角振幅的图像测量方法

将时间平均成像方法用于谐波角振动物体的振幅测量。采用该方法只需用普通的CCD摄像机分别摄取被测物体的静态下在图像及其在谐波振动状态下的一幅时间平均成像,即可求得该物体的角振幅。为求解该问题所导出的非线性方程,本文构造了基于图像相关的迭代算法。实验表明该测量方法具有较高的精度和工程可用性,且对实验设备和测量环境要求不高,很适合现场测量。     

基于彩色双通道投影的快速调制度测量轮廓术

针对传统调制度轮廓术测量速度较慢的问题,本文提出了彩色双通道投影的调制度轮廓术.该方法将两个正弦光栅通过不同的通道同时成像在被测物体上,两光栅像面不重合(相互离焦),采用彩色CCD采集条纹图,利用彩色CCD的色通道性质,分离出两个单一通道的条纹图,得到其调制度分布.由于调制度比值和物体高度存在一一对应关系,由此可重建物体三维面形.文中给出了实验的设计方案、信息获取的方法、实验结果及误差分析,讨论了影响测量精度的几种原因.实验结果表明,该方法测量深孔等面形复杂物体,测量速度快,算法简单,且可以达到较高测量精度.     

一种光幕测速信号的图像处理技术

在光幕靶精密测速系统中,提出了一种基于图像处理算法的信号处理技术,消除随机噪声对光电探测信号的干扰,从而可以精确荻取物体通过前后两光幕靶的间隔时间.该技术将间隔时间的计算转换为图像中目标物体尾部位置的计算.首先去除孤立点、毛刺等图像缺陷,得到只有一个连通区的图像,再用图像面积除以平均宽度计算物体的长度,求出对应的尾部位置.从前后光幕图像的尾部位置分别得到了物体通过前后两光幕靶的准确时间,两者相减最终得到间隔时间.实验表明系统采用该处理技术能够精确荻取间隔时间,实测的速度数据稳定、有效,测量精度可以达到0.05%.     

基于DIC的斯特林制冷机振动非接触三维全场测试方法

为快速准确测试斯特林制冷机在工作时的振动状态,建立一种基于数字图像相关(DIC)的非接触三维全场测试新方法.该方法通过对制冷机表面的自然或人工标识进行图像相关分析,获得制冷机表面的外形(或标识)位移和应变的非接触三维全场测量,对测量的三维位移场进行傅里叶分析,进一步计算制冷机表面(或标识)的三维全场振动,实现制冷机振动振幅与频率的高精度无接触测量.通过斯特林制冷机的三维振动测试结果表明:该方法不仅能作为斯特林制冷机振动输出测量的新方法,还能有效应用于其他运动物体的振动输出测量.     

高频振动方向和振幅测量的模糊图像处理方法

根据振动模糊图像和静止图像在频谱上存在的对应关系,即振动模糊图像频谱存在着对应于零阶贝塞尔函数零点的暗纹(贝塞尔条纹);提出对一幅振动模糊图像,经过二维傅里叶变换、灰度均衡以及Radon变换等步骤检测振动模糊图像频谱图上贝塞尔条纹的方向和位置,来实现振动方向和振幅测量的方法;试验证明可以实现平面内任意方向振动的测量,振幅测量精度亚像素级。     

白光频闪散斑干涉术的研究

在利用白光对振动物体进行测量时,由于白光的相干性较差,难以得到质量较好的图像,为了克服这一缺点,本文提出了一种用白光光源照明进行振动测量的新方法-白光频闪散斑干涉术.阐述了白光频闪散斑干涉术的基本原理,分析了提高图象质量的主要原因,采用了相干性较好的白光光源和合理的光路,使系统的时间相干性和空间相干性得到提高,从而提高了图像的质量.实验结果表明,该方法用于振动的测量,能给出物体在任一瞬时的振动信息,得到清晰的、高对比度的全场干涉条纹图,图像的质量得到大大提高.     

