空间圆几何参数的非接触高精度测量方法

分析了空间圆透视投影的数学模型 ,并建立了点的空间三坐标立体视觉测量数学模型。提出了一种基于立体视觉的空间圆几何参数的非接触测量方法 ,根据极线约束求出空间圆在双目立体视觉中的对应匹配点 ,后投影到三维空间求出边缘的实际坐标 ,采用基于空间三维圆最优拟合求取空间圆的几何中心的三维空间坐标和圆半径等几何参数。该方法减小了空间圆透视投影形状畸变引起的测量误差 ,提高了基于视觉方法的空间圆几何参数的测量精度     

基于双目视觉的接触线几何参数测量方法

将双目视觉原理应用于高速铁路接触线的几何参数测量。采用2个数字相机同时采集接触线的2幅图像,通过对图像进行平滑去噪、二值化和边缘识别,确定接触线在2个相机中的成像位置,进而计算出接触线的高度和拉出值。通过实验验证了该方法在测量速度、测量精度和实现动态测量等方面的优点,对基于双目视觉的接触线检测仪器开发有实用价值。     

基于线结构光的三维垂线位移测量方法

垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。 针对现有垂线坐标 仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。 基于垂线测量中垂线 方向不变,利用线结构光测量原理实现垂线三维位移测量。 首先,本文采用线结构光测量获取垂线二维位移,然后基于垂线上 固定标志点的成像光线和垂线相交于一点的事实,综合垂线二维测量结果和通过相机内参数恢复的固定标志点成像光线方程, 实现垂线三维位移测量。 实验结果表明,本方法在水平面内 Y 方向上的位移测量精度为±0. 1 mm,在水平面内 X 方向和竖直 Z 方向上的位移测量精度达到±0. 05 mm,测量范围为 0~ 80 mm。 相较目前垂线位移测量方法,本文方法垂线位移测量精度和测 量范围更高,且测量结构简单。     

基于线结构光的盾尾间隙测量方法研究

针对现有盾构施工中盾尾间隙难以实时精确测量的问题,本文提出了一种基于线结构光的盾尾间隙自动测量方法。该方法首先利用线激光器在管片和盾壳之间投射出一道窄线型指示激光并通过工业相机实时采集线激光器投射在盾壳和管片之间的线激光图像,然后通过图像处理对图像目标特征进行识别并根据单目视觉成像原理和线结构光坐标测量算法提取盾尾间隙端点坐标,进而实现盾尾间隙值的精确解算。实验结果表明,本文所提出方法的重复性测量精度优于0.3 mm,绝对测量精度优于1.7 mm。该方法可以实现相机纵深方向0.2～1.9 m范围内盾尾间隙的实时精确测量,满足城市地铁隧道施工应用需求。     

一种基于线结构光的表面形貌测量方法

本文介绍了一种非接触测量方法,通过建立线结构光测量解析几何模型和视觉透视投影模型对该方法进行分析,确立实际物点与探测像点的数值关系,并搭建应用平台进行实际测量试验,取得了理想的效果。     

基于多线结构光的弱纹理物体形貌测量方法

大多数现有的主流结构光测量装置在被测物体的表面上投射单条激光,通过移动装置实现物体表面的扫描重建。为了实现物体表面的在线快速重建,将多线结构光和双目立体视觉理论相结合,设计了一种新的三维测量方法。提出了一种结合形态滤波和Zhang-Suen细化算法的光条骨架提取方法和基于光条序列关系的光条匹配算法,并通过极线约束实现光条上特征点的精确匹配。通过实验验证了方法的有效性,相对误差在3%以内。     

基于线结构光的滚动接触表面粗糙度在线测量方法

为了分析表面粗糙度对金属材料滚动接触疲劳性能的影响,提出一种基于线结构光的滚动接触疲劳试件表面粗糙度测量方法,并构建了在线测量与分析系统。通过安装在滚动接触疲劳试验机上的线结构光传感器采集试件表面点云;采用k维树最近邻搜索方法逐点进行邻域分析与统计,利用距离阈值剔除点云中的离群点;针对从原始轮廓分离粗糙度轮廓时,由传统高斯滤波器所导致的端部效应,采用线性外插法进行修正,从而准确计算试件表面粗糙度Ra值。实验结果表明：表面粗糙度测量平均绝对误差为0.08μm,平均相对误差为6.74%,满足粗糙度测量精度要求,为金属材料疲劳损伤演变过程分析提供依据。     

