LabVIEW实现光纤光栅传感解调

结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统.系统采用匹配解调法实现波长编码传感信号的解调,匹配光栅由压电陶瓷驱动,压电陶瓷上施加了正弦电压,从而传感信息转换为解调信号在一个正弦周期内相邻两波谷之间的时间间隔.LabVIEW解调程序是解调系统的关键部分,实现数据采集控制,解调信号提取,过程运算和结果显示.通过线性标定实验得到系统的传感解调特性,系统用于应变测量,应变分辨力为1με.     

基于光纤Bragg光栅的动态应变信号的解调研究

推导了基于非平衡M-Z干涉仪和直流相位跟踪零差法(PTDC)、相位载波零差法(PGC)2种相位检测方法的FBG动态应变信号解调系统的工作原理;搭建了振动试验系统,对2种解调系统进行了比较,试验证明:2种解调系统均能在10 kH z的频率范围内正常工作,但前者在测量范围、抑制噪声等方面有明显优势;构建了基于FBG的材料冲击试验系统,给出了试验参数,试验结果显示所检测信号的信噪比约为80 dB,最小能检测的动态应变相对量为10-4;研究证明:FBG在动态应变信号检测方面有良好的性能。     

基于激光剪切干涉的长导轨直线度测量系统设计

针对长导轨直线度传统测量方法中存在的问题,研制了一种基于激光楔形平板剪切干涉测量的便携式激光干涉准直系统。根据剪切干涉测量原理,设计了光学元件的关键参数。在ARM9硬件开发平台下使用嵌入式操作系统WINCE5．0,通过Embedded C＋＋实现了导轨直线度误差值等的相关算法。系统实时计算相邻信号之间的相位差,简化了激光光束准直度调校测量设备的装调工作;根据信号幅值大小控制信号增益,实现精确检测大尺寸导轨直线度误差的功能。整个系统测量精度高,集成度高,便携性强,可应用于各种工业环境与室外测量。     

基于视觉的活塞环闭口间隙自动测量关键技术研究

提出了一种运用机器视觉测量活塞环闭口间隙的新方法,实现对闭口间隙高精度、高效率的自动化检测。该方法从被测对象定位、照明条件设置和等物距测量控制等方面,确保了测量信息源头的准确性。提出了创新的视觉检测标定方法,给测量活动提供准确方便的溯源基准;给出了针对性的闭口间隙图像处理和基于最小距离法直线拟合的数据产生路线。实验证明:该方法对活塞环闭口间隙的测量结果有良好的准确性和稳定性。     

基于轻量化卷积神经网络的陶瓷球表面缺陷快速识别方法

由于球的形状特点，视觉方法需要处理多个角度的图像才能实现对单个球进行完整的缺陷识别，对图像处理速度要求较高。此外，卷积神经网络的浮点运算量(FLOPs)高，推理速度通常较慢。针对上述问题，基于MobileNetV3设计了更轻量化的卷积神经网络。首先通过改变宽度因子、减少基本单元数量、使用Ghost模块代替标准卷积降低原始网络参数量。最后通过坐标注意力机制提高网络对缺陷的识别准确率。实验结果表明，在氮化硅陶瓷球表面缺陷数据集上，提出的轻量化卷积神经网络相较于原始网络仅有2.2%的准确率损失。网络浮点运算量和参数量分别为原始网络的10.4%和3.3%，在边缘计算设备Jetson AGX Xavier上的推理时间小于7ms，相较于原始网络提升超过40%，能够满足工业现场实时检测的需求。     

结合描述子信息的多约束散斑扩散匹配方法

散斑结构光因只需投射一幅图像即可获取三维信息，成为近年来的研究热点。但利用散斑结构光进行三维信息获取时，存在散斑特征点匹配数量少、误匹配率高的问题，为此研究了散斑特征点提取与匹配算法。在分析散斑点区域灰度分布规律的基础上，提出一种基于灰度值比较的散斑特征点提取方法，通过比较窗口上相关像素灰度值进行粗提取，定义特征点响应函数消除冗余检测。匹配方面，建立散斑特征点描述子，提出一种基于描述子信息的多约束扩散匹配方法，首先通过多约束条件获得匹配度较高的种子点，生成种子点队列，其次利用队列中种子点的描述子信息，对描述子中未匹配的散斑特征点进行扩散匹配。实验结果表明，与其他方法相比，所提算法将匹配数量提高了35%以上，误匹配率降低到0.12%。