以内。     

基于容栅技术的数显角度尺的研发

针对机械式角度尺存在的测量过程较为繁琐、测量结果不易读数、测量功能单一等问题,文章设计了一款数显角度尺。该数显角度尺利用容栅测量技术和单片机技术进行开发。基于容栅测量原理,设计开发符合要求的圆容栅传感器,该圆容栅传感器具有角位移信号输出功能,通过单片机对该位移信号进行数据运算及处理,从而实现0°~90°,90°~180°、180°~270、270°~360°、0°~360°5种测量模式,并配合特定的机械结构件,从而实现数显角度尺的精密测量。该文所设计的数显角度尺分辨率为1',经实测,其精度可达2'。同时具有数据输出功能,便于实现在线测量,与传统机械式角度尺相比,具有操作简单、易于读数、测量功能多样等优点。