微型铣刀外径视觉测量的不确定度

建立了基于机器视觉的测量系统,实现了微型铣刀外径的在线测量,并对测量不确定度进行了分析.测量系统由背光源、夹头与旋转平台、旋转编码器、摄像机和相应的测量软件组成.系统运行时,铣刀匀速旋转,由旋转编码器触发相机对其进行采样拍照并完成测量.从照明光源平行性、摄像机的镜头畸变与CCD噪声、调焦效果、待测物体表面几何特性、算法设计5个方面分析了测量结果不确定度来源及其影响.实验表明,当系统采样率不足时,对于铣刀外径测量不确定度影响最大的是待测物体表面几何特性;在采样率足够大的情况下,外径测量不确定度主要由光源平行性确定.本文系统采样率为33 frame/circle,系统测量不确定度为4μm,可满足生产要求.     

微型铣刀在位检测方法及系统设计

针对现有计算机视觉测量设备在刀具检测领域的应用现状和不足,结合微型铣刀的磨损特点和微型机床的结构,提出了一种基于计算机视觉的微型铣刀在位检测方法。通过机械手夹持光学成像系统的方法对微型铣刀的刀尖高度、刀具直径、副后刀面面积、前角和后角进行在位检测,特别强调了使用线性激光投影变换的方法测量前角、后角,最后介绍了系统软件、硬件设计并通过实验验证了系统检测效果。     

基于机器视觉的铣刀检测系统的设计

运用机器视觉检测原理,设计了一套铣刀检测系统。根据铣刀的结构形状和精度要求,采用背光式照明方法形成铣刀轮廓,通过远心镜头和CCD相机获取铣刀图像信息。系统的硬件构成由照明子系统、图像采集子系统和机械运动子系统三部分组成,使用Pylon Viewer软件对图像进行预处理,经过图像灰度化、噪声滤除及二值化处理等步骤完成铣刀图像提取。检测试验表明,检测系统能准确判断铣刀径向圆跳动,效率高且操作方便,可实现大批量铣刀的检测要求。     

视觉检测系统中照明光源的研究

在视觉检测系统中,照明光源的好坏对系统最终的测量精度有很大的影响.本文首先推导了视觉检测系统的光强传递函数,然后对照明光源的光强、光照稳定性和均匀性等设计要点进行了分析,最后设计了能自适应调整光强的环形冷光源.为视觉检测系统的推广和使用提供必备的物质条件.     

视觉检测背光源强度评估方式

机器视觉是实现人工智能的重要方式,光源是机器视觉实现的基础,是决定整个系统成败的主要因素。传统对光源能量的评估是以照度为指标,随着光源在机器视觉系统中重要性的提升,以及光源种类和应用场合的丰富,单纯的使用照度指标对不同照明方式的光源进行评估时,设计出来的光源并不能满足实际应用的需求。基于此方面的需求,本论文提出了一种新的评估方式:背向照明应该采用亮度进行评估,并通过实验论证了该结论。     

超高亮度LED微型投影仪照明系统设计

为了提高微型投影仪系统的性能,设计了一种超高亮度LED光源口袋式微型投影仪照明系统.其光源采用具有大面积发光面的RGB三色LED芯片.照明系统中最为关键的集光系统包含一个CPC和两个聚光透镜.在LightTools软件中追迹2×10(6)条光线进行仿真,DMD面上光照均匀性为92%,光通量为450lm.该照明系统比传统...     

车削工件表面粗糙度在机视觉测量的照明技术

照明技术对车削工件表面粗糙度在机视觉测量具有重要意义,不同的照明方法会得到不同的测量结果。为寻求最合适的照明方法,分别用不同颜色和不同角度的光源为工件提供照明进行实验,并对获取的图像进行二值化处理。最后,通过对处理结果进行对比分析,得出较为合适的照明方法,为车削工件表面粗糙度在机视觉测量提供照明方案。     

人眼波前像差测量中的照明系统设计

使用Hartmann-Shack传感器测量大像差人眼时,细平行光照明会导致波前像差测量的精度下降。设计并实现了一种自动的可调照明系统,在入射光路中加入了一个位置可以自动调整的准直透镜,调整这个透镜的位置可以准确的改变照明光的光屈度,精密电控平移台可以对准直透镜的位置进行快速准确扫描定位。实验中对模拟人眼像差进行了测量,分别用细平行光照明和自动可调照明系统的实验结果进行了对比。实验结果显示,使用自动可调照明使传感器获得图像的信噪比由2:1提高到10:1,对近视-5D模拟人眼测量的结果也由-4.285D±0.208D提高到-5.041D±0.157D,结果显示,使用自动可调照明系统提高了Hartmann-Shack传感器图像的信噪比,使测量结果更加准确。     

基于CMOS机器视觉的尺寸测量系统性能研究

为了使机器视觉技术能广泛、可靠地用于零件尺寸测量,并保证测量数据的精度和稳定性要求,以CMOS相机、光学镜头、平行光源等为核心硬件,搭建并开发出一套基于机器视觉的尺寸测量系统。运用该系统对标准块规进行了重复精度、线性度、系统稳定性及环境光源影响等方面的实验研究。试验数据表明:该系统在所测尺寸变化较小的情况下,具备良好的测量精度与稳定性能,测量精度能够达到0.005 mm。     