基于线结构光的水下旋转扫描高精度测量方法研究

随着海洋工程领域的不断发展,如何高精度地获取水下物体的三维点云具有重要学术和应用价值。由于光在不同介质中传播会引起光路的变化,导致水下线结构光视觉测量获得的点云受折射畸变影响,精度降低。针对上述问题,设计了一种基于线结构光的水下旋转扫描测量系统。提出了一种轴眼标定算法,能够将多视角水下点云配准到统一坐标系中。提出了一种引入折射补偿的水下相机成像模型,该模型可准确的描述激光在不同介质间传播过程中的光路,基于水下激光平面方程的约束,对水下点云进行折射校正,提高了水下点云的重建精度。水下测量实验结果表明,提出的高精度测量方法能够获得水下物体的三维点云信息,可测量水下目标的尺寸信息,距离目标30~80 cm时测量精度达到0.2 mm,满足了水下目标三维高精度测量要求。     

基于机器视觉的接触轨几何参数测量方法

针对现有地铁接触轨几何参数测量方法存在误差大、效率低的问题,提出一种基于机器视觉的接触轨几何参数测量方法.该方法结合双目视觉和结构光技术,通过将结构光投射到接触轨表面,得到结构光光条图像,提取光条中心线并与另一台相机的光条图像中心线匹配,得到光条中心在实际空间位置的信息,最后在中心线中提取测量位置特征点,以特征点坐标信...     

基于多线结构光视觉的钢轨波磨动态测量方法

高精度的钢轨波磨动态检测技术对于保证铁路运输安全和轨道维护至关重要。针对测量中车体振动引起的现有波磨检测方法精度较低的问题,提出一种基于多线结构光视觉的钢轨波磨测量方法。首先,利用多个测量轮廓的轨颚点连线平行于轨道纵向的特点来构建垂直于轨道纵向的辅助平面,将测量轮廓投影到该辅助面上进行失真校准;然后,通过分层的轮廓配准与参考轮廓逐步准确对齐;最后,利用轨腰圆弧圆心距波磨测点沿轨距方向的距离为固定值的特点来精确定位该测点,并将两者垂直方向上的距离作为该断面的波磨值。实验结果表明,方法能有效抑制车体振动对测量数据的影响,为多线结构光技术在钢轨波磨高精度动态检测中的应用提供了新的思路和技术参考。     

基于机器视觉的黑晶面板几何参数测量方法

针对黑晶面板几何参数人工测量效率低、测量误差大等问题,提出了一种基于机器视觉的黑晶面板几何参数测量方法。首先用工业相机对不同尺寸的黑晶面板进行图像采集,然后通过图像预处理、霍夫直线检测及参数校准等步骤对采集到的黑晶面板图像进行处理。最后根据处理结果进行计算出黑晶面板几何参数。在线测量实验表明:在现有相机摆放方式情形下,测量设备可以快速准确计算出200 mm×200 mm至400 mm×600 mm范围内黑晶面板的各个几何参数,其中边长测量精度可达到0.1 mm,两对角线之差精度可达0.3 mm。测量设备能实现对产品100%测量,并在检测精度上满足工厂测量要求。     

基于面结构光投影法的刀具几何参数测量研究

先进制造技术中高效切削刀具的几何形状与几何参数是否合理直接影响刀具的使用寿命以及产品的加工质量,针对这个问题,采用面结构光投影法对高效切削刀具的几何参数进行非接触式测量,此方法不仅能够准确重建出用于其几何参数测量的刀具三维模型,还能够直观反映刀具表面有无缺陷。主要对面结构光投影法基本思想、测量系统数学模型和点云旋转拼接进行了研究,并给出了刀具转台坐标系和CCD摄像机成像坐标系之间的变换关系,并对直柄麻花钻进行测量实验,实际结果测量结果的比较表明面结构光投影法可有效对刀具进行测量,且测量精度较高。     

