基于二维运动的应力分布测量系统的设计

为了克服传统应力测量不能实现对光学元件应力分布的全局测量的问题,该文提出了一种应力自动测试系统。该系统通过双弹光调制光路产生调制信号,经FPGA中的数字锁相技术实现解调后传输到上位机中计算出相关的应力参数。同时又加入了二维运动平台来实现待测样品的运动,进而实现对待测样品每个位置都能进行测量。最终上位机将各点的应力参数结合二维平台运动的位置参数绘制出二维显示图,实现了对样品应力测量的二维可视化显示。根据实验结果,测量的相对误差为0.5%,并能直观地展示应力分布。该测试系统的弹光调制信号、二维运动参数信号和数据处理都由上位机软件进行控制,实现了光机电一体化,具有良好的实际应用价值。     

激光传感器扫描边缘系统定位方法研究

非接触式齿轮倒角测量系统物体坐标系与运动平台坐标系的系统定位是通过人工控制XY移动平台携带激光传感器运动使激光点投射到棋盘格左下角点,该方法存在一定的人为误差,增加了齿轮倒角测量的系统误差[1].提出用激光位移传感器扫描测量标定板右侧和下侧边缘突变点位置坐标来确定标定板右下角点位置坐标信息,棋盘格有效区域左下角点与标定板右下角点间的距离已知,控制XY二维运动平台运动,使激光点投射到棋盘格有效区域左下角点的位置,完成系统定位.     

一种二维微位移平台测量系统的研究

微位移测量已经广泛应用于精密测量领域中,实现微位移测量最关键的环节在于精确的定位和精细的运动.文章设计了一种基于应变方式进行二维微位移(纳米级)测量的系统,详细阐述了该系统主要组成部分:微位移检测传感器、处理电路及相关系统软件.实验结果表明该系统可以满足二维微(纳米级)测量的要求.     

一种新型三维精密工作台的设计与应用

为满足超精密表面形貌测量对工作台的大量程、超精密和三维扫描的要求,设计了一种新型三维精密工作台。工作台由自带计量系统的二维工作台和垂直扫描工作台组成。测量时闭环系统控制二维工作台的位移;同时,Z方向位移执行单元驱动垂直扫描工作台,实现了垂直方向上的精确定位。将研制的工作台与现有的位移传感器组合成表面形貌测量系统,对标准样板的粗糙度进行测量,其测量示值误差均在5%以内。结果表明,所设计的三维精密工作台能够满足使用要求。     

基于遗传算法的动态视觉检测系统

建立了一种基于二自由度机器人视觉伺服系统,该系统通过实时监控和跟踪运动目标,实现对运动目标的相对距离和瞬时速度的动态检测;该系统为双目视觉系统,采用遗传算法进行特征点匹配,利用其随机搜索的特点,更快更好地找到全局最优值,从而得到较高匹配精度的点,最后通过三维重建和建立速度模型,实现了对机器人动平台运动参数的动态检测,并给出测量精度及改进方法;实验结果表明,此方法方便、有效,获得了较满意的检测结果;此方法还适用于多自由度并联机器人和空间复杂运动的检测。     

基于片光的货车侧面防护栏安装尺寸测量

提出了一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸的测量方法;将线激光光源和摄像机固定在线性传动机构上,通过装置的线性移动,使激光光束在货车侧表面上产生移动,并用相机采集运动过程中的图像,利用激光三角法原理,对采集到的时序图像进行处理,实现对货车侧表面轮廓的三维重建,从而实现对货车侧面防护装置安装尺寸的测量;该方法避免了在普通视觉二维测量过程中,由于防护栏与前后轮胎不共面而造成的测量误差;通过对搭建的实验平台进行的研究表明,测量误差小于1 mm,远小于原二维测量方案测量精度10 mm,完全满足系统设计的要求。     

