基于区域法的表面形貌滤波

表面形貌的区域法评定与其二维轮廓评定相比,更能体现表面的真实情况。表面形貌的区域法滤波是对其进行区域法评定的基础。文中对最小二乘平面滤波、多项式曲面拟合滤波和三维高斯滤波3种典型的区域法表面滤波技术进行了算法实现,实测结果表明了所开发算法的准确性。     

高斯滤波在三维表面评定中的应用

表面粗糙度是影响物质表面技术性能的重要物理特征之一,随着现在工程表面要求的不断提高,二维评定已不能满足要求.高斯滤波为当今用滤波技术中的主要方法.本文分析了高斯滤波法在评定三维表面信息时的数学模型并给出高斯滤波本身的不足.为克服其缺点,本文引入了稳健高斯滤波原理并给出算法,最终通过实验证明了其有效性.     

基于新一代GPS的多尺度形态学滤波技术研究

基于新一代GPS的多尺度形态学滤波技术,采用一个结构元素尺度系列,对输入信号进行形态学滤波,将其在各个尺度值上进行分解.达到滤波效果的同时,能够清晰的表达出不同尺度段的信息细节.实验结果表明,此滤波方法与传统的高斯滤波相比,不仅速度快,而且无边界效应,滤波效果较好.     

形态滤波在中厚板表面裂纹在线检测中的应用

用面阵CCD摄像机采集中厚板表面图像，对采集到的图像进行形态滤波的Top-Hat变换，并结合阈值处理及连通区域搜索等算法，可以在线检测中厚板的各种表面裂纹缺陷，包括横向裂纹、纵向裂纹、星状裂纹等。根据从生产线上采集到的图像分析了中厚板裂纹缺陷的典型特征，并对形态滤波中的结构元素选取进行了研究。该算法已用在中厚板生产线的表面缺陷在线检测系统中。     

一般样条滤波器及其在表面计量中的应用

提出了样条滤波器的一般化表达式,由该表达式可以构造线性样条滤波器、稳健样条滤波和一般样条滤波器。一般样条滤波器保留了部分线性样条滤波器的特性,又具有稳健性。采用Tucky估计,分别采用一般样条滤波器、线性样条滤波器与稳健样条滤波器在表面计量中进行了对比实验,实验结果表明:当表面存在明显的深谷和尖峰时,采用稳健样条滤波器更为合适;当表面近似服从正态分布时,三种滤波器得到的表面粗糙度参数比较接近。     

小波滤波及奇异性分析在三维表面形貌评定中的应用

在机械加工领域,表面信息对于表面加工的指导作用至关重要。相对于表面二维信息,三维表面结构信息更能充分反映加工表面的实际特征,是热点研究问题。由于测量仪器的机械传动系统和测量环境等震动因素的存在,接触式测量方法得到的表面信号往往包含震动带入的误差信号,而这些信号存在其自身特点——奇异性特征。目前,小波变换是用于信号处理的有效工具。为透彻分析表面信号并剔除震动误差信号,本文介绍了通过小波变换对奇异信号进行检测的原理,并且给出了具体算法。在实验中利用该方法对表面测量信号进行预处理,并用小波滤波将表面结构分解得到粗糙度尺度轮廓,对其三维典型参数进行了计算,并与高斯滤波得到的粗糙度评定参数进行了比对。计算和比对表明小波奇异性分析是有效的,可得到更加合理的评定结果。     

双树复小波稳健滤波在工程表面粗糙度评定中的应用

讨论了现有工程表面粗糙度评定基准滤波方法的优缺点。提出双树复小波变换(DT-CWT)具有近似的平移不变性和改进方向选择性等优点适合用于三维表面基准滤波,但其滤波过于理想化易导致滤波基准在野点处畸变。为此,进一步提出将空域双边滤波思想引入DT-CWT来增强双树复小波变换在提取基准面野点处的稳健性。通过低频重构得到基准信号,并对每层重构系数进行双边滤波,最终增强DT-CWT滤波基准的稳健性。仿真结果显示:改进的DT-CWT能很好地抑制异常值干扰引起的滤波基准在野点处产生的畸变,其得到的基准面的精度误差为0.183 2×10-10 m,重构误差为0.016 1×10-10 m,低于传统方法所得。对实测数据进行处理结果表明,双树复小波稳健滤波能很好地克服边界效应并抑制工程表面上深沟对滤波结果的影响。提出的方法为工程表面粗糙度评定提供了一种新方法。     

空域相关滤波在下肢表面肌电信号中的应用

针对消噪过程中信号细节难以保留的问题,采用了一种基于小波变换的空域相关消噪方法。通过运用信号小波分解后与噪声的小波系数随尺度变化规律不同的特性,实现了信号与噪声的分离,同时给出了表面肌电信号噪声能量阈值的估计算法。实验结果表明,该消噪处理方法不仅能有效地去除肌电信号中的噪声,而且可以较好地保留肌电信号的边缘特征,为下肢表面肌电信号特征的提取创造了良好的条件。     

