一种非接触的实时嵌入式微位移测量系统研究

基于数字散斑图像,设计了一种可用于非接触引伸计领域的嵌入式微位移测量系统。根据在线、实时、连续测量的要求,本文选择数字散斑图像作为分析对象,运用最小均方差算法和嵌入式系统设计了微位移测量系统。详细论述了测量系统的结构组成、测量原理以及软件设计方法,并对测量系统的性能进行了试验验证。试验结果表明,该测量系统的性能优于2级引伸计的性能,通过补偿可满足0.5级引伸计的性能要求,即在非接触引伸计领域应用基于数字散斑图像设计微位移测量系统是可行的、有效的。     

基于电子散斑干涉技术的微变形场测量及残余应力分析

基于电子散斑干涉原理搭建了测量试验平台,通过数字图像处理,得到电子散斑干涉条纹图像,实现了对一维微变形场的测量,对比测量结果与仿真结果,验证了该测量方法的可行性。结合盲孔法测量残余应力的原理,用电子散斑干涉装置取代盲孔法中的应变花来测量因钻孔产生的变形,并由此解残余应力。试验结果表明,基于电子散斑干涉技术的盲孔法残余应力测量系统简单,可行,高效,具有很大的工程应用价值。     

基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法

提出了一种基于相移和颜色分光的电子散斑干涉(ESPI)瞬态三维变形测量方法,该方法包括一个彩色CCD和红绿蓝三种不同波长的激光器,可同时采集来自三路的散斑干涉图像。物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的散斑干涉图像信息通过颜色分光实现分离,并利用相移算法对散斑干涉条纹图进行分析处理,分别解调出水平、竖直及离面方向的变形场相位,实现三维变形场的测量。模拟及实验分析表明,此方法能同时实现物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的变形测量,可用于物体表面的三维瞬态变形测量,也可单独完成面内或离面的二维变形测量。     

基于LabVIEW和Matlab的温度模糊监测系统

介绍了基于LabVIEW和Matlab的温度模糊监测系统的设计方案,阐述了温度测量原理、系统组成和软件实现方法.该设计利用Matlab强大的模糊逻辑工具箱实现了在LabVIEW中对所采集的温度信号进行实时模糊监测.实际应用效果表明,该系统和传统测温系统相比能最大效率、最为方便地实现所需功能,具有经济、安全、方便、快捷、高效等特点.     

一种基于最小均方差算法的散斑图像微位移测量系统

为了满足微位移量的实时、非接触测量的需要,研制了基于散斑图像的一种嵌入式微位移测量系统,它是基于最小均方差法和DSP处理器(TMS320DM642)设计的.重点阐述软件系统和实验系统的设计与实现方法,并在不同运动速度和表面粗糙度的条件下,对其测量系统进行实验和数据分析.实验结果表明,该测量系统是可行有效的.     

基于机器视觉的外观尺寸测量及OCR识别检测系统的设计

针对工业自动化生产中产品的外观尺寸测量及字符识别问题,设计了一种基于机器视觉的自动检测和识别系统。该系统硬件部分由工业摄像机、PCI控制板卡和工控机构成;软件部分基于LabVIEW开发。该系统对采集的图像进行了图像灰度化预处理、图像二值化处理、图像定位、二值图特殊处理和尺寸测量与光学字符识别等步骤的处理。经过实际实验验证,系统可以实时、准确的实现对外观尺寸的自动测量和光学字符的自动识别。     

数字散斑干涉图像拼接方法研究

散斑干涉测量系统的视场大小和量程受成像器件尺寸的限制.为了扩大视场和形变测量范围,对散斑干涉形变测量的图像拼接方法展开深入研究.搭建了双CCD散斑干涉测量光路,通过对两个CCD获取的散斑干涉图的拼接实现大视场形变测量.对互相关、差方和和互信息法以及归一化改进的配准算法进行了研究,并分析了重叠面积的影响.结果表明,互相关...     

基于LabVIEW的六维加速度传感器测量系统设计

设计了基于LabVIEW虚拟仪器技术平台的六维加速度传感器软件测量系统。该系统能够根据具体测量要求对压电陶瓷输出的实时电荷量实现自动采集,并对其进行滤波处理及信号频域特性分析,通过嵌入MathScript Node对传感器检测到的六维加速度进行解耦运算。通过LabVIEW软件中自带的3D图形模块实时显示传感器外壳的位置和姿态,以实现虚拟现实功能。     

基于光纤的三维电子散斑干涉测量系统设计

为了实现物体三维变形非接触测量,设计了基于电子散斑干涉技术的三维变形测量系统。该系统中采用了一分五型分束光纤,这根光纤在系统中起到分光和传光的作用,使系统所需器件相比一般的设计系统要少。为了获得变形的量化数值,系统将电子散斑技术与相移技术结合在一起,由压电陶瓷引入相移,并采用“4+1”相移算法计算变形量。该系统可以实现面内及离面变形的独立测量,进而实现物体三维变形的测量。以带缺陷的木板和钢板为测试对象,进行了物体面内、离面和三维变形的测量,结果表明设计系统可以实现各种变形的测量。     

基于虚拟仪器技术的电力参数测量系统设计

将计算机、数据采集卡等硬件与在LabVIEW虚拟仪器平台上开发的软件相结合,设计了一套完整的基于虚拟仪器技术的电力参数测量系统。从硬件和软件功能两方面对参数测量系统的实现方法及功能进行了详细的介绍,并利用LabVIEW强大的虚拟仪器设计能力在算法上采用加窗FFT的处理方法实现谐波分析。     

