多台阶零件的视觉测量

为了快速准确地对复杂多台阶零件进行非接触检测，文中基于计算机视觉技术，提出了应用由十字线激光器和CCD相机构成的视觉测量系统来完成检测任务的设想。为此，文章重点介绍了该系统的各项必要参数及其标定方法，建立了测量复杂零件多台阶高度的数学模型，并用其实现了对复杂零件的非接触测量实验，从而验证了该方法的正确性和有效性。     

彩色伪随机阵列在主动三维视觉检测中的应用

要用一幅图像在三维欧氏空间中重构三维场景,尤其是动态的三维场景,常用的点结构光、线结构光扫描法不能满足要求。一个有效的方法是采用伪随机编码结构光照明主动视觉技术:用编码结构光照明被测场景,因为伪随机编码阵列中任一子窗口阵列都唯一,所以通过对场景图像中编码窗口的查寻,可以确定图像中编码点在编码阵列中的位置,从而使场景被测表面每一个特征点都具有唯一的代码,能唯一被辨识,并最终得以重构。     

双目立体视觉传感器精度分析与参数设计

根据双目立体视觉传感器三角立体视差模型,建立了结构参数误差的传递函数,分析了双目视觉传感器结构参数及其误差传递规律对传感器综合测量精度的影响,得出了结构参数的合理取值范围,给出了双目立体视觉传感器结构参数的一般性设计原则与方法步骤.     

一种基于偏振光干涉的原子力显微镜测头的研究

为了提高测头的抗干扰能力,达到较高的分辨率,设计了一种基于偏振光干涉原理的原子力显微镜测头。该测头采用偏振光干涉式方法探测针尖的位移,可提高测头的灵敏度。分析了测头设计中焦点聚焦在探针悬臂梁上的可行性,并通过实验进行了验证。实验表明,Wollaston棱镜组可以有效地改变光程差。设计的共光路形式的Nomarski干涉仪光路,能够有效减小噪音的影响,并保证装置结构紧凑,适于实用。通过实验验证,此测头系统能够达到1nm的纵向分辨精度,为原子力显微镜测量技术提供有力支持。     

Measurement of the applanated diameter of ocular cornea using a novel optical probe

A precise measurement of the applanated diameter of the ocular cornea with the optical probe is very important in applanation tonometry.A novel optical probe with a common path configuration is presented.The optical probe mainly consists of a cone-shaped prism and a photodetector.The former serves as a measuring body touching the ocular cornea to shape the area to be measured,and the latter converts the quantity of the luminous flux returning from the cone-shaped prism into one electronic current signal.Laboratory experiments are carried out on a simulated eyeball,followed by an enucleated porcine eyeball specimen.Experimental results show that there is a significant rise of the normalized variational current with increasing the applanation diameter of the ocular cornea,and the sensitivity is 0.2111/mm with an error of 0.00263/mm.Measurements of the normalized variational current on the porcine eyeball have good agreement with those on the simulated eyeball.     

基于PSD的微位移测量系统研究

为了提高激光跟踪仪的跟踪精度,改善激光跟踪仪性能,根据测量光斑在PSD上的坐标可实现光斑位移测量的原理,研究了提高微位移测量精度的方法,设计出一种由PSD传感器、ADS8556模数转换器和TMS320F28335数字信号处理器构成的高性能微位移测量系统.该系统在硬件设计中引入二阶有源低通滤波器消除了部分噪声干扰;在软件设计中通过误差补偿和数字滤波进一步提高了数据可靠性.加入抗干扰设计后,获得的二维坐标波动量峰峰值均在6μm以内.实验表明,该系统可获得高精度的光斑坐标,为激光跟踪仪精密跟踪奠定良好基础.     

干涉型光纤温度传感器

为了长期和在线实时检测各种工程结构内(如飞机机翼)的温度,在介绍了2种典型的干涉型光纤温度传感器技术的基本原理、结构及优缺点的基础上,提出了一种新型光纤温度传感器——嵌入式干涉型光纤温度传感器的工作原理和结构设计。它用特殊加工工艺将光纤埋入材料中,通过相位调制产生干涉条纹,再通过条纹的判向计数来对材料内部温度进行测量。实验结果表明:嵌入式光纤温度传感器能长期有效测量材料内部的温度,并且,它的灵敏度比放在空气中的灵敏度要高2~3倍。具有很大的研究开发和应用价值。     

基于边界曲线弧分割的多椭圆检测

不同于传统的Hough变换算法,提出一种基于边界弧分割的椭圆检测方法。首先将边界从交点处分割成弧段,将得到弧段划分为长弧和短弧两组并按长度降序排序,然后从两组中找出属于某个椭圆的若干弧段,利用最小二乘法拟合得到候选椭圆并验证是否为真正椭圆。实验表明该算法能快速检测出图中椭圆,运行时间远小于采用随机Hough变换算法,在具有噪声、椭圆残缺的情况下仍能有较好的检测结果。     

四象限探测器用于激光跟踪仪目标脱靶量测量

介绍了基于四象限探测器的激光跟踪仪目标脱靶量测量系统。根据四象限探测器的工作原理和跟踪激光的光斑特性,分析得出目标脱靶量与四象限探测器输出电流信号的关系为非线性。针对非线性关系不易快速解算的难题,文中采用了分段线性插值算法。使用高精度位移平台对测量系统进行标定并开展了测量实验。结果表明,该系统测量速度快,每秒测量次数可达600次以上;测量精度高,在±500μm量程范围内测量精度可达5μm。该系统可以广泛应用于需要微小位移测量的相关领域。     

交比投影不变原理在结构光平面拟合中的应用

文中简介了机器视觉研究中的一种编码结构光投影系统，在它的编码模板上具有很多的编码特征点，它们在模板的水平和垂直方向上分别构成多组共线的点，经投影后，这些点分别形成了纵向和横向的若干光平面，而这些光平面相对于投影系统三维坐标系的位置关系需要事先标定。在标定过程中需要若干组位于各光平面上的三维空间特征点，将这些点与光平面共同成像于CCD像平面上，再从图像中提取出它们的图像坐标，由共线投影不变性可知，三维特征点所在的直线与光平面所在的直线在CCD像平面上相交于若干点，然后利用代数射影几何中的交比不变原理就可将结构光平面与三维空间点建立对应关系，从而标定出各光平面的参数。文中给出了详细的实验步骤，列出了一些数据及图表，并对实验结果进行了说明。