反射温度补偿法及其实验验证

为补偿环境辐射对红外测温的影响,根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理,提出了反射温度补偿法。介绍了该方法的原理,给出了该补偿方法的理论计算公式。相关实验显示,在被测物体周围存在高温物体的情况下,采用提出的反射温度补偿法可补偿高温物体的反射能量。红外反射镜的选取与被测物体的表面状况有关,若被测物体可视为朗伯体,则可选铝箔为红外反射镜;若被测物体为非朗伯体,则需选用与被测物体表面结构相似的材料为红外反射镜。经过反射温度补偿,能较为准确地得到朗伯体的表面温度,误差可控制在2%以内;该方法亦能够较大地提高对非朗伯体的测温精度,其误差不超过5%。这些结果表明该方法简单易行,精度较高,适用于大部分的红外热像仪。     

一种基于相位法的彩色三维形貌测量方法

基于相位法的三维形貌测量。提出了一种建立被测物体彩色三维形貌的方法。该方法采用主动光源投射一组光强呈余弦变化的光栅。并由一台黑白CCD工业摄像机对被测物体拍摄从而实现三维形貌的重建;然后对被测物体进行三色光投射。同时黑白工业摄像机拍摄被测物体,通过对所得图片进行分析。实现被测物体的色彩恢复。实验结果表明,该方法能够快速准确的获得被测物体的彩色三维形貌,色彩度误差小,可有效解决黑白工业相机无法进行色彩捕捉这一问题。     

一种基于无衍射光栅的三角测量的定标方法

基于光栅的三角测量方法是将光栅投射到被测物体表面,CCD接受由于物体表面高度起伏产生的变形光栅像,根据光栅变形量与高度的关系,恢复被测物体的三维形貌。提出了一种基于无衍射光栅的三角测量的定标方法。该方法通过空间坐标变换,方便地求出摄像机的内外参数,从而获得被测物体的三维信息。     

基于线结构光和运动平台的三维重构方法

为了恢复物体三维形貌,提出了一种摄像机不动、被测物体在运动X-Y平台上运动的扫描运动平台和方法。通过圆形点阵标靶确定测量系统的内参和外参,采用兴趣区(ROI)图像采集方式精确定位要重构的表面,减少野点误差。试验结果表明,采用这种方法能够有效地对物体进行三维重建。     

热电堆及其镀黑工艺

由多对热电偶组成的热电堆是一种全辐射式高温计的感温元件。当被测物体辐射热聚焦在热电堆上时,它就有热电势输出,电势值的高低与被测物体辐射表面积的性质、形状、大小及其温度有密切关系。将热电势测量出来,经过适当的补偿,并按温标分度,便可得到被测物体表面的真实温度(图1)。     

结构光三维重构中拼接技术的应用

采用结构光投影法,通过摄像机标定技术得到被测物体表面的三维点云数据。根据重构目标采用旋转平台拼接或者标志点拼接,将不同视角下测量所得到的点云数据转换到同一坐标系下。实验证明,旋转台拼接技术能较好的实现小型物体的三维拼接,而标志点拼接技术则更适合运用在大型物体的拼接。     

复杂轮廓表面的线式扫描单目成像测量方法

采用单摄像机和线式激光源,通过使被测物体连续旋转,实现了对复杂轮廓表面的三维非接触测量,并详细说明了数据处理过程.该方法可使测量效率显著提高,测量精度主要取决于被测物体的旋转控制精度和摄像机的分辨率.     