拉索模型模态参数识别的实验研究

基于高速摄影成像技术,利用改进的数字时间序列图像相关方法,测定了自由振动状态下拉索模型的模态参数。该方法具有实验装置简单、全场非接触、无附加质量、无附加阻尼、测量频率和位移范围可调等优点。采用高速CMOS摄像机及其计算机处理系统,实时获取拉索的振动图像,基于VC编制时间序列图像相关软件自动对序列图像进行相关运算,获得其位移-时程曲线;利用小波分析的方法确定拉索的固有频率和阻尼比,实验结果与理论分析结果吻合得较好。测试及分析结果表明:该方法为拉索模型的模态参数识别提供了新的途径。     

超声激发振动声成像实验系统的设计

根据超声激发振动声成像的基本原理,设计并构建一个能获得振动声图像的实验系统.该系统由高频信号部分、超声发射及传播部分、低频信号处理和计算机处理与控制等四部分构成.实验表明,该系统能获得生物仿体或软组织内刚性物体的振动声图像,为进行生物组织的振动声成像研究提供了基础;通过采用更高灵敏度的低频水听器和改善共焦换能器的分辨力...     

基于双目立体视觉与数字散斑图像相关的全场振动测量

研究了基于三维数字散斑图像相关方法(3D-DSCM)的三维全场振动测量相关问题。该方法通过双目高速摄像机连续采集散斑动态变形图像,结合数字散斑相关方法对目标点进行相关匹配,可得到随时间变化的物体离面振动位移信息。通过正弦激励稳态响应的比对实验、各参数(相关函数、子区大小、形函数)选择对测量结果的影响的实验研究。研究结果表明50 Hz稳态激励下的所测振动幅值相对误差小于3.5%、幅频曲线相关系数高于98%;相关函数、子区大小、形函数的选择都对计算的精度具有很大的影响。     

基于激光自混合干涉的轧辊磨损在线检测方法

提出了一种非接触式轧辊磨损在线检测的方法。研究了轧辊磨损量在线检测的原理及方案,利用激光自混合干涉位移传感器进行多点测量,将轧辊磨损量转化为微位移量进行检测,从而得到磨损量。信号处理中基于相位展开原理进行自混合干涉相位提取,重建外腔物体运动信息,并利用插值法降低了辊身振动和随机噪声的影响,提高了系统测量分辨率与精度。实验结果表明,该方法的测量分辨力可达到几十微米。     

小波分解及图像处理在内燃机振动诊断中的应用研究

内燃机缸盖振动具有明显的非平稳时变特点，因此在监测诊断时应尽量利用信号中的信息。为了克服时域和频域特征提取方法的不足，从而充分利用振动信号所包含的信息，本提出了一种新的内燃机故障诊断方法：对缸盖振动信号进行小波包分解，得到信号的时-频分布图，并利用软件方法定义图象，然后提取图象的各种特征参数实现诊断。将该方法用于6135柴油机气阀机构的故障诊断，取得了很好的效果。结果表明此方法简单有效，诊断精度较高，且对信号采样的要求不高，易于实用。     

多光谱颜色重建在植物病虫害检测中的应用

为了克服传统RGB三基色相机图像颜色重建的缺点，论文提出用多光谱相机捕获植物光谱图像的方法，根据图像捕获位置和观测位置照明光源的情况重建出植物病虫害的真实色彩。实验利用16个窄带滤光片和黑白面阵CCD摄像机获得植物病虫害的多光谱信息，通过多项式插值拟合出观测目标的光谱曲线。并和PR-715光谱辐射度计进行比较，对重建结果做出分析。试验结果表明16个通道的多光谱图像能够重建出植物病虫害的颜色。     

Estimation of dynamically varying displacement derivatives using fringe projection technique

This paper presents a pseudo Wigner-Ville-distribution-based method in fringe projection for analyzing temporal behavior of the displacement derivative for a continuously deformed object. In the proposed method, a computer generated fringe pattern is projected on an object undergoing dynamic deformation, and the reflected intensity is recorded in the form of video, i.e., a stack of images are captured sequentially by a CCD camera. Each image represents a recorded fringe pattern at a particular time instant whose phase contains information about the instantaneous out-of-plane displacement or deformation with respect to the undeformed object, and the corresponding spatial phase derivative relates to the displacement derivative. Subsequently, pseudo Wigner-Ville distribution is used for instantaneous phase derivative estimation from the stack of images. Simulation and experimental results are presented to demonstrate the method's potential.     

