一种基于自适应条纹投影的高光视觉测量方法

在条纹投影轮廓术中,高光通常会导致捕获条纹的饱和,并降低测量精度。为了解决这一问题,提出了一种新的自适应条纹投影方法。采用双目提供的立体几何解相法减少条纹的投影数量,提高自适应投影的效率;采用交比不变约束,提高投影仪和相机之间的对应精度。比传统单目FPP重建结果拟合平面的标准偏差减小了0.049 mm,平面度提升了84.5%。前后两平面表面之间距离为8.829 mm,与标准值误差为0.045 mm,提升了42.3%。所提方法实现了局部过曝区域相位信息的完整提取,有效解决了高反光物体三维面形测量的难题。相比传统FPP方法重建结果有明显提升,说明本文改进算法的有效性。     

应用条纹投影法测量薄膜反射镜的成形

针对国内外现有薄膜反射镜面形检测方法存在动态测量不便,测量面形单一等问题,提出了基于正弦条纹投影的反射镜面形测量方法。基于此方法搭建了测量平台,分析推导显示,该方法的测量不确定度<0.385μm,该平台的测量不确定度<4.25μm。在此平台上对标准球面镜进行了测量,验证了此平台的适用性。最后,对优化控制下的Ф300mm静电拉伸薄膜反射镜的面形进行了多次测量,结果表明,中心矢高测量值与理论值基本一致,优化后最佳镜面面形RMS值为5μm,PV值为39μm,相对于优化前RMS值减少了34.17%,PV值减少了26.4%,显示所搭建的基于正弦条纹投影方法的测量平台满足了现阶段薄膜反射镜面形测量的需要;而提出的面形控制算法可控制薄膜反射镜得到所需面形,并有效地提高面形精度。     

新一代GPS下的平行度误差投影迭代评定法

随着新一代GPS的实施,机械产品几何误差检测得到了极大的规范和简便.新一代GPS下对几何误差的检测过程主要包括两个方面:操作算子的构建和数学模型的建立.针对平行度误差检验,基于新一代GPS的数字化理论建立了平行度操作算子,给出平行度误差的检测过程以及方法.针对评定数学模型的构建,提出了平行度误差投影迭代评定法,该方法将...     

冷轧带钢边部减薄和平坦度模糊预测控制的研究

针对配备轧辊横移的新型四辊冷连轧机边部减薄控制控制中,轧机模型具有多变量间的强耦合、易变的模型参数、不确定的干扰因素和不稳定的动态特性,设计一种复合的智能控制系统。设计在模糊控制基础上增加一个积分环节的控制器,与轧机预测模型相结合对带钢边部减薄和平坦度进行闭环控制。经过仿真结果表明,该控制系统可实现四辊冷连轧机边部减薄的稳定跟踪控制及边部减薄和平坦度的非线性解耦控制。     

投影条纹法及其在车门把手形貌测试中的应用研究

测试构件形貌可以了解整体结构在工作中的变形信息,可以有目的进行结构的安全预警。为测试构件形貌,利用投影条纹法,采用由计算机软件产生四帧有一定相位差的相移正弦光栅,利用相移技术求解物体相位,实现点对点的运算,无需精密的相移装置。通过车门把手的非接触测试其三维形貌,得到了测试对象的位相图,通过解包裹处理,得到了车把手的三维形貌。表明该方法通过标定后,测量构件三维形貌精度高,易于操作,尤其适合现场监测结构安装前后变形状态。     

条纹投影三维形貌测量的变分模态分解相位提取

针对条纹投影三维形貌测量涉及的相位提取,提出了一种基于变分模态分解的单幅条纹投影相位提取方法。通过建立变分模态分解模型和极小化变分模态分解将单幅投影条纹图分解成背景部分、条纹部分和噪声部分。然后对得到条纹部分进行Hilbert变换和反正切变换得到包裹相位;对其进行质量导向相位解包裹和Zernike多项式去载频得到解包裹相位。将该方法与Fourier变换、连续小波变换进行了对比,结果显示:本文提出的相位提取方法相位误差为3.14×10-4,小于Fourier变换和连续小波变换方法对应的误差3.30×10-4和6.52×10-4。模拟和实验结果表明:本文提出的方法在处理具有边缘信息投影条纹图时具有优势,能够提取出更准确的相位信息,可有效地用于含边缘不连续和突起的三维物体测量。     

