基于同心圆现场标定的实时畸变校正方法

为了提高光电测量系统对火炮重要静态参数——弯曲度的测量精度,提出了一种基于同心圆现场定标的实时畸变校正方法,并设计了一套自定中测量装置.首先调整测量装置中靶标的水平和竖直定位,消除偏心畸变;然后采用曲率估计的方法实时提取现场标定同心圆,对光学系统的畸变变化情况进行检测;最后根据检测对弯曲度的测量结果进行校正,进而实现弯曲的高精度测量.对焦距为6.00mm的弯曲度测量系统进行多点测试,实验结果表明:该方法具有较强的稳定性,校正精度高且实时性好,与传统的校正方法相比,校正后的测量偏差由士0.15mm提高到±0.05 mm,且单点校正时间小于0.49 s,有效地提高了系统的测量精度.     

图像尺寸测量中镜头畸变的影响及校正研究

图像尺寸测量是一种非接触式测量技术,系统中的光学镜头畸变严重影响测量的精度.提出利用图像识别技术和最小二乘法,拟合出标准线经成像系统所得到的畸变曲线函数,根据曲线上任一位置的曲率大小来表征镜头畸变率的大小.通过软件编程,直接得出被测镜头各空间区域的畸变率大小.利用测量结果对畸变图像进行校正,通过实验验证,图像尺寸测量的...     

汽车制动主缸补偿孔形位尺寸检测双远心光学系统研究

为了解决制动主缸补偿孔的成像问题,设计了一种远心内窥成像光学系统。在设计中采用工业内窥镜来延长成像系统的视距,它的后端与CCD摄像机相连接,并通过内窥镜的前后移动来捕捉补偿孔的图像信息。该系统由于将内窥镜的成像光路设计成一个像方远心光路与物方远心光路合一的光路,较好地解决制动主缸补偿孔图像因为虚焦而造成的检测误差问题,从而提高了系统的检测精度。实验结果表明,系统的测量精度达到0.01 mm。     

基于激光-线阵CCD技术的轧辊磨损度检测系统

应用激光-线阵CCD检测技术,提出了一种高速、高精度轧辊磨损度检测方法。阐述了激光．线阵CCD检测系统原理、系统组成与检测过程,采用梯度强度均值法对CCD信号进行处理,有效地降低了噪音对成像质量的影响,提高了处理数据的速度,解决了去噪、边缘检测和特征信息提取等关键技术,提高了系统的检测精度与分辨率。实验证明,该系统的测量精度达到了实际生产过程的要求,为实现轧辊磨损度在线检测的高速化、精确化、自动化提供了一种新方法。     

基于面阵CCD的药型在线检测仪图像采集的误差分析

设计了一套基于面阵CCD技术的药型在线检测仪。在此基础上,介绍了药型在线检测系统的基本原理。本文从透视误差、光照误差、定位误差三个方面,通过理论分析和实验研究,发现了在图像采集过程中误差产生的原因。针对误差产生的原因,提出了相应的解决方法,从而大大提高了药型在线检测仪的测量精度。     

振镜式激光扫描误差分析及几何校正算法

针对如何提高振镜式激光扫描的扫描精度,特别是当扫描区域较大时的精度问题,文中展开了对振镜式激光扫描时图形畸变原因的分析,并对每一种误差产生的原因提出了校正补偿的办法.综合各种误差补偿办法,建立了一个基于平面坐标变换几何校正算法原理的图形畸变校正模型.此模型校正算法采用VC 6.0编程,应用于快速成形粉末烧结系统,结合激光扫描边长为300cm正方形时的试验数据和畸变特性,对畸变关系式作了进一步的改进.由于此公式反映的是理想点和畸变点的地址映射关系,所以,当激光扫描时,X方向和Y方向上的扫描数据经过此校正模型后都会动态的发生变化,从而保证激光的扫描精度.     

基于面阵CCD的大视场在线检测系统研究

设计了一套非接触在线检测系统,该系统基于近景摄影测量原理,与传统测量方法相比,它可以对大视场内多目标同时进行检测.对CCD像机进行精密标定,利用光线束平差原理求解空间坐标,采用亚像素技术处理图像以及同名像点匹配等技术的运用,大大提高了检测精度.系统单幅拍摄线视场为141 mm,最终可以检测500mm× 500mm范围内的目标,空间坐标检测精度优于0.03mm.该系统可应用于工业现场检测等众多相关领域.     

