PLC和霍尔式位移传感器在YA32-250四柱液压机中的应用

基于S7-200 PLC设计了YA32-250四柱式液压机的电气控制系统,介绍了系统原理。在电液位置伺服控制系统的液压缸位移测量中应用了霍尔式位移传感器,提高了压制的精度。     

阵列式偏振导航传感器及其鲁棒性算法实现

当昆虫视野内存在部分遮挡时,能够依靠其复眼背部边缘区域中偏振敏感多小眼结构,感知天空偏振光信息进行导航。模仿该偏振敏感多小眼结构设计了阵列式偏振导航传感器。实际应用中,传感器视野内的随机遮挡、金属纳米光栅偏振器局部缺陷和尖锐噪声等造成各偏振方向内存在干扰像素影响偏振光强提取,基于线性灰度拉伸的Otsu阈值分割及3σ法则,提出了一种具有鲁棒性的偏振光强提取算法。首先,详述了传感器的偏振导航算法和传感器组成;然后,基于MFC对话框项目,开发了传感器的实时监控界面,实时显示偏振信息变化,数据更新率达10 Hz;最后,对传感器进行了测试实验。标定实验结果表明:该传感器性能稳定,定向精度±0.25°;在室外有无遮挡条件下的对比实验结果表明:该传感器能适应视野内的部分遮挡环境,具有较好的鲁棒性。     

Handheld 3-D Scanning with Automatic Multi-View Registration Based on Visual-Inertial Navigation

In this article an approach to a mobile 3-D handheld scanner with additional sensory information is proposed. It fully automatically builds a multi-view 3-D scan. Conventionally complex post processing or expensive position trackers are used to realize such a process. Therefore a combination of a visual and inertial motion tracking system is developed to deal with the position tracking. Both sensors are integrated into the 3-D scanner and their data are fused for robustness during swift scanner movements and for long term stability. This article presents an overview over the system architecture, the navigation process, surface registration aspects, and measurement results.     

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。     

永磁同步直线电机霍尔位置检测传感器的优化

针对采用线性霍尔元件检测直线电机动子的磁场进而通过磁场信息来解算电机位置的方法,通过介绍双霍尔传感器位置检测的原理,分析由安装误差造成解算位置偏差的机理。提出采用三轴霍尔传感器代替线性霍尔传感器的方法,实现霍尔线性影响因素的误差补偿。为了降低非线性干扰造成的位置解算误差,提出了模糊-神经建模方法来实现传感器的离线标定,最后通过仿真和实验证明了所提传感器误差补偿方法的有效性。     

涡轮叶片三维叶尖间隙光纤检测系统

航空发动机涡轮叶片叶尖间隙呈三维变化特点,传统光纤式叶尖间隙检测系统的测量结果受维间耦合影响精度差,信息源单一。本文利用一种沿直角等腰三角排布的三路双圈同轴式光纤传感基元组成的传感探头,通过BP神经网络解耦方法,实现了从传感器输出到叶尖端面径向间隙、轴向倾角和周向倾角三维参量的解耦。设计加工三维测量光纤传感器和后续调理电路并对检测系统进行了静、动态实验验证。实验结果表明:该系统径向间隙静态测量的最大误差为47μm,标准差为10μm,轴向和周向倾角的静态测量最大误差分别为0.49°和2.32°,标准差分别为0.13°和0.36°。系统具有良好的重复性和可靠性,径向间隙的动态测量标准差小于18μm,轴向和周向倾角的动态测量标准差小0.2°和0.5°,能够满足航空发动机涡轮叶片叶尖间隙三维参量快速实时检测的需求。     

三维造型技术在工程制图教学过程中的应用

提出了利用三维造型技术解决工程制图教学中的重点和难点问题.论述了三维造型技术在工程制图中的应用.实践证明,利用三维造型技术辅助工程制图CAI课件教学,能使教学过程变得生动有趣,提高了学生的学习积极性,取得了良好的教学效果.     