基于彩色条纹投影术的三维形貌测量

物体表面三维形貌数据的获取在智能制造、航空航天、文物保护、医疗卫生、远程教育等领域有着广泛的应用。三维形貌数据的获取受限于系统硬件的性能,特别是现有数字投影系统的投影速度,无法快速测得物体面形的三维形貌。彩色成像和投影系统的出现,为并行多颜色通道三维成像系统提供了新的研究方向。详细综述了基于彩色条纹投影术的三维形貌数据测量研究的现状。具体包括彩色条纹投影术的基本原理、彩色条纹调制和解调相关技术、三维成像系统的标定、以及未来的研究方向。接着给出几个利用彩色条纹投影术获取物体表面三维形貌和彩色纹理的实例。为彩色条纹投影术测量物体表面三维形貌数据提供了详尽的综述,并指明了未来潜在的研究新方向。     

基于光敏器件的投影法药品包装检测系统研究

在掌握了光敏电阻应用的基础上,详细阐述了以STC89C52单片机为控制器设计的投影法药品包装检测系统的工作原理。通过分析影响药品包装完整性的因素,逐步完善了检测系统的内部结构。     

基于相位—高度映射的简易条纹投影测量模型和标定方法

针对传统基于几何约束关系的条纹投影测量方法存在标定过程操作复杂、易用性差的问题,提出一种基于相位—高度映射的简易条纹投影测量模型与标定方法。测量模型能够直接建立测量对象表面绝对相位值与空间坐标的映射关系,无需考虑相机和投影仪间的几何约束关系,根据该测量模型提出的标定方法操作简单,无需参考平面、量块或高精度位移台等高精度辅助工具,仅需一块棋盘格标定板即可完成系统标定。基于测量模型搭建的测量系统结构简单、效率高、测量精度高、易用性好。通过仿真和实验验证了该测量模型的有效性。     

基于扇形条纹调制度的光滑平面缺陷检测

在光滑表面缺陷检测过程中,调制度可以用来标记缺陷位置。为了提高缺陷检测的准确性,提出了一种基于扇形条纹的调制度检测方法,该方法对缺陷位置和方向有更高的灵敏度,适用于多种类型的缺陷检测。首先,由变形条纹解调得到调制度图,调制度的高低可判断是否存在缺陷,再基于调制度图产生新的质量图——调制度-相位梯度偏差质量图,由此可以识别出缺陷位置。8组对比实验表明,同一实验环境下,基于扇形条纹的调制度缺陷检测方法不仅能检测出单一走向的缺陷,对复合走向的缺陷检测效果也很好,能更完整地检测缺陷,同时检测缺陷的精确度达到了0.07mm。与传统的机器视觉方法和水平/垂直/圆形条纹检测法相比,本文所提出的扇形调制度法具有更高的灵敏度和准确性。     

条纹投射系统深度标定中的数据处理算法分析

条纹投射测量系统深度标定的目的是建立条纹位相和被测物面深度之间的映射关系.标定过程中,不同的数据处理模型和算法对系统最终的测量精度有显著影响.分析比较了标定中几种常用的数据处理方法的特点,包括精确几何模型及其线性化模型,多项式逼近模型,在噪声条件下的误差分布特点,以及节点选择对多项式逼近模型标定精度的影响等.通过数值模拟和实验验证了分析结果的正确性.     

一种基于激光点阵的板形测量新方法

提出一种利用结构光三维视觉技术进行板形测量的新方法。首先,用面阵CCD摄像机采集标定板的图像进行系统物像放大系数标定;其次,将倾斜一定角度的激光器投射到被测钢板表面,形成的7×7点阵光斑作为被测点;然后对采集到的点阵光斑图像进行图像处理,提取光斑中心,并进行49条激光束入射角度的标定;最后确定该板形测量方法的测量精度及测量范围。试验结果表明,该板形测量方法的测量范围为0mm~40mm时,测量误差小于±0.5mm。     

基于改进自动网格法的嵌入式应变测量系统

为了实现应变测量系统的智能化、低成本、非接触实时检测,针对橡胶材料大应变测量的特点,研制了基于改进自动网格法的嵌入式非接触应变测量设备.以高性能达芬奇DSP芯片TMS320DM6437和CMOS图像传感器为核心构建了一套集图像采集和图像处理于一体的处理模块,并使用控制芯片S3C2440实现整体控制功能.针对传统自动网格法在嵌入式应用中的缺点进行改进,在其基础上设计了适用于嵌入式系统的新的算法,并针对DSP硬件结构特点进行了优化设计.在完整系统上对橡胶材料进行了非接触纵向拉伸试验,实验结果表明本系统能够实时准确地计算出应变结果,验证了技术方案及算法的可靠性,图像处理速度达到20帧/秒,应变的测量范围超过了100％.     