基于改进型高斯混合模型的嵌入式实时运动检测系统

混合高斯模型由于其计算量大,算法结构复杂,难以在嵌入式系统中实现运动物体的实时检测,为解决此问题,文中提出了一种基于改进型混合高斯模型的实时运动检测方案,对混合高斯模型进行简化和结构调整,同时进行了C语言层面和CPU层级的优化,使其更合适于嵌入式平台,并详细分析了DM6446平台的软硬件设计,介绍了该算法在DM6446平台上的实现过程;实验结果表明:该系统能够有效克服外界环境变化带来的干扰,能够实时检测,可以实现多目标跟踪。     

基于ARM920T的薄膜厚度在线测量系统设计

为解决薄膜生产过程中厚度在线检测问题,以提高产品质量和生产效率,对薄膜厚度在线测量系统进行了研究.基于光学三角法测量原理,以ARM920T为核心处理器、嵌入式Linux为操作系统,构造了系统的软硬件平台,并介绍了系统的硬件组成和软件设计方法.实际生产过程应用表明,该系统能够实现薄膜厚度的在线动态检测和非接触测量,具有高速度、高精度、人机界面友好等特点,在微小厚度变化量的检测领域具有广阔的应用前景.     

机器视觉二维反求测量系统的研究

对机器视觉二维反求测量系统进行了研究，以实现二维复杂平面边缘尺寸的数字化录入；采用虚拟网格技术实现大场景下的测量标定；利用双CCD分区域获取图象，通过设置规则参照物、数据拼接等数据处理提高测量精度；提出了利用8～链码的“链差”确定转折点，用“变长度虚拟直线”判断线型实现图形矢量化的方法;数据输出采用通用的DXF文件格式实现与CAD软件的接口;研究结果表明，该系统能够应用于二维复杂平面边缘的反求测量。     

基于遗传算法的机器人动态视觉检测系统

建立了一种基于二自由度机器人视觉伺服系统,该系统通过实时监控和跟踪运动目标,实现对运动目标的相对距离和瞬时速度的动态检测。系统为双目视觉系统,采用遗传算法进行特征点匹配,利用其随机搜索的特点,更快更好地找到全局最优值,从而得到较高匹配精度的点。最后通过三维重建和建立速度模型,实现了对机器人动平台运动参数的动态检测,并给出测量精度及改进方法。此方法还适用于多自由度并联机器人和空间复杂运动的检测。     

基于LabVIEW的投影机光学性能自动测试系统的设计

为了实现投影机光学性能测量的准确可靠,研制一套高精度、高效率的投影机光学性能自动测量系统.以运动控制卡、视频信号发生器、色彩照度计为硬件框架,以LabVIEW为软件平台进行开发.编制的测试软件串联起运动机构、信号源、数据采集等各部分,实现光度、色度等投影机光学性能的自动测量.随后利用计量校准、人工/自动测试对比实验分别对运动平台定位准确性、测试系统整体稳定性进行了验证.运动平台定位精度达到±0,1 mm;自动测试结果离散程度小,且实验标准偏差及极差均优于人工测试结果.实验结果表明:开发的投影机光学性能自动测量装置准确可靠.     

基于运动检测的远程图像采集系统的设计与实现

文章设计了一种基于运动检测的FPGA远程图像采集与存储系统,并给出了系统整体设计方案和核心的运动检测模块的具体实现方法。该系统主要由图像采集模块,运动检测模块,图像存储模块以及网络接入模块组成。该设计在FPGA多媒体开发平台EP2C70的基础上添加基于LAN91C111的网络接入模块来实现,利用Verilog语言在该平台上具体实现运动检测算法。试验证明该系统可以快速并智能化采集图像信息,快速的检测异常运动物体,采集的图像信息被实时存储或者通过网络接入模块实现远程传输。     

基于机器视觉的齿轮测量虚拟仪器

用机器视觉技术构建齿轮测量的虚拟仪器,能够充分利用计算机在数据库和网络等方面的巨大优势,对齿轮进行快速、准确的在线测量。在LabVIEW虚拟仪器平台上开发的齿轮测量系统,使用IMAQ Vision的图像分析、图像处理和几何量测量等各种函数进行齿轮测量;使用Signal Processing Toolset的二维小波变换功能提高齿轮测量的质量和整个测试系统的效率。     

