旋转基板的激光测温

激光测温是一种先进的温度测量方法。它具有测量准确、反应速度快、非接触等特点 ,尤其适用于测量真空镀膜中基板的温度。但目前的测温对象只能是固定的基板 ,因而还不完全实用。我们新发展了一种自动测温系统 ,可以对旋转基板的干涉条纹移动进行计数 ,从而实现了旋转基板的测温 ,使激光测温技术更具实用性。介绍了该系统的原理、设计并给出了一次实际测温的结果     

旋转测量状态下光斑中心定位方法

目前,对管道内腔为自由曲面的截面轮廓进行高精度测量是行业难题。拟将多个不同测量范围的激光位移传感器放置于管道内腔中,采用旋转的方式对内腔进行测量,将得到的测量数据进行归一化处理后获得被测管道内腔截面轮廓形状。分析测量过程中激光光斑的变化情况,针对光斑图像的多峰、散斑、平顶与形状变化等现象,提出了一种基于传统灰度重心法进行粗定位的距离倒数加权多项式插值亚像素光斑中心定位方法。采用中值滤波对光斑图像进行预处理,通过自适应阈值分割法从环境背景光强中分离出光斑中心定位区域。通过MATLAB仿真与灰度重心法、加权灰度重心法与高斯拟合法传统光斑中心定位方法相比,结果表明,光斑中心定位精度达到0.01 pixel,在激光光斑中心定位精度和稳定性方面有一定的改善,明显优于传统的光斑中心定位算法。     

微光斑尺寸及能量分布测量

叙述了微光斑尺寸及能量分布测量的两种方法，即刀口扫描法和ＣＣＤ成像测量和分析微光斑的尺寸和能量分布，并对光盘与激光成像机光学物镜的聚焦光斑进行实测，比较了两种测量方法的优缺点，讨论了影响测量精度的主要因素。     

光电/量热复合式近红外高能激光光斑探测器

为了准确测量高能激光系统远场到靶总能量和功率密度时空分布等参数,本文提出了量热吸收法和光电探测阵列法相结合的复合式测量方法.该方法由热吸收体测量入射激光的总能量,由光电探测阵列测量光斑的时空分布.研制了用于大面积、长脉冲近红外高能激光测量的复合式光斑时空分布探测器.探测器主要由石墨热吸收体、近红外探测器阵列、测温单元和信号处理单元等组成,有效测量光斑面积达到22 cm×22 cm,光斑测量空间分辨力为1.1 cm,时间分辨力为20 ms.该测量系统同时兼顾了光电探测阵列法的高时空分辨能力和量热吸收法的低测量不确定度等优点,适合于高能量、大面积近红外高能激光光斑参数的综合测量,并已成功应用于外场实验.     

一种激光瞄准具瞄准偏差的判读系统

介绍了一种激光瞄准具瞄准偏差判读系统的工作原理、系统组成,利用重心法和圆拟合法二种算法提取光斑中心;重点介绍了软件的实现方法。标定实验结果表明系统对激光光斑中心的判读误差不大于0.1mm。该方法具有较高的工程应用价值。     

高功率LD高效、均匀泵浦耦合技术研究

提出了一种利用衍射光学元件实现高功率激光二极管(LD)的高效、均匀泵浦耦合板条激光结构介质的方法,并采用G-S改进算法进行了理论计算。计算结果显示,理论上可获得85%以上的传输效率(考虑光学表面未镀膜具有5%的反射率),85%左右的均匀性;在焦深为10mm的范围内,光斑的均匀性大于83%,且光斑大小仅为6mm。     

基于Zernike矩的管道弯曲度高精度检测

介绍了管道弯曲度测量系统的工作原理，提出了一种基于Zernike矩的管道弯曲度高精度检测方法。利用LoG算子把激光光斑边缘定位到像素级精度，然后使用Zernike矩算子进一步细分，使光斑边缘定位达到亚像素级精度，通过拟合计算得到光斑中心坐标，从而得到弯曲度的大小和方向。同时还进行了常用光斑中心定位算法与Zernike矩算法的对比实验，并对实验结果进行了定量分析。实验结果表明，Zernike矩算法的定位精度和速度均达到满意的结果。     

轨道测量装置激光光斑中心定位

在研制轨道激光测量装置的基础上,文中对比了激光光斑中心图像处理常用算法,提出了一种精度满足要求的光斑中心计算方法,构造了形态级联滤波器和高斯滤波器,对光斑图像进行去噪和光滑预处理。为充分利用光斑灰度光强分布特性,采用OTSU算法和最大光强确定了阈值区间,以指数函数进行非均匀阈值分割得到一系列二值光斑图像。在质心法初步确定光斑中心后,对其边缘提取图像进行Hough变换得到一系列中心点样本,然后采用K-means算法获得聚类中心,通过BP神经网络拟合的坐标函数对应关系,求出中心的实际坐标。该算法在测量小车坐标屏幕上进行了试验,其误差能够满足现场测量要求。     

外场激光光斑中心检测算法研究

激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术。检测算法的精度及速度直接影响了测量的精度及速度。针对外场环境下干扰较强的特点,研究了重心法、Hough变换法以及圆拟合算法,通过理论分析与实验,提出一种改进的激光光斑中心检测算法,提高了中心检测的精度、速度及抗干扰性,可用于外场环境的实时光学测量。     

