一种自适应振动主动控制策略及其在C型三维表面检测系统中的应用

基于广义最小方差和一步超前预报理论,围绕三维型面扫描系统中所存在的周期性微振动问题,提出了一种新的自适应振动主动控制算法.以C型臂式三维激光扫描系统为应用背景,基于来自于该系统的数据样本建立了系统的振动动态自回归滑动平均模型(ARMA模型).采用所提出的自适应控制算法对该模型进行了振动主动控制仿真研究.仿真结果验证了所提出的方案可以有效地抑制C型臂运动过程中产生的振动,提高系统的整体三维检测精度.

     

具有超稳定结构的鲁棒自适应控制器

针对结构和参数未知的非线性系统,提出了一种具有神经网络的超稳定鲁棒自适应 控制器.控制器基于一阶线性模型,采用Popov超稳定理论设计,其建模误差由BP网在线辨 识,辨识结果在前馈补偿器中加以补偿,有效地实现了鲁棒自适应控制.文中还给出了仿真 结果.     

基于图像相似的薄膜激光损伤识别

薄膜在损伤前后的图像中各象素灰度级变化很大,通过判定激光辐照前后两幅图像的相似程度可以比较客观地判别薄膜的损伤情况.选用基于差异图像直方图的相似性测度来判定两幅图像的相似程度,进而达到识别损伤的目的.实验证明,该方法不仅能识别重度损伤,而且对显微镜不易观察的损伤也能做到准确地识别.耗时短、精度高,可以在损伤阈值测试实验中对薄膜损伤进行在线实时检测.     

基于DSP平台判定光学膜厚监控信号极值

针对光学监控系统（OMS）实际工作中面临监控信号含有噪声分量过大;极值点附近信号不够灵敏两大困难。本文采用基于遗忘因子的自适应卡尔曼滤波（AKF）对光学膜厚监控信号进行去噪处理;并采用基于电压补偿和设置差分微小阈值δ的极值点判定方法。最后通过DSP开发平台实现上述算法。实验结果表明AKF输出监控信号噪声被明显抑制;最终本文方案判定极值点平均膜厚监控相对误差仅为1.07%。结果     

基于机器人系统的线结构光视觉传感器标定新方法

在总结了已有线结构光视觉传感器标定方法的基础上,提出了一种应用机器人系统对线结构光视觉传感器进行标定的新方法。借助于一维光平面对准特殊设计的圆阵列平面标靶,实现对标定特征点的获取,不需要额外对光平面进行标定。在此基础上,还提出以线性化的两步标定方法来求解传感器模型参数,完成了线结构光视觉传感器的标定。该方法操作简单、效率高。实验结果证明:该方法切实可行,测量精度优于0.06mm。     

结构光视觉测量机器人的标定

构建了由线结构光测头和机器人组成的视觉测量系统. 利用齐次坐标变换的方法建立了测量系统的数学模型. 针对数学模型中的手眼关系, 使用半径已知的球体, 采用定点变位姿的方法, 进行粗略的估计. 考虑到机器人的绝对精度较低, 将定点信息和尺度信息作为优化条件, 对计算机器人的运动学参数和手眼关系做进一步寻优. 实验表明文中的方法能够有效提高测量机器人的重复精度.     

线结构光传感器模型的简易标定

为了现场完成线结构光视觉传感器中摄像机和光平面的同时标定,提出了一种基于单一圆形标靶标定线结构光视觉传感器的方法,该平面标靶包含一个同心圆以及过圆心的两条正交直线。通过共轭点原理线性计算摄像机内参数的初值,并根据正交性约束进行迭代优化。然后,多次移动传感器,保持结构光与同心圆相交,使其构成三点透视模型(P3P),依此计算光平面上标定点的三维坐标。最后,利用最小二乘法拟合出光平面方程,从而完成光平面方程的标定。实验结果表明:该方法具有较高的精度,平均测量精度为0.036 82mm,相对测量误差为0.277 13%。该标定方法仅需同一标靶即可完成摄像机内参数和光平面方程的标定,降低了标定成本,且计算简单、操作灵活,适宜现场环境标定。     

复合式结构光编码法测量3D图像

为了更加有效地采集物体的三维表面信息,使用结构光技术构建新的三维表面数字化检测平台.结合格雷和相移编码各自所具有的优势,提出了一种新的复合编码法,首先将图片分成一定的区域,然后在各个区域单独投影结构光条纹,之后每幅相移图依次向右移动一定像素.由于该法对投影的简化使编码周期明显缩短,减少了图像处理的数据量,从而提高了扫描速度,尤其适合于实现快速的三维模型重建.在自行研制的三维表面信息采集实验平台上进行了实验,新方法的有效性得到了证明.     

柔性再制造修复系统及标定技术

介绍了一种柔性再制造修复系统原型,利用基于立体视觉技术与结构光技术的手持式扫描仪和基于6自由度机器人技术的焊接修复机器人,搭建系统工作平台。介绍了现场两步法标定步骤,通过至少3个不同姿态和辅助平面来标定焊枪位姿。利用扫描过程中使用的定位标记点的固定特性完成了扫描系统坐标系与焊枪修复机器人坐标系之间的标定。在标定完毕的系统上,对A3钢板进行等离子焊接修复,得到其多层多道的快速修复成形表面平整度低于0.5 mm,从而验证了系统的可靠性和有效性。     

1μm激光对光学薄膜的损伤

本文采用不同的高折射率薄膜材料,分别镀制了增透模和高反模,送往三个不同的实验室,在不同条件下进行了1μm的损伤阈值测试,对薄膜的弱吸收也进行了测试,并比较了膜系结构、薄膜材料、吸收和薄膜缺陷密度对其激光损伤阈值的影响。