基于球壳聚焦阵列的超声成像检测技术研究

为提高超声成像对比度和分辨力,研究了一种利用球壳聚焦阵列进行目标散射成像的方法。球壳聚焦阵列中的部分阵元发射聚焦声波,声波作用于目标后发生散射,回波被余下的阵元所接收,阵列中的发射阵元和接收阵元随机选择,以达到抑制旁瓣的作用。借助三维自动扫描机构,可获得聚焦波束沿被测物体表面的散射回波强度,从而实现对目标的成像。计算机仿真结果表明,球壳聚焦阵列可减小主瓣宽度,并有效降低聚焦波束旁瓣。水池实验结果表明,基于该阵列的散射成像方法具有亚毫米级的成像分辨力,能够获得较高对比度的图像。     

工业现场环境下提高红外测温精度的方法探究

通过分析红外热像仪测温的基本原理,得出了计算被测物体表面真实温度的通用计算公式;对影响该系统测温精度的因素进行了分析,并提出了提高测温精度的相应措施。     

金相显微镜上实现三维微观形貌恢复

金相显微镜是一种经典的测量分析仪器,已经实现了金相显微镜图像的数字化采集,并恢复了三维微观形貌。首先,对金相显微镜的载物台加装电机,利用电机带动载物台进行精密移动,在载物台移动过程中,对被测物体等步距拍摄序列图像。然后,根据聚焦形貌恢复的原理,采用修正的拉普拉斯算子进行聚焦程度判断,利用高斯插值方法获取聚焦程度最大值以及此时被测表面的高度信息,恢复三维形貌。最后,利用金相显微镜对粗糙度样块进行测量,获得了相符的测量结果。该方法对于扩展金相显微镜的测量范围具有积极意义。     

微小高度检测系统设计

高度信息是分析物体三维形貌的最重要信息。为了研究微小焊点的三维形貌,需要对焊点高度进行测量。针对传统测量技术的缺点,设计了一种检测系统。系统应用白光平行照射条纹板,将其像投影到被测物体上,受到物体高度轮廓的调制作用,形成变形的亮暗相间的条纹。该条纹图携带着焊点的三维信息,再用照相系统把变形的条纹图拍摄在CCD上,通过对CCD上像的处理,可以还原出高度信息。该方法可将条纹板的像等间距地投射到被测物体的表面上,避免了由于投影条纹宽度不同所带了的图像处理过程的误差。实现了测量范围大、重复性好、图像处理简单的优点,为微小高度的测量提供了新方法。     

装有2/3吋光导摄像管的K6电视摄像机

电视装置正在日益增加地用于观察室内外事物的各式各样的变化。应用电视使我们有可能观察不易接近的物体并且通过若干点的传输获得较好的全景像。倘若要在长时间内连续地监视一些过程,用电子方法和输入控制线路的合成信号都可直接评价图象信息。同时能够在监视器上用眼睛观察。     

基于图像测量技术的位移检测系统的设计

介绍一种基于图像测量技术的位移检测系统。系统由ADNS9500芯片上的COMS图像传感器采集被测物体表面图像信息,再经过内置的DSP处理器,对采集的图像进行匹配运算,输出数字位移信息,通过SPI通信传递给AVR单片机,由AVR单片机再处理并实时显示输出。为了提高COMS图像传感器与被测物体表面的距离,设置了外加激光源及光学透镜组件,使COMS图像传感器与被测物体表面的距离达到10～15cm,并且得到较高的精度。系统能够很好的实现非接触测量的目的。     

基于单目立体视觉的三坐标在线识别技术研究

为了满足智能三坐标测量机对被测零件位姿快速准确识别的要求,根据三坐标驱动摄像机精确移动的特点,采用单个摄像机的双目视觉测量技术,在两个不同的位置拍摄得到被测物体的图像信息,图像经处理后得到图像质心,然后通过边缘图像质心的同名像点匹配,将质心的偏移量作为约束条件,实现了单摄像机的立体匹配。实验验证表明该方法简单可行,完全满足测量要求。     

单目摄像头精确测距技术及实现方法

利用手机摄像头,通过改变摄像设备的焦距,对比两幅不同焦距下图片的模糊度,精确计算目标物体的距离,该方法同样适用于立体物体的距离测距。该方法将被测区域的图片量化为81个小图片,对每个图片采用边沿提取模糊测距技术来计算距离大小。利用高斯融合算法将该81个子图片的计算结果进行融合,最终得到被测立体物体到摄像头的距离。     

