白光数字图象频域分析法在CCD摄象机标定中的应用

结合标定算法和平移实验,提出利用白光数字图象频域分析法标定CCD(charge coupled device,电荷耦合图象传感器)摄象机的实验方法。采用具有随机斑点特征的平板作为标定板。利用三维精密调节架以已知位移平移标定板,借助CCD摄象机记录下平移前后的标定板图象。标定点的空间坐标由平移位移确定,其对应的象素坐标由白光数字图象频域分析法求得。最后根据标定点的空间坐标和象素坐标,利用标定算法求出CCD摄象机的内外参数。将实验结果与预设值相比较,验证该方法的正确性。     

用投影散斑法测量三维微位移

采用光学非接触法测量三维微位移,基于三角测量法投影数字散斑照射参考面和待测物体表面,利用数字散斑相关法原理,求解变形位移信息,实验结果表明,数字散斑相关技术在三维变形测量的有效性和可靠性,并且为三维物体形变的测量提供了新的研究思路。     

数字图像相关法测量金属薄板焊接的全场变形

提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形.首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值.然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法.最后,借助于VC+ +6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统.为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验.实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5％,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维移和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段.     

复合型超精密表面形貌测量仪

研制了基于同一显微镜基体实现原子力探针扫描测量与非接触光学测量两种功能的复合型超精密表面形貌测量仪.分析了基于白光显微干涉原子力探针的测量方法、探针微悬臂变形量与白光干涉条纹移动量的关系以及探针微悬臂测量非线性误差的修正方法,和通过融合垂直扫描系统的位移量和悬臂梁变形量得到了原子力探针的工作方式.研制了三维精密位移系统...     

基于DLP数字微镜的结构光三维扫描系统

为了提高现代化生产中的效率和满足三维扫描的需求,设计了一种能够准确提取物件表面三维轮廓信息的扫描系统。系统采用结构光三维成像方法,先通过普通白光将光栅投影到被测物体表面,利用工业相机采集变形光栅图,再根据变形光栅图像中的灰度值变化,用傅里叶变换轮廓法解调出三维坐标信息。实验结果表明,使用傅里叶变换轮廓法重构可获得效果理想的三维点云,其为三维轮廓扫描提供了实验方法,同时也为提高点云精度提供参考。     

基于EALCD的数字散斑照相术面内位移测量

提出了散斑照相术数字化的技术,即利用电寻址液晶(EALCD)和CCD取代传统散斑照相术中记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的烦琐的化学湿处理过程,实现其数字化。介绍了EALCD在散斑照相术测量高精度测量物体位移的优点,而且能通过现有的数字器件使其实现数字化,更加利于工程应用。采用全场分析法和逐点分析法2种方法对散斑照相术进行光学实验研究,都成功获得了含有物体位移信息的干涉条纹。实验研究表明,该研究方法简单、高效,能快速获得具有高对比度的散斑干涉条纹,为数字散斑照相术测量物体的微小形变奠定了坚实的基础。     

钢球表面粗糙度的白光干涉非接触测量法

介绍了一种利用垂直位移台来实现钢球表面粗糙度高精度测量的垂直扫描白光干涉仪。该仪器是在6JA型干涉显微镜基础上加以改造,采用白光干涉,通过检测干涉信号的光强峰值,实现高精度的钢球表面三维形貌测量。通过试验验证该系统可对精度等级为3级的钢球进行精确的表面形貌测量。     

压电陶瓷微位移驱动器建模与控制

考虑利用白光干涉仪进行表面三维形貌测量时压电陶瓷(PZT)的蠕变效应对微位移驱动器位移精度的影响,提出了一种沿参考镜光轴方向提高该驱动器位移精度的方法.系统研究了该驱动器的位移检测回路、PID闭环控制以及蠕变补偿控制;利用光电位置传感器和光学杠杆调节位移检测回路,将压电陶瓷驱动器微位移反馈至控制系统,建立PID闭环控制.充分考虑了PZT蠕变特性对测量过程的影响,建立了"电压蠕变"补偿模型,实现了基于PID闭环控制与蠕变补偿控制相结合的复合控制方法.利用XL-80激光干涉仪测量压电陶瓷驱动器在PID闭环控制和复合控制二种情况下的微位移,实验结果显示前者位移误差为0.007 μm,后者位移误差为0.005 μm.结果表明该方法可有效克服压电陶瓷迟滞非线性和蠕变对测量结果的影响,满足表面三维形貌测量的高精度要求.     

基于激光位移传感器的非接触三坐标测量机的设计

针对采用接触测头进行测量的三坐标测量机的测量效率低、不能对易变形物体进行测量等问题,设计了一种基于激光位移传感器的非接触三坐标测量系统,以PLC和工控机为主控,通过运动模组带动激光位移传感器定位,实现对工件表面特征点尺寸和数据的快速测量,且用户可通过触摸显示屏对设备进行操作.通过对待测工件进行实测表明,该设备能满足生产...     