激光基准桥梁挠度检测图像处理算法研究

针对桥梁结构健康安全运行自动化检测的需求,利用激光基准的嵌入式桥梁挠度图像式检测原理,设计了透射式靶标的光斑中心检测算法。针对透射式激光靶标光斑中心的高精度实时检测,提出了一套光斑中心坐标的快速读取方法。该方法首先对第一帧光斑图像采用金字塔模型获取其ROI区域;然后,采用基于序列图像块搜索方法快速获取后续图像的光斑图像的ROI区域;最后,在ROI区域内检测光斑的边缘,通过椭圆拟合的方法获取光斑图像的亚像素中心。该算法从应用层面解决了高精度和实时性的矛盾,保证了测量精度和效率。经实测发现:该算法挠度值的测量误差小于0.1像素,数据更新时间小于200 ms,同时满足了高精度和实时性的要求。     

重型高精度回转顶尖及在滚齿机上的应用

研制了采用双列圆柱滚子轴承的重型高精度回转顶尖 ,顶尖相对于尾锥的同轴度≤ 0 .0 0 5mm ,顶尖锥面径向跳动≤ 0 .0 0 3mm ,解决了重载高精度加工时固定顶尖易研死、回转顶尖精度低的问题。在P6 0S滚齿机上的应用效果表明 ,该顶尖可明显提高滚齿加工的齿向精度     

基于CNN的十字像中心检测

十字线中心检测是反射法测量透镜中心偏的重要组成部分,十字中心的检测精度决定了透镜中心偏的测量精度。针对边缘不规则、对比度差、信噪比低的图像,提出了基于深度卷积神经网络的十字线中心检测算法。算法的思想是,卷积神经网络可以在一定程度上解决传统算法局限于提取十字像边缘直线和角点特征的问题,实现对十字像整体特征的识别与定位,这可以相对减小图像噪声对十字像中心定位的影响,从而实现在图像质量比较差的情况下对十字像中心准确定位。实验结果表明,提出的算法能够在图像边缘不规则、对比度差、信噪比低等的条件下比较精确得到十字线中心点。     

结构光直线光条图像特征的三步法提取

提出一种三步法直线光条图像特征自动提取方法。计算光条各点的HESSIAN矩阵以确定其法线方向,在法线方向利用泰勒级数展开求得光条中心点的亚像素图像坐标,利用光条中心点的空间位置连续性约束,将相邻光条中心点连接成曲线。采用直线近似方法将曲线拆分为独立直线。将位于不同独立直线上的共线点进行融合,构成新的融合直线,通过融合直线长度约束和近似直线的角度约束,分割出单一直线光条的中心点,采用最小二乘直线拟合方法得到结构光直线光条的方程。通过对真实图像的试验,结果表明,提出的三步法直线光条提取方法,能够自动提取出复杂背景中的直线光条,为线结构光视觉测量的现场应用奠定基础。     

虚拟齿轮测量中心的运动建模研究

介绍了虚拟齿轮测量中心运动建模的体系结构。采用数字积分差补和层次包围体碰撞检测算法,实现了虚拟齿轮测量中心的四轴联动和虚拟测头与零件的碰撞检测。通过运动仿真,证明了虚拟齿轮测量中心可以实现真实测量中心的运动模式。     

数控车床用近似均压端面驱动顶尖

介绍了玫种新型的近似均压端面驱动顶尖,与其他类型的端面驱动顶尖相比,结构简单,制造方便,采用端面驱动顶尖在数控车床上装夹轴类零件,可在一次装夹条件下完成对工件所有外表面的车削加工,减少了装夹辅助时间,有利于提高工件相关表面之间的位置精度。     

试验验证圆度测量中圆心偏对球杆仪测试结果的影响

基于Renishaw QC20-W球杆仪对某型卧式加工中心进行了圆度测试,给出了圆度测试的结果并对结果进行了分析.试验结果表明,在对数控机床进行圆度测试时,圆心偏移对于轨迹误差测量的影响可以忽略.最后分析了球杆仪解算器的误差分离功能,得出了在对数控机床进行圆轨迹误差测试时可以不考虑圆心偏干扰的结论.     

轴端定位孔中心位置优解方法

本优解方法解决了轴端定位孔中心位置(转角)的测量数据不稳定,重复性不好的问题,即把轴端定位孔看作是凸轮轴上的一个凸轮。这个凸轮的"最高点"与旋转中心连线所确定的角度,就是轴端定位孔中心的转角。则可以按"敏感点法"非常容易地求解出轴端定位孔中心转角。     

基于QMC的齿轮测量中心测量不确定度评定方法

为评定齿轮测量中心测量不确定度,提出了一种基于拟蒙特卡罗法(quasi Monte-Carlo method,QMC)的齿轮测量不确定度评定方法。研究了齿轮测量中心的几何误差源,应用坐标变换法建立了齿轮测量中心精密测量模型,采用拟蒙特卡罗仿真法对齿轮测量中心测量不确定度进行了评定,并分析了评定的稳定性。评定实验表明,该方法可准确评定齿轮测量中心测量不确定度,评定结果最大偏差为2.35%,评定方法稳定。     

测量外圆磨削力用弹性顶尖

介绍一种在生产条件下测量外圆磨削力的方法,给出了相应的结构图。进一步分析了测量磨削力的工作原理,计算弹性变形体变形,供有关工艺人员参考。     

异地协同设计的组织模式

鉴于目前我国企业特别是中小企业的现状和高新技术的迅猛发展，研究适合中国国情的异地协同设计模式具有极强的现实意义。虚拟设计中心克服了空间和时间的局限性，具有系统优化组合和有效协调的优越性。产品异地协同设计可以以虚拟设计中心为核心，由不同领域的工作小组共同参与完成，极大提高了设计水平和生产效率。