复杂室内环境下的单一Kinect导盲系统

针对现有导盲设备存在的检测效果差,系统复杂,不便携带等问题,开发了基于单一Kinect传感器的导盲系统。该系统能够同时检测地面和头部之间的所有障碍物,并将准确的路况信息通过语音传递给用户,以实现导盲作用。该系统运用深度图像翻转算法和障碍物识别算法来识别地面障碍物、地面坑洞、悬空障碍物3种类型的障碍物;同时运用深度图像过滤算法和障碍物距离计算算法来确定有效范围内障碍物的位置。设计制作了导盲试验样机,在复杂室内环境多个场景下对障碍物的识别和检测进行了实验测定。实验结果表明:该导盲系统能够在一定范围内较为准确地识别面积大于10-3 m2的障碍物及高度差超过0.02m的坑洞,经过图像过滤可将用户身高以内,宽度1m内的障碍物的最佳避障路线通过语音传递给用户,满足了导盲需求。该系统的应用不仅对导盲具有重要作用,对机器人自主行走也有参考意义。     

利用全球导航系统检测危险气象(英文)

提出了利用全球卫星导航系统和全球定位系统接收器得到的坐标测量数据进行危险气象现象检测的方法。依据伪距离和海拔高度的数据进行雷暴进程和强云团检测的可能性在理论上进行了演示,并在实验中加以确认。     

三维成像载荷共孔径光学系统设计

基于激光雷达高程数据与平面影像数据融合的三维成像技术是三维遥感探测技术的重要发展方向之一。本文设计了基于此体制的共孔径三维成像载荷的光学系统。从受限的空间尺寸出发,以此作为设计输入条件,得到光学系统的初始设计参数,设计了焦距为2 400mm,F数为5.33的偏视场同轴三反系统。采用三镜前置的方式,大大缩短了光学系统的轴向长度,使光学系统的轴向长度仅为焦距的1/4.36,在有限的空间内,实现了长焦距、高分辨率的光学系统排布。采用偏视场设计,避免了系统内的二次遮挡。整个系统的成像质量良好,无色差,畸变小,光学调制传递函数接近衍射极限,同时其相对孔径较大,有效通光孔径较大,能量集中度高,在保证高地面分辨率的同时,满足了激光接收端对能量的需求。     

异形坯连铸结晶器中钢液三维流场分析

建立了异形坯连铸过程中结晶器内部钢液三维湍流模型 ,研究了不同水口形式对流场的影响     

三元叶轮数控铣制加工时避免干涉的方法

简要介绍了铣制三元叶轮时,出现刀具、刀柄、工件等相互干涉的现象,并对其产生的原因进行了详细分析,探讨了避免此种现象的有效方法.     

基于小波变换的显微图像清晰度评价函数及3-D自动调焦技术

提出了基于小波变换的图像清晰度评价函数。采用大NA(数值孔径)和小NA的显微图像序列,比较分析了本文提出的评价函数和经典的归一化方差函数、熵函数、能量拉普拉斯函数以及另外两种基于小波变换评价函数的清晰度评价性能。同时采用带有标准偏差为25的高斯噪声显微图像序列,比较了这五种评价函数的抗噪能力。实验结果表明:提出的评价函数具有最高的聚焦精度和聚焦分辨率,且具有与抗噪能力最强的归一化方差函数相当的抗噪能力。提出了基于区域选择的自动聚焦方法,实现了处于不同深度的微操作对象的3-D自动聚焦。该评价函数和区域选择聚焦技术可以用于高精度的自动微操作作业中。进一步说明自动调焦是实现自动化微操作的关键技术,而其核心是清晰度评价函数的选取或构建。     

可测量大陡峭度物体的傅立叶变换轮廓法(MFTP)

本文在简要地分析了傅立叶变换轮廓法(FTP)和改进型傅立叶变换轮廓法(IFTP)测量三维物体形状轮廓的可测陡峭度限制后,提出了一种可测量大陡峭度物体的傅立叶变换轮廓法(MFTP),给出了详细的测量方法和理论分析。利用FTP自身的特点,消除了IFTP引入的人为误差,提高了FTP的能测陡峭度。     