数字图像相关测量中镜头成像畸变的估计和校正

提出一种用于高精度数字图像相关测量的镜头成像畸变估计和校正方法.通过对由刚体平移实验得到的畸变位移场进行分析获得镜头的畸变系数,并根据畸变系数对畸变位移场进行校正.对一25mm固定焦距镜头的成像畸变进行估计,并进一步讨论了该镜头成像畸变对位移测量误差的影响.结果显示,可有效消除由镜头成像畸变引起的位移测量误差,达到高精度测量的目的.     

高速在线检测宽幅面彩色感光胶片质量

为降低线阵CCD拼接测量难度,提出改进的多光学系统线阵CCD拼接测量法。根据检测幅宽和精度要求,将较宽的被测幅面分成若干区域。各区域放置独立可调的光学成像系统及线阵CCD。调整各光学系统,使总成像范围覆盖整个被测幅面。几个线阵CCD同步驱动并行采集。图像信号通过PCI高速数据采集系统送入计算机。为提高判别速度,采用多尺度灰度形态学方法实现快速图像增强和缺陷判别,每秒钟可处理20幅2048像素200像素的8bit灰度图像。实验表明,可实现8个线阵CCD拼接检测幅面宽1.2m彩色感光胶片的表面质量,检测速度最高可达90m/min,可识别直径在0.1mm以上的缺陷,准确率在96%以上。     

基于卡尔曼滤波的旋转弹药弹体磁场校正方法

针对弹体磁场严重影响旋转弹捷联地磁传感器的测量精度这一问题,提出一种基于卡尔曼滤波算法(Kalman filter, KF)的弹体磁场校正方法。利用固定磁场和感应磁场模型,将弹体磁场误差系数转换到椭球参数方程上,从而得到卡尔曼滤波的观测方程。为提高算法的鲁棒性,采用事先标定法建立初始条件。根据卡尔曼滤波原理,给出辨识参数在线更新的实现步骤,推导弹体磁场的校正过程。仿真试验中,通过事先标定法选取初值提高待估参数2倍的收敛速度。转台试验中,弹体磁场校正后的磁测误差接近磁传感器的测量噪声,滚转角解算精度优于1°。试验验证该算法可在线更新弹体磁场误差系数,实现弹体磁场的高精度补偿。     

基于双相机的计算机视觉坐标测量系统

为了解决单相机坐标测量模型中轴向定位重复性差的问题,研究正交双相机视觉坐标测量系统;系统由一支特制光靶标、两台正交放置的CCD 摄像机和一台电脑组成.在单相机测量模型的基础上引入冗余算法,使得两个正交单相机系统相互补偿对方轴向测量误差,从而实现高精度的空间三维坐标测量;实验采用最简的共线三点测头模式搭建测试装置,在测量距离1 500 mm 处各个方向分辨率优于0.2 mm ,与坐标测量机移动对比测量精度达到±0.15 mm .     

基于LabVIEW的多通道视觉测速系统设计

目标运动速度与运动状态的快速预判是机器人避障、目标检测与跟踪的关键。经典的初级运动检测器（elementary motion detector,EMD）模型具有在局部范围内的速度矢量敏感特性,在此基础上结合波峰检测算法,提出一种动目标运动速度和运动状态的快速测速法。为验证所提方法的可行性和有效性,以线性排列的光敏传感器阵列为视觉检测单元,在LabVIEW开发环境中,利用雷赛SMC3380运动控制器和研华PCI-1747U数据采集卡,搭建了具有动目标运动控制及动目标信号采集功能的多通道视觉测速系统;通过多通道数据采集及动目标快速测速处理,实现了目标运动速度和运动状态的判别。实验结果表明：多通道视觉测速系统运行稳定,能够实现最大速度为80 mm/s（绝对误差小于±2 mm/s,相对误差小于±3%）,以及最大加速度为20 mm/s²的匀加速运动状态的动目标检测与判断。为机器人视觉感知器的动目标快速预判研究提供了新思路。     