高强钢薄板高温焊接变形的视觉测量

为了实现高强钢薄板高温焊接条件下屈曲变形的准确测量,基于数字图像处理技术、立体视觉原理及数字图像相关法,提出一种高强钢薄板全场动态焊接变形的视觉测量技术,并以规则散斑图像的高精度匹配方法研究为基础,将其应用到焊接图像中。针对焊接高温导致的散斑纹理的变色或脱落,采用高温漆与高温胶混合涂布的方式,获得了低成本、高稳定性的散斑纹理。选择薄板背侧进行测量以及在相机镜头前加装滤光片组的方法,抑制焊接过程中的强光、火花及烟雾的干扰。采用高斯平滑的数字图像处理技术,寻找最佳滤波参数并应用到焊接图像中,在保证测量精度的前提下提高了图像匹配的成功率及精度。实验结果表明,该方法能够有效地降低焊接图像匹配的均值误差、均方根误差及Z向静态均值误差,均值误差最大降幅为78.6%,均方误差最大降幅为47.7%,Z向静态均值误差降幅为37.9%。本文的方法和系统可以满足焊接高温条件下薄板屈曲变形的全场应变测量要求,散斑纹理稳定,散斑图像匹配成功率高、稳定性好,是薄板全场动态焊接变形检测的有效途径。     

光针轮廓扫描技术测量内螺纹曲面

分析了激光光针扫描在测量内螺纹曲面时的特性及影响精度的因素。根据光斑在被测面的噪声分布特点,采用中值滤波与小波阈值去噪相结合的综合滤波算法对光斑图像进行了去噪处理,其中中值滤波可以有效地消除光斑图像中的脉冲噪声,而基于小波变换的阈值去噪算法可以消除图像中的高斯噪声。通过综合滤波算法对光斑图像进行处理,可以有效消除激光光斑噪声,消除图像噪声对测量精度的影响,同时保持了光斑图像的细部特征。根据激光光斑图像在倾斜被测物体表面光强分布特点,设计了近似圆拟合算法来确定光斑中心,该算法相对传统算法具有计算量小、计算效率高,适合在线检测的特点,可以克服测量面倾斜对激光光斑中心的影响。利用采用上述方法的坐标机激光光针扫描系统,对标准内螺纹量规进行测量,对比应用前后的测量结果,螺距精度提高了0.48 mm,中径测量精度提高了0.44 mm,牙型角精度提高0.57°。     

散斑运动模糊复原的直线电机动子位置检测

图像测量技术具有非接触性、抗干扰性等优点被越来越多地应用到双次级永磁直线电机动子位置检测中。针对图像采集过程中所产生的图像模糊问题,提出了一种精确辨识运动模糊参数的方法,实现了直线电机动子位置的精确测量。采用数字散斑图像作为原始拍摄面,通过相机获得包含动子位置信息的序列运动模糊图像。利用奇异值分解对运动模糊图像进行去噪重构预处理,降低噪声对运动模糊参数辨识精度的影响。求取预处理后图像的倒谱图,通过主成分分析找到倒谱图二值化后亮线的主矢量方向即为模糊方向;同时作出倒谱三维图,利用其负峰值中两个最小值坐标求出模糊长度。根据计算的模糊参数值复原模糊散斑图像,再利用图像亚像素测量方法获得动子位置。实验结果表明:本文算法的计算耗时比Radon算法缩短了5倍多,不同位移下的平均绝对误差仅为0.084 7mm,满足直线电机动子位置检测的实时性和高精度要求。     

Simultaneous in-plane and out-of-plane deformation measurement by speckle multi-recording method

An in-plane and out-of-plane deformation simultaneous measurement method using only two speckle patterns grabbed before and after deformation of an object with rough surfaces using two cameras has been proposed. However, there are some problems concerning the setup of optical system, the aspect ratio of grabbed image data and so on in the conventional method. To solve these problems, the new optical system is proposed by using the multi-recording technology. Though multi-recording technologies have been already employed conveniently in the off-axis digital holography, the technologies have not been used functionally enough in speckle interferometry. In this paper, an in-plane and out-of-plane deformation simultaneous measurement is performed by the proposed method based on multi-recording technology in speckle interferometry. From experimental results, it can be confirmed that the proposed optical system can measure simultaneously in-plane and out-of-plane deformations in high resolution by one camera.     

基于傅里叶变换的数字散斑照相测量

提出了基于傅里叶变换的双曝光散斑场的全场数字化测量。对双曝光散斑图进行傅里叶变换得到条纹图以灰度归一法和相位构造法将其优化,获取低噪声、高对比度的散斑干涉条纹。平面位移的测量实验结果表明,数字散斑照相技术适合计算机进行自动条纹识别和位移场计算,能得到较为精确的水平位移值,可实现变形场的精准测量。     

精密测量中激光成像系统散斑的抑制因素

对采用激光照明的测量系统中散斑形成的三个重要因素,即入射光束的相干性、相位差和偏振特性进行了详细的理论分析,并给出了这些因素与散斑对比度的变化关系。计算表明,相干长度降到低于1 mm时,散斑对比度减小到0.5左右,得到的图像细节相对比较清楚,易于检测。基于计算分析,提出了相应的解决及优化方法,为抑制散斑、提高激光照明质量和测量准确性提供了理论依据。     

Study on out-off-plane displacement measurement using DSPI under impact loading

In this paper, the measuring technique of out-off-plane displacement under impact loading using DSPI is presented. In order to capture the speckle field produced by a Ruby laser, an instantaneous digital image capturing system is introduced. The dynamic speckle images are able to be recorded and stored directly in a digital frame store. Thus digital speckle pattern interferometry (DSPI) is achieved for dynamic measurement. As an example, the measurement of out-off-plane displacement field of circular fixed plate with a concentrative impact loading is completed. The results of the dynamic finite element method show agreement with those of experiments.