Uneven intensity change correction of speckle images using morphological Top-Hat transform in digital image correlation

By comparing two digital speckle images recorded before and after deformation, two-dimensional digital image correlation (DIC) method can accurately determine the in-plane displacement fields and strain fields. In a practical measurement, however, the variance of light source intensity, location and direction will cause the random uneven intensity change of the random speckle images and will lead to the obvious measurement error. Numerical simulation experiment is first carried out to analyse the influence of the recorded speckle images undergoing uneven light variation on DIC measurement accuracy. Then, a correction method for speckle images with uneven intensity change is proposed based on morphological Top-Hat transform. In addition, quantitative measurements of both in-plane rotation of a rigid body and three-point bending beam are investigated experimentally by DIC to verify the feasibility of the correction method. Experimental results show that the measurement accuracy of DIC is improved dramatically after the procedure of uneven light variation correction.     

Vision method of inspecting missing fastening components in high-speed railway

The increasing train speed on railways generates an urgent need for more powerful automatic inspection of railway tracks, including real-time fastening component inspection. To obtain better high-speed performance with lower cost, this paper has proposed a novel structured light method based on motion image (SLMMI) for moving object inspection. The motion images in the proposed method are insensitive to motion, abundant with information, and easy to process, resulting in a low performance requirement of the hardware. Compared to the conventional unstructured light method and structured light method, the proposed method inherits the virtues of both thus offering a fresh perspective when inspecting missing fastening components on high-speed railways. By using the SLMMI and the recognition method based on a neural network, the experimental results yield good performance in terms of speed and accuracy. Furthermore, the robustness of the proposed method is also discussed and simulated by adding typical interferences, such as ambient light, vibration, and obstacles.     

全息图再现象研究

通过分析全息图记录的干涉条纹图样，指出对于二维全息图，一束再现光将产生两个对称于全息图面的物象，两束对称于全息图面的再现光将产生位形相同的物象；三维全息图的再现，象的对称性不变，但原物象的对称再现象有一定的弥散，对称光再现时，等亮度再现象出现在全息图转动一个角度之后，实验上制作了具有清晰透射彩虹全息象的象面反射全息图。     

虚拟光栅变频投影三维测量技术的研究

虚拟光栅变频投影三维测量技术采用多光束干涉条纹形成虚拟余弦光栅,将虚拟余弦光栅投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形虚拟光栅。通过调整多光束干涉的楔角改变虚拟光栅频率,将两幅不同频率的变形虚拟光栅经过光学接收系统成像在CCD像机上,对CCD像机记录的变频变形光栅图像进行综合处理从而获取被测物体的三位形貌。本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用变频虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决三维测量中被测物体高度变化率过大引起相位展开困难的问题。     

基于机器视觉的二维图像质量缺陷检测研究进展

目的 机器视觉图像处理技术是近年在图像处理领域发展起来的一门新兴边缘交叉学科，二维图像的质量检测是印刷行业中必不可少的环节，分析基于机器视觉的二维图像质量缺陷检测流程，探索影响基于机器视觉的二维图像质量缺陷检测精度的相关因素，为后续研究印刷品的二维图像自动化检测和质量控制提供参考。方法 在此基础上，围绕图像预处理中的灰度转换、噪声过滤、固定阈值分割、自适应阈值分割、Otsu法及边缘检测，对图像配准中的基于灰度统计信息分布配准方法、基于特征的图像配准方法进行总结，然后归纳分析图像的缺陷提取和分类。结论 以实际例子对上述研究内容进行了提炼，通过图像预处理中的噪声过滤为后续缺陷提取提供清晰图像，减少伪影干扰；通过图像预处理中的灰度变换、阈值分割、感兴趣区域提取减少系统处理时间，为实现高效的缺陷检测奠定了坚实的基础；通过图像配准消除了机械振动引起的图像位置偏移，确保后续缺陷提取的准确性；通过图像缺陷提取和分类帮助印刷企业找出生产问题，提供有针对性的改进措施，可为生产高质量产品提供支持。