线结构光扫描测头结构参数优化设计

线结构光扫描测头在逆向工程中应用广泛,其测量精度对3D重建可靠性有重要影响。本文建立了基于光学三角法的线结构光扫描测头数学模型,由坐标转换和透视成像原理实现二维像素坐标与三维世界坐标间转换。分析了线结构光扫描测头结构参数对测量精度的影响,推导出测量误差模型。分析了漫反射光强度变化对结构参数的影响,结合实际设计需要给出边界约束条件,并仿真实现结构参数优化设计,误差低于0.02mm。     

喷涂产品几何参数高精度测量方法

针对喷涂产品粒子表面特征提出了一种基于三坐标的小平面测量方法,通过在一个小平面内构造若干测量点的方式,有效避免了测量点特殊性引起的粗大误差,从而提高了用三坐标测量喷涂产品几何参数的精度。该方法与原手工检验方法相比,测量结果不受人为经验因素影响,测量结果更加稳定可靠,且测量效率大大提高,已推广应用于喷涂产品生产现场。     

冶金圆锯片几何参数的常用测量方法

冶金圆锯片是一种在机械、冶金等行业中广泛使用的切割金属的刀具,其几何参数对刀具的性能有着重大影响。在论述了冶金圆锯片主要几何参数的基础上,介绍了轮廓影像测量法、三维坐标测量法、视觉测量法等几种冶金圆锯片几何参数的常用测量方法,重点介绍了视觉测量法的组成、相关技术及其测量锯片几何参数的方法原理。     

基于平行四边形机构的车轮几何参数自动测量方法的研究

提出了一种新的车轮几何参数的自动测量原理。利用平行四边形机构的平动特性,在测量框架上部安装多套平行四边形机构和相对应的激光位移传感器,实现车轮在车间内行走时,对其踏面任意点直径、轮缘厚度、踏面磨耗及擦伤、轮辋宽等几何参数的自动测量。采用通过式测量方式,改变了已有旋转测量方式需要测量平台和轮对支撑与旋转机构的局面。介绍了主要参数的测量原理和测量系统误差的自动修正方法,给出了测量系统现场试验结果。     

基于多目视觉的弯管空间参数测量方法

针对大尺寸复杂弯管空间参数的测量精度难以保障、测量效率低的问题,提出一种基于多目视觉的非接触式弯管空间参数测量方法.该方法根据多目视觉原理,利用基于中心轴线的匹配方法,从不同视点获取弯管空间轴线的三维坐标,并利用边缘线计算弯管外径,最后利用三维建模技术重建被测弯管的三维模型.设计并建立了一个八目相机的弯管空间参数测量系统,测量实验证明该方法和测量系统可以实现弯管空间参数的快速测量,测量时间可控制在1 min内,两端面中心点测量误差为0.25 mm,外径测量误差为0.0721 mm,弯曲角度测量误差为0.278°.     

基于机器视觉的小模数齿轮几何参数测量方法研究

研究了一种基于机器视觉的小模数齿轮几何参数测量方法,设计了一套远心视觉测量系统,通过远心视觉单元获取齿轮图像,并对图像进行灰度化、边缘检测、圆拟合等操作,通过计算得到齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚和齿槽间隙等几何参数,并与万能工具显微镜的测量值进行了对比.实验结果表明:所设计测量系统的测量精度高于0.005 mm,...     

基于结构光技术的高光表面三维测量方法

分析了结构光技术对高光表面无法完整测量的原因,提出一种双目多次曝光测量和投影仪-摄像机单目测量相结合的三维测量方法。双目结构光系统中的两个相机采用不同的曝光时间采集一系列光栅条纹,并从每次曝光中选择高质量像素解相。将每次曝光的选择结果拼合成一张完整的相位图,并通过三角原理法计算三维坐标。双目结构只对左右相机可视区域测量,投影仪-摄像机单目测量避免了由于某个单摄像机视线存在高光或遮挡等原因引起的三维测量数据缺失问题,有效提高了测量结果的完整性。实验表明,上述方法测量高光表面具有良好的效果,系统测量精度可达0.06mm。