基于微透镜阵列生成特定矩形光斑的TIR组合透镜设计与仿真

LED功率的不断增大使其逐渐替代传统光源,并广泛用于各种照明光源。在某些室内照明以及道路照明设计中,通常需要借助LED透镜产生矩形光斑从而充分利用光能避免浪费。利用Light Tools软件设计了一种全内反射(total internal reflection,TIR)透镜与特定微型透镜阵列的组合透镜,设置TIR准直透镜透射曲面和全反射曲面为二次曲面,并对其进行准直优化。然后建立单个微型透镜,设置单个矩形微透镜长宽比分别为1∶1、3∶2和4∶3,并将其阵列化。通过改变微型透镜的尺寸以及球面曲率半径进行进一步优化,最后生成与微型透镜长宽比对应的均匀矩形光斑,从而满足不同矩形照明区域的照明需求。     

高速公路隧道照明光源的选择研究

剖析高速公路隧道的视觉特点,研究对比各类隧道照明光源的性能,并对LED光源的性能优势进行了重点分析,为高速公路隧道照明光源的选择提供参考依据。     

基于ARM的多通道光源控制器设计

在机器视觉检测中,获得稳定优质的图像是关键,因此照明系统稳定持久的工作至关重要。针对实际生产过程中需对多个光源进行控制的需求,设计了一种基于ARM的多通道高稳定光源控制器。整个控制器系统采用PI闭环控制,且实现了普通、频闪、外部触发三种照明方式,外部触发方式在实际工作中,既保证了光源足够的亮度和稳定性,又能极大延长LED寿命,且显著降低了功耗。     

LED成汽车照明主流 车灯市场迎转变

交通运输照明成为LED作为照明光源的重要应用市场。目前,LED已应用到汽车内部和外部,尤其是在汽车内部照明,彩色LED的应用已经非常成熟,例如用于仪表盘、背光照明开关、汽车阅读灯或抬头显示系统等,又或是车内采用“按需选色”（Color—on—Demand）功能,让汽车制造商能够通过使用自己特有的识别色彩,与其他竞争者区别开来,或使用颜色区分不同系列的产品。     

光学元件外径的机器视觉测量技术研究

基于机器视觉技术,采用平行光投影获取光学元件轮廓图像,通过行扫描提取目标,使用最小二乘线性回归边缘检测方法,将直线边缘定位精度达到亚像素级别,使测量精度达到微米级。实验结果表明,采用机器视觉的非接触测量方法可以实现对光学元件外径的快速准确测量。     

中间尺度零件在微型机床上微细加工研究

针对中间尺度零件利用传统技术进行加工的热门话题,介绍了这种零件加工所使用的微型机床在国内外的研制现状.在东南大学机械学院数控实验室里构建了一微型数控机床系统,使用BCB开发软件对由MCX314实现的圆弧、直线等插补进行了调试,选用φ2 mm铣刀,在铣刀与电机主轴之间,专门安装了自己设计与制造的铜制连接头,并加工了试件,证明了此机床可加工10 mm以下的小零件,提出了对微细加工精度方面的思考.     

摄谱仪照明系统的改进

为了充分利用发射光源产生的辐射，增 谱线强度，我们把摄谱仪常用的三透镜照明系统与一个凹面反射镜进行了组合，并通过实验证明了这种设计的可行性，这一改进对降低光谱分析的检出限特别有用。     

冶金圆锯片图像自动测量系统

基于视觉测量技术设计了冶金锯片的自动测量系统。系统包括光源、图像采集与处理和参数计算测量,最终实现了冶金锯片几何参数的高速测量,对测量结果进行了对比分析。实验结果表明:自动测量系统不仅提高了测量的效率,同时也达到了测量精度的要求。     

基于机器视觉的叶型孔测量技术研究

为了充分应对涡轴发动机中的叶型孔测量难题,基于机器视觉原理研制了非接触式四坐标测量系统,主要由三维运动机构、气浮回转工作台、工业视觉测头和照明光源构成。系统采用背向照明方式,并基于模板匹配的图像拼接方法获取被测叶型孔的全景图像。在测量过程中,通过三维运动机构与气浮回转工作台的配合运动,使工业视觉测头采集到目标叶型孔的多幅局部图像,通过图像拼接得到其全景图像,而后由图像处理和叶型参数分析获得被测叶型孔的几何尺寸和轮廓度等型面参数。为了验证该系统的功能,选取某个静子组件外环作为被测零件,应用该系统对零件上分布的某个叶型孔特征进行测量,获取到相应的型面轮廓数据,从而验证了机器视觉测量方法在叶型孔测量方面的可行性和有效性。     

挠性接头薄筋厚度的高精度在线测量系统研究

本文使用基于机器视觉的显微测量技术对挠性接头的薄筋厚度进行高精度在线测量。测量时,挠性接头的薄筋轮廓经光源照明后,通过高放大倍率成像镜头成像在CCD上,薄筋轮廓图像经图像预处理、分割、边缘提取、参数计算等一系列图像处理后,最终得到薄筋厚度的实际尺寸。经实验证明,系统测量重复性精度为±0.4μm,不确定度优于1μm。     

微铣刀参数化设计系统研究

现阶段,尖端装备对高精密复杂微型结构件的需求越来越大,微铣刀的专用化需求挑战着刀具设计的灵活性和准确性。目前,微铣刀设计领域存在以下问题:由于尺度差异导致传统铣刀设计方法已不再适用、切削工艺优化过程与刀具设计过程相分离。针对以上问题开展了微铣刀设计方法的研究,并开发了微铣刀参数化设计系统。首先基于UG/Open平台建立了微铣刀三维模型样板文件并对其几何特征进行解构,通过表达式功能串联刀具几何特征,借助程序编程实现驱动,完成微铣刀三维模型的快速设计;最终基于UG二次开发平台,以加工需求为驱动,以工件材料、加工结构、加工工艺等多种因素限制为约束条件,通过刀具设计特征,将刀具的设计参数与切削效果结合起来,开发了微铣刀参数化设计系统。