新型单摄像机镜像双目视觉传感器的研究

通过分析玻璃厚度激光折射测量原理误差,并以双目立体视觉传感器三维测量模型为基础,提出一种自动补偿玻璃板上下表面倾斜的单像机双目视觉传感器模型.变传统的双CCD摄像机结构为单CCD摄像机结构,加装一组对称光学反射镜,镜像出一对虚拟摄像机,可在同一个CCD像面上采集到存在视差的两幅图像,从而消除玻璃板上下表面倾斜角引起的系统误差;建立了标定数学模型,并确定视觉传感器测量模型的标定方法.     

一种新型光学测量系统在高温环境中的应用研究

提出了一种高温条件下的在线光电测量系统,可直接用于浮法玻璃锡槽内玻璃成型区的玻璃厚度测量。建立了一种自动补偿玻璃板上下表面倾斜的单像机双目视觉传感器模型,变双CCD摄像机结构为单CCD摄像机结构。通过加装一组对称光学反射镜,镜像出一对虚拟摄像机,可在同一个CCD像面上采集到存在视差的2幅图像,从而消除玻璃板上下表面倾斜角引起的系统误差;同时,完成传感器在高温恶劣环境中的二维定位,保证了仪器设计基准与测量基准的统一。分析了高温气体湍流条件下激光传输光线起伏效应和光线起伏对激光测量系统性能的影响,提出利用先验法补偿系统热致光学误差;通过实验和在线实际应用证明:该系统测量精度能够满足玻璃厚度在线测量的要求。     

图像的快速亚像素边缘检测方法

提出了一种新型的测量图像快速亚像素边缘检测方法。首先,利用标准的Sobel算子进行边缘点的粗定位,确定边缘点的像素级精度位置和边缘的方向;然后,沿边缘点的边缘方向拓展像素,得到长度为6的像素灰度值向量,将向量带人利用最小二乘曲线拟合方法得出的公式,求出边缘点的精确位置,从而能够实现亚像素边缘定位精度。实验证明：该方法的定位精度为0．1pixels,算法的运行时间为0．53s。     

单帧图像热致光学误差祛除算法研究

在研发浮法玻璃锡槽在线测厚仪的过程中,为了克服高温气体湍流条件下激光传输光线起伏效应对激光测量系统性能的影响.利用基于帧差的像点运动轨迹探测手段,确定的流场内图像模糊、抖动的体现程度与CCD的积分时间成反比;试验采用各种合适窗口的邻域滑动平均法,对线阵CCD数据数列进行修正可消除热致光学误差对视频信号的影响.     

高温环境中线阵CCD图像特点识别算法适应性研究

利用激光三角折射法在高温环境(高于650℃)条件下,对玻璃厚度进行在线测量,要求精度优于±0.02 mm.由于实际测量环境与标准实验室测量环境差距大,能否在恶劣环境中实现像点精确定位是仪器设计的关键问题.在分析高温环境中CCD目标像点热致光学误差、激光传输湍流效应的基础上,利用目标像点内像素间灰度值的高度相关性,构造一个尽可能精确反映目标区域像素灰度值、目标像点质心位置之间关系的数学模型,从而实现对点目标像点位置的精确估计.     

刀具预调测量仪系统的研究

介绍了基于计算机视觉测量的刀具预调测量仪系统,分析了测量原理和系统的结构.由面阵CCD摄像机摄取刀尖的图像,通过图像卡输入计算机进行处理,计算机根据所读入的光栅尺数据和图像处理的结果算出刀具的参数值,并存入数据库.系统具有精度高和自动化程度高的特点,为数控机床的高精度加工提供了保证.经过实验,测量重复性精度达到3μm.     

基于CCD的玻璃厚度在线测量系统

浮法玻璃生产中需要对玻璃在高温区进行在线测量.研究了利用半导体激光和线阵CCD组成的在600℃高温条件下工作的玻璃厚度在线测量系统.系统采用循环水冷却方法使测头工作在正常条件下,利用软件对数据进行处理来克服高温气流等造成的随机误差.系统样机对玻璃厚度进行在线测量的精度达到15μm,测量范围为2～20 mm.     

基于电容传感器的熔融金属液位检测系统

在讨论电容传感器原理的基础上,提出了一种在700℃的高温环境下实现在线检测金属熔融液位的电容传感器测量系统.其特点是:利用氟金云母微晶玻璃和铟钢加工新型传感器测头;以熔融金属液面作为固定极板;采用循环水冷却增加其在高温环境中的工作寿命;改进驱动电缆技术提高测量信号的稳定性;利用单片机对检测系统进行非线性补偿.实现对熔融金属液面高度在线测量的精度达到0.1mm,测量范围为1～15 mm.     

基于Attention-LSTM的CNC刀具破损在线检测系统

为了在数控（CNC）机床批量加工过程中对刀具破损进行检测以减少残次产品,提出一种利用机床主轴功率信息,基于Attention-LSTM的CNC生产线刀具破损在线监测方法。该方法以数控系统内置传感器作为数据源获取机床主轴功率时间序列,在数据采集环节中,需要分辨加工过程中的不同工序以及该工序所使用的刀具编号。因此,在数据采集环节中,同时对数控代码和主轴功率进行采集,使用数控代码解析方式对采集数据进行处理,完成加工过程的工序识别,再使用Attention-LSTM算法对主轴功率数据进行预测,然后利用DTW算法计算时间序列相似度。加工过程功率时间序列和标准时间序列之间的相似程度应当处于合理的阈值范围内,否则认为此次加工过程中发生刀具破损。以FANUC数控系统为平台进行实验,验证了刀具破损识别的准确率。     

基于机器视觉的PET瓶口快速缺陷检测

为提高PET瓶口缺陷检测精度和检测速度,提出了一种基于机器视觉的PET瓶口自模板快速缺陷检测法。首先在全局阈值分割的基础上,对ROI区域(瓶口端面)构造自模板圆环,并且确保自模板图像和阈值分割图像坐标的对应关系不变。然后在ROI区域上,将自模板图像和阈值分割图像灰度做差进行缺陷检测,避免图像定位和缺陷定位对检测带来的大量复杂计算。通过实验验证,该方法缺陷检测精度达到99.9%,检测时间在50ms以内,有效提高了PET瓶口缺陷检测精度和速度,可以满足工业生产线上对PET瓶口缺陷检测准确性和实时性的要求。