大口径精密光学元件质量检测装置

针对精密光学元件表面缺陷检测效率低、大口径元件不便于检测问题,设计了一种应用于大型激光装置的大口径光学元件缺陷检测装置。通过强光手电筒、LED灯及高亮度卤素灯3种光源对40 mm×40 mm的K9样片暗场成像对比实验,得知光照强度最大的卤素灯光源检测效果最佳。研究了基于线阵CCD扫描的三维电控平移台的运动机理,确保高精度图像的采集。在此基础上,分析了图像区域定位、二值化处理、缺陷的检测等关键技术,实现了元件的高精度、实时在线检测。     

一种彩色大面阵航空遥感相机前向像移补偿机构设计及精度分析

提高彩色大面阵航空遥感相机地面分辨力需设计像移补偿环节以消除工作时CCD像面的像移,本文在分析航空遥感器4种像移补偿方式及像移补偿机构设计原则的基础上,针对某航空遥感器的要求设计了一种前向像移补偿机构,利用等径共轭凸轮机构将电机旋转转化为直线运动,并配合精密直线导轨约束运动自由度。具有传动简单,精度较高的优点,可有效的避免传动误差。分析了原动件输入速度波动、制造误差对像移补偿残差的影响,并对像移补偿总体效果进行了评价。试验数据及数据分析表明,像移补偿机构的补偿残差小到600μm/s,动态目标发生器及外场航拍图像良好,满足使用要求。     

机床主轴回转精度的CCD测量系统

利用数字图像处理技术，建立了一套主轴回转精度的CCD测量系统。该系统由CCD光电检测系统、微机和数据处理软件组成。软件系统基于Matlab开发，硬件部分由高速CCD摄影机等组成。对数据处理和误差评定进行了探讨。该系统用于车床主轴回转精度的实际测量，取得了良好效果。     

光斑质心亚像素定位误差的实验研究

根据误差的来源将光斑质心亚像素定位误差归类为随机误差和系统误差,提出一种简单有效的实验方法对光斑质心定位误差进行定量测试.利用高精度一维电动平移台、POINT GREY Flea2-14S3 CCD相机和LED光源构建了测试系统,对测试结果进行研究和讨论,发现了测试系统LED光斑质心定位系统误差的周期性变化规律,计算得到了基于Flea2-14S3 CCD相机的光斑质心定位随机误差为0.018 pixels,系统误差为0.06 pixels,总体误差为0.063 pixels(约1/15 pixels),能够应用于以光斑质心检测为手段的测量系统中.实验表明,该测试系统可以作为估算光斑质心定位误差大小的一种有效的手段.     

直线拟合方法在一维图像边缘检测中的应用

在线阵CCD测量系统中采用直线拟合方法检测一维图像边缘。首先,测量系统通过线阵CCD获得一维图像,基于阈值比较法,对图像信号设置高、低阈值,截取边缘信号的中间部分作为拟合窗口;然后,利用最小二乘法,对拟合窗口内的边缘信号进行直线拟合;最后,利用图像亮、暗电平的中间电平作为阈值截交拟合直线,以此交点作为图像边缘点的位置。实验结果和分析表明,与阈值比较法相比较,直线拟合方法具有重复精度高、稳定性好的优点,能有效抑制随机噪声的影响,因此可以有效检测一维图像边缘位置。     

改进的直线拟合线阵CCD图像边缘检测方法

为了检测经过光学系统成像所得图像的边缘,在直线拟合方法的基础上提出了一种新的边缘检测方法。该方法综合考虑边缘过渡区间所有点的信息,利用直线拟合方法求出一组可能的边缘值,再选择它们的中值作为最终的边缘值。基于该方法的采集系统由线阵 CCD 采集边缘的灰度图像,使用单片机来处理数据,并计算出边缘的位置。实验结果表明,这种改进方法的重复性误差为 0.89 个像素,而且能够在 0.039s 内完成一次边缘检测计算。     

长度光栅测量系统的误差修正技术

文章针对长度光栅测量系统的误差来源、特点提出了二次比对、拟合的修正方法。在文章所论述的方法中,通过光电显微镜、线纹尺、数据拟合工具将光栅位移长度溯源到激光波长;将生成的修正公式赋进长度光栅测量系统的程序中完成误差自动修正。文章提出的光栅测长系统的误差修正方法原理简单、实用、修正精度高。对于三坐标测量机、测长机、万工显等精密直线位移平台都具有借鉴和参考价值。