基于全局控制网的三维形貌测量方法

由于传感器成像视场范围的局限性,双目视觉传感器在一次成像中往往不能获得大尺寸物体的整体形貌测量结果,鉴于此,研究并实现了一种通过建立全局控制网来实现对大尺寸物体的三维形貌进行测量的方法。实验结果表明：基于全局控制网的测量方法速度快、精度高,间接地扩大了双目视觉传感器的测量范围,并且有效地克服了大尺寸三维形貌测量拼接精度低的缺点。该方法适用于大尺寸物体的三维形貌测量,能够快速、简单、精确地获得被测物体表面特征点的相对位置关系和三维尺寸信息,进而恢复被测物体的三维形貌。     

基于立体视觉的大尺寸工业测量系统

针对工业制造领域普遍存在的大型物体全尺寸测量难题,提出并实现了一种基于立体视觉技术的便携式工业测量系统。该系统采用多个CCD视觉传感器,获取被测物体的多视图像序列,通过前方交会由二维像点坐标计算物体表面点的三维坐标。全局关键点测量由多目立体视觉系统完成,使用CCD相机从多个位置和方向拍摄物体,获得多目视差照片,由测量软件二维处理并完成三维重建。局部区域密集点云的测量由双目立体觉系统完成,左右两相机同步拍摄由投影机投向物体表面的编码条纹,测量软件自动进行立体匹配和三维重建后获得物体表面局部的密集点云。最后测量软件根据局部的关键点完成密集点云的坐标系转换。实验表明,该系统的测量精度达到0.1mm/3m,可以满足工业现场大尺寸测量对精度和效率的要求。     

国外动态

激光技术的应用之一就是用激光多普勒速度计来测量液体和固体的速度。它采用非接触法进行测速。投影透镜把两个激光光束聚焦在一个靶上。在测量半透明液体时,接收透镜把发射并向前散射的光汇集在一起并聚焦在光电探测器上。散射光和非散射光在光电探测器上混合以后就产生了一种等于这两种光的频差的电信号。在测量表面不透明物体的速度时,接收器和发射器均在物体的表面的一侧,但都采用相同的原理。不透明表面物体的所测速度与检测     

基于单数码相机的三维曲线结构摄影测量

提出一个三维测量与模型重建的新方法。该方法通过对被测物体的特征线和进行模型重建所需要的模型表面的某些控制线进行标记,使其在颜色亮度上明显区别于被测物体本身的颜色,以利于图像识别;然后以一个数码相机为主要工具,以自由拍摄方式获得被测物体的多帧图像,在精确计算各次拍摄时的相机位置与姿态的基础上,通过对标识曲线的提取和不同图像中同名曲线的优化匹配,获取特征线和控制线的三维信息,进而重建被测物体的三维数字化模型。该方法具有测量硬件简单、测量方式灵活、测量范围不受限制、各角度测量数据自动拼合等优势,在逆向工程、产品质量检测等领域有广泛的应用前景。     

高精度三维物体轮廓测量系统

西安交通大学精密工程研究所研制成功的高精度三维物体轮廓测量系统 ,不久前通过了由陕西省科技厅组织并主持的科技成果鉴定。高精度三维物体轮廓测量系统是以三角测量原理为基础 ,通过出射点、投影点和成像点三者之间的几何成像关系来确定被测物体轮廓各点的高度信息。具体方法是将一线结构光源 (光刀 )投射到被测物体表面 ,由两个对称分布的 CCD摄像机从不同角度获取光刀图像 ,通过图像处理和数据处理的方法得到整个被测表面各点的三维坐标 ,最终将此数据信息形成标准的 CAD/CMA数据文件 ,为产品的进一步设计、开发及数控加工成快速成…