薄壁球壳受刚性平面压缩的连续变形测量

建立了非接触光学测量实验系统,对薄壁球壳受刚性平面压缩的连续变形及失稳行为进行了实验研究。实验以理想弹塑性材料制成的薄且壁厚均匀的乒乓球为压缩对象,采用透明石英玻璃板作为刚性平面,用相机透过玻璃板采集清晰的散斑图像。然后利用具有非接触、全场、高精度等优点的三维数字图像相关(3D-DIC)技术对与刚性平面接触的乒乓球表面的连续变形进行直接测量,同时利用二维数字图像相关技术结合压力传感器得到对应的力-位移关系。实验研究表明,基于3D-DIC方法测量三维表面变形场,实现了对受刚性平面压缩的乒乓球表面从局部压平阶段到轴对称屈曲阶段,进而演化到非轴对称屈曲阶段等力学行为的可视化。实验结果表明,对乒乓球半径的测量精度可达0.5%,利用Abaqus有限元方法得到的结果与实验结果非常吻合,验证了所提方法的有效性。     

一种基于自制平面模板的摄像机标定方法

给出了一种实用的摄像机标定方法。首先通过预标定过程确定摄像机光心坐标和感光单元的纵、横向间距，然后结合自定义的摄像机成像模型利用径向平行约束求解其余的摄像机内外参数，最后利用自制的平面模板对该方法进行了实验验证。结果表明，该方法不仅操作简便，在一般硬件条件下也可获得满意的精度，具有良好的实用价值。     

NEW VERSATILE CAMERA CALIBRATION TECHNIQUE BASED ON LINEAR RECTIFICATION

A new versatile camera calibration technique for machine vision using off-the-shelf cameras is described. Aimed at the large distortion of the off-the-shelf cameras, a new camera distortion rectification technology based on line-rectification is proposed. A full-camera-distortion model is introduced and a linear algorithm is provided to obtain the solution. After the camera rectification intrinsic and extrinsic parameters are obtained based on the relationship between the homograph and absolute conic. This technology needs neither a high-accuracy three-dimensional calibration block, nor a complicated translation or rotation platform. Both simulations and experiments show that this method is effective and robust.     

视觉测量中的相机标定方法进展研究

相机标定技术是三维信息提取的关键步骤之一,从不同的模型出发有不同的标定方法.对现有的各种相机定标方法进行了总结、分析和比较,提出今后有待进一步研究的方向.     

基于线阵CCD的全景成像系统设计

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。提出了一种基于线阵CCD(charge coupled device)相机360°扫描的全景图像获取方法,探讨了该系统的硬件接口和软件程序设计。采用线阵CCD相机获取图像,简化了全景图像的拼接过程;应用CameraLink接口技术进行数据传输,提高了系统的抗干扰性和实时性。     

松下NV—M9000摄像机常见故障分析及维修

就M9000摄像机在实际使用中经常出现的机械损坏，自动保护及几种常见故障进行了详细地分析，并给出了具体的维修方法。     

基于Camera Link标准的DSP＋FPGA高速实时数字图像处理系统设计

针对数字图像处理系统数据量大、实时性高、体积小的要求,介绍了一种基于DSP（TMS320C6416）和FPGA（EP2C70）的高速实时数字图像处理系统,阐述了该系统的设计思路、硬件结构、工作原理,并详细描述了该系统的Camera Link硬件接口电路模块、FPGA数据采集和逻辑控制模块、DSP图像处理模块。该系统已经成功应用到实际项目中、图像采集效果满足设计要求。     

热电制冷摄像机密封腔研究

介绍了热电制冷摄像机设计必须考虑的问题,研制了能够替代同类进口产品的热电制冷降温的ＣＣＤ或ＣＭＯＳ摄像机的密封腔,实验结果表明,该密封腔结构合理,性能可靠,能满足高性能摄像机及其它成像系统需要。     

机器视觉系统中摄像机定标策略

摄像机定标是从拍摄的二维图像中获取三维信息必不可少的步骤，一直为机器视觉领域的研究热点之一。本文阐述了几种定标方法的基本原理，并论述了如何在工业视觉系统中根据不同的任务来选择不同的定标方法问题。     

大屏幕触摸屏设计方法与实现

主要阐述了一种采用3个摄像头来构建触摸屏的方法以及计算触摸点位置的过程。实现触摸检测功能的装置主要由安装在显示屏幕边框3个角落里的摄像头以及相应图像处理电路构成。为了能很好地区分触摸动作，在显示屏边缘还制作一些颜色线。把显示区域划分成多个小区域并选择合适的摄像头组合可以提高计算精度。经过试验测试，该装置及定位方法是可行的。     

用于摄像机标定的三维特征点集构建方法

提出了一种由二维共面靶标自由移动来构建三维特征点集的方法 ,该方法不需要严格限制标定靶标的移动 ,因此可以保证摄像机在固定之后进行现场标定 ,使摄像机的标定状态和工作状态完全一致 ,降低了标定设备的成本 ,简化了标定过程 ,提高了标定效率。试验结果表明 ,该方法切实可行