基于SolidWorks的空气弹簧三维建模方法研究

介绍了空气弹簧的原理和刚度特性;运用SolidWorks软件建立了空气弹簧的三维模型,为空气弹簧的仿真分析打下了基础。     

高斯滤波在三维表面评定中的应用

表面粗糙度是影响物质表面技术性能的重要物理特征之一,随着现在工程表面要求的不断提高,二维评定已不能满足要求.高斯滤波为当今用滤波技术中的主要方法.本文分析了高斯滤波法在评定三维表面信息时的数学模型并给出高斯滤波本身的不足.为克服其缺点,本文引入了稳健高斯滤波原理并给出算法,最终通过实验证明了其有效性.     

3-D measurement and evaluation of surface texture produced by scraping process

The scraping process involves traditional manual work and is an important technique for producing flat bearing surfaces with lubricating grooves on a sliding surface. In order to meet the requirements of precision engineering, the scraped surface should have an equally distributed pattern with a required number of high points per unit area while retaining good flatness. In the machine tool manufacturer’s workshop, however, the quality inspection of scraped surfaces still depends on human eyes. In this study, a 2-D evaluation system is first developed using image processing so that the peak points per area of square inch (PPI) and the percentage of points (POP) can be quantified as parameters. A vision-assisted laser focus probe system is then developed to measure the 3-D form of the scraped profiles. The laser probe is made of a DVD pickup head based on the astigmatic principle. Driven by an XY stage, the entire scraped profile can rapidly be scanned. The quality of the scraped surface can thus be interpreted in a more scientific manner. Based on the measured 3-D data, new evaluation methods are proposed for five parameters, namely the PPI, POP, height of points (HOP) or depth of surroundings (DOS), flatness, and oil retention volume. Experiments show that the 3-D system is consistent with the 2-D system. It not only reveals more surface quality parameters but also uncovers more characteristic surface phenomena than the 2-D image system.     

中高轨星光折射导航光学系统设计及杂散光抑制

为了实现基于大视场星光折射敏感器的中高轨卫星全天时高精度星光折射导航,针对视场中亮地球引起的强杂散光抑制的技术难题,研究了内掩式星光折射敏感器亮地球杂散光的有效抑制方法。通过构建星光折射敏感器模型、搭建星光折射导航仿真观测环境以及原理计算得出了各级杂散光强度,并确定了相应的抑制方法。仿真结果表明,基于二次成像光学系统的内掩式星光折射敏感器可将杂散光抑制在导航系统的最大可接受杂散光抑制值范围内,即抑制后1.003Re(Re为地球半径)处杂散光亮度小于亮地球平均亮度的1.10×10~(-3)倍。最后,通过月球强背景下恒星探测外场试验验证了杂散光分析及抑制方法的可行性。研究成果为实现基于一个大视场星光折射敏感器的中高轨卫星全天时高精度星光折射导航技术奠定了基础。     

用构造光系统实现3-D形貌测量的研究

介绍了一个用构造空间二进制编码进行非接触3-D形貌测量的系统。它以一台LCD投影仪为硬件基础,用8幅条纹投影图案对被测物体表面进行空间编码。用CCD摄像机获取物体编码信息,用基于单一像素的三角法原理从摄像机图像中获取三维形貌数据。指出了二进制编码图案生成软件及其生成的条纹图案的特点。为了提高3-D形貌测量的精度,分析了由摄像机和投影仪镜头造成的误差,建立了它们的透镜误差矫正公式,并取得了良好的实验结果。     

布袋除尘器气固两相三维流场分析

本文对一台用于净化氧化铝烟气的布袋除尘器进行了气固两相三维流场数值模拟。分析结果表明,其流场分布不够理想。为了改进除尘区流场分布,需了解除尘器流场分布规律。本文在原分析的基础上,分别改变颗粒粒径、布袋渗透率以及气流入口速度等边界条件,进行了多次分析。结果表明粒径越小,颗粒在除尘室分布越均匀;在允许的条件下,增大布袋渗透率并适当增加入口风量有利于使流场分布均匀。该分析结论为布袋除尘器的实验和改进提供了依据。