基于激光雷达的移动机器人障碍测距研究

障碍距离检测是移动机器人导航的关键问题之一。为了实现精确实时的障碍检测,针对某二维TOF激光雷达,对其数据标定、物体表面的属性、混合像素等因素进行试验,评估了其测距性能。同时,通过移动机器人运行过程中激光雷达的测距数据分析,设计了动态自适应滤波器以消除障碍检测中的测距噪声干扰。运行过程中的障碍检测试验表明:该方法可以实现可靠的障碍检测,并为移动机器人导航中环境建模、自定位及路径规划提供支持。     

基于垂直扫描的精密三维工作台及应用

介绍了一种新型的基于垂直扫描的精密三维工作台,它由一个自带计量系统的二维工作台和一个垂直扫描工作台组成。垂直扫描工作台放置在X-Y二维工作台上方。当测量工件时,闭环控制系统控制二维工作台的位移,同时Z方向伺服电机和压电陶瓷驱动器驱动垂直扫描工作台去实现垂直方向上的精确定位。衍射光栅位移传感器用于探测垂直扫描工作台的垂直位移量。     

基于MEMS加速度传感器的位移检测系统

为了实现对物体运动位移的检测,设计了一种以国产高精度MEMS电容式加速度传感器MSCA3002为核心,24位高精度A/D转换器ADS1255,高性能ARM处理器LM3S2B93为主控制器的位移检测系统,并详细给出该系统的硬件电路及其软件算法设计。系统将传感器检测到的物体运动的加速度,经过积分算法转换为物体运动位移。实验结果表明：系统采样精度高、速度快、误差小,A/D转换器对加速度信号的检测精度能达到0.4%,积分后对位移的测量精度能控制在3%左右,很好地实现了对运动位移的检测。     

六自由度主动波浪补偿装置测控系统设计与仿真

针对海工装备上人员与物资安全转运的工程需求,该文对六自由度主动波浪补偿系统中的关键 技术展开研究,设计了一个完整的主动波浪补偿系统,包括运动测量系统、控制系统和执行机构。运动 测量系统采用 MTi 惯性传感器,结合自适应高通滤波器进行船舶运动检测,同时采用双目视觉系统检 测补偿平台末端运动,并基于卷积神经网络实现两类传感器数据的融合。控制系统采用基于神经网络进 行参数整定的自抗扰控制器,可以实现良好的快速响应特性、控制误差补偿和抗干扰特性。执行机构采 用基于液压驱动的 Stewart 平台。通过 MATLAB/Simulink 和 AMESim 平台建立了机、电、液联合仿真模 型,并对所设计平台的先进性和可行性进行了仿真验证。     

目视万工显的CCD影像测量系统设计与标定

在目视万工显的基础上,采用CCD图像传感器设计电子目镜采集图像,利用光栅尺实现万工显二维平台移动的测量,分别通过USB口和串口实现图像数据和光栅尺测量数据的计算机自动采集。使用二级精度的毫米级玻璃线纹尺来标定影像测量系统,使用电子目镜采集玻璃线纹尺1 mm刻度的图像,通过编制的软件对图像进行像素细分、去噪声、二值化、刻线细化等处理,实现影像测量系统的标定。最后使用一级精度的0.01mm玻璃线纹尺验证标定结果,验证结果表明:标定结果符合测量要求。     

VLSI neuroprocessors for video motion detection

The system design of a locally connected competitive neural network for video motion detection is presented. The motion information from a sequence of image data can be determined through a two-dimensional multiprocessor array in which each processing element consists of an analog neuroprocessor. Massively parallel neurocomputing is done by compact and efficient neuroprocessors. Local data transfer between the neuroprocessors is performed by using an analog point-to-point interconnection scheme. To maintain strong signal strength over the whole system, global data communication between the host computer and neuroprocessors is carried out in a digital common bus. A mixed-signal very large scale integration (VLSI) neural chip that includes multiple neuroprocessors for fast video motion detection has been developed. Measured results of the programmable synapse, and winner-takes-all circuitry are presented. Based on the measurement data, system-level analysis on a sequence of real-world images was conducted.