平面度误差评定的快速精确算法研究

根据最小二乘法、基于遗传算法的平面度误差评定方法以及最小包容区域法的算法特点,提出一种可以快速、精确评定平面度误差的算法。该算法解决了初始参数寻优范围大,影响计算效率的问题,是一种可兼顾计算速度与精确性的平面度误差评定方法。     

基于计算机视觉的电机换向片检测系统的研究

设计了一种新型的电机换向片自动检测系统,该系统通过CCD图像传感器采集电机换向片图像,在VC平台中嵌入Matlab,利用其Image Processing Toolbox对图像进行变换处理与特征识别,实现计算机视觉代替人类视觉驱使数控机械工作。实验表明该系统精度高、实时性强,具有一定的实用价值。     

基于层切法可重构反求测量系统的研究

针对现阶段国内外层切反求测量系统存在的不足,提出了一种新的独立于加工设备可重构反求测量系统.论述了系统的工艺流程及其组成;研制了一种具有良好粘接性能和可切削性能的包埋材料;详细设计了断层截面图像采集系统.最后,以摩托车发动机缸体的三维断层反求作为典型实例,展示了该系统在实际工程中的具体应用.众多工程应用实例表明,该反求系统能够充分利用现有的设备资源,达到成本低、周期短和可重构等目的,具有广泛的工业应用前景.     

基于彩色图像的高速目标单目位姿测量方法

针对风洞分离实验对于视觉测量系统的高精度、大视场、高速的测量要求,提出一种基于单目摄像机的风洞运动目标位姿测量方法。该方法利用单目摄像机进行运动目标位姿信息测量,相比于双目测量方法具有设备简单、视场大的优点。首先提出一种基于靶标特征点相互约束关系的参数优化方法,采用复合式靶标实现摄像机的快速高精度标定;针对目标运动图像处理,提出一种基于图像差叠法和标记点位置估计的图像快速分割与目标定位方法,实现图像特征的快速准确定位;针对单目测量要求及目标运动特性,提出一种基于方向估计标记点布局方式,实现合作标记点的快速识别和提取;最后利用单目视觉原理求解运动目标的位置和姿态信息,通过实验室模拟实验完成了测量系统的精度验证,在1 m×1 m视场范围内,其位移测量精度可达到0.19 mm,俯仰和偏航角测量精度可达到0.18°。     

基于图像处理的轮对磨耗值检测方法的研究

提出了如何利用图像处理技术进行轮对磨耗值检测的一种方法,详细介绍了系统结构和图像处理的整个过程,从而实现了轮对磨耗值的非接触测量。测量精度可以达到0．1mm。     

基于HSI颜色空间的深度学习单幅图像去雾方法

针对传统的单幅图像去雾算法容易受到雾图先验知识制约导致颜色失真等问题,本文提出了一种基于HSI颜色空间的深度学习多尺度卷积神经网络单幅图像去雾方法,即通过设计深度学习网络结构来直接学习雾天图像与其无雾清晰图像色调、饱和度和亮度之间的映射关系,从而实现图像去雾.该方法首先将有雾图像从RGB颜色空间转换到HSI颜色空间,然后设计了一个端到端的多尺度全卷积神经网络模型,通过色调H、饱和度I、强度S三个不同的去雾子网分别进行多尺度提取,深度学习得到有雾图像与清晰图像之间的映射关系,从而恢复出无雾图像.实验结果表明,本文方法对于雾天图像具有良好的去雾效果,在主观评价和客观评价上均优于其它对比算法.     

Development of a vision based deflection measurement system and its accuracy assessment

A vision-based method for measuring civil engineering constructions’ in-plane deflection is presented in this paper. Displacements of points are computed by means of digital image correlation. The application of homography mapping enables the deflection field to be computed from two images of the structure acquired from two different points in space. The verification of the developed system is performed using the coordinate measuring technique. Results of the beam deflection obtained from the developed vision system and Laser Tracker device are compared. Moreover, the uncertainty of the system is evaluated and possibilities for its improvement discussed.