触针式表面结构区域法软件系统的开发

在分析触针式表面结构区域法测量系统的基础上,介绍了其软件系统的功能设计、软件构架及软件实现等。并根据ISO/TC25178-7软件测量标准,通过与NIST-Internet based Surface Metrology Algorithm Testing System调用同一组SDF格式数据进行对比,验证了本软件的准确性。     

稳健样条滤波快速算法及其在磨损表面的应用研究

基于国际标准ISO/TS 16610-22中提出的样条滤波理论,针对磨损表面形貌数据量庞大导致滤波方程求解时间长的问题,提出了一种基于追赶法的样条滤波快速算法.通过对磨损表面的仿真和实验测量数据的滤波进行计算,结果表明:该算法计算效率高、占用内存少;将该算法应用于基于M估计的稳健样条滤波求解中,既能有效避免因磨损表面畸...     

新一代产品几何技术规范(GPS)体系中不确定度理论及应用技术的研究

不确定度理论及应用技术是新一代GPS标准体系中的关键技术之一。新一代GPS利用不确定度的量化统计特性和经济杠杆调节作用,实现产品设计、制造和检测/认证全过程资源配置的优化。     

基于新一代GPS圆柱规范模型设计理论的研究

规范模型是新一代GPS标准体系的关键技术之一。通过对规范模型的操作,可以规范零件几何要素的几个特征变动范围,从而使得零件的设计与功能相一致,也为零件设计与检验统一提供科学依据。基于新一代GPS标准体系,针对轴类零件加工产生的四类截面误差,通过运用勒让德和傅里叶多项式表示其规范模型。研究成果对设计轴类零件的规范模型具有实际的参考意义。     

一种基于GPS的广域电网运行状态监测装置

在分析总结目前见诸报导的、有关电网运行相量以及电能质量监测装置的研制成果的基础上,提出了一种基于GPS的统一电网运行状态监测装置.从电力系统发展及其对自动监控设备的需求角度出发,指出研制统一的广域电网运行状态监测装置的必要性,分析了统一广域电网运行状态监测装置的功能、特点,对基于GPS的广域电网运行状态监测装置进行了模块化的结构设计.     

新一代GPS的提取方案及其应用研究

提取方案是提取操作的关键内容之一.通过分析提取方案本身特点及其与产品结构特征和形位精度之间的内在规律,给出面向产品形位精度数字化设计与计量的提取方案应用方法.并以圆柱度误差为例,说明该方法的应用规律及其工程实践意义.     

GPS卫星对时系统在风机控制系统中的应用

介绍了GPS(Global Positioning System)的对时原理、方式和技术要求,详细分析了在机组控制系统的特定环境下,GPS系统的应用特点和实现方式,并对如何解决实际问题展开了讨论。     

基于新一代GPS的表面粗糙度Ry评定研究

目前的表面粗糙度Ry(轮廓最大高度)往往只给出检验结果,而没有考虑检验结果的不确定因素.为了保证Ry测量结果的完整性和有效性,根据新一代GPS原理,提出了一种表面粗糙度Ky测量不确定度的计算方法.该方法依据表面粗糙度最小二乘检验的基本原理计算检验结果,并根据ISO/TS 14253-2给出的不确定度传递公式计算检验结果的不确定度.实验结果表明,Ry的测量结果及其不确定度可以依据ISO14253-1给出的判定原则定量地判定产品是否合格,从而减少产品的误收和误废.     

Maximum correntropy square-root cubature Kalman filter with application to SINS/GPS integrated systems

For a nonlinear system, the cubature Kalman filter (CKF) and its square-root version are useful methods to solve the state estimation problems, and both can obtain good performance in Gaussian noises. However, their performances often degrade significantly in the face of non-Gaussian noises, particularly when the measurements are contaminated by some heavy-tailed impulsive noises. By utilizing the maximum correntropy criterion (MCC) to improve the robust performance instead of traditional minimum mean square error (MMSE) criterion, a new square-root nonlinear filter is proposed in this study, named as the maximum correntropy square-root cubature Kalman filter (MCSCKF). The new filter not only retains the advantage of square-root cubature Kalman filter (SCKF), but also exhibits robust performance against heavy-tailed non-Gaussian noises. A judgment condition that avoids numerical problem is also given. The results of two illustrative examples, especially the SINS/GPS integrated systems, demonstrate the desirable performance of the proposed filter.     

Novel hybrid of strong tracking Kalman filter and wavelet neural network for GPS/INS during GPS outages

Aiming to improve positioning precision of the GPS/INS integrated navigation system during GPS outages, a novel model combined with strong tracking Kalman filter (STKF) and wavelet neural network (WNN) algorithms for INS errors compensation is proposed and tested. STKF is used to estimate INS errors as a replacement of Kalman filter (KF), and WNN is applied to establish a highly accurate model based on STKF when GPS works well and to predict INS errors during GPS outages. Performance of the proposed model has been experimentally verified using GPS and INS data collected in a land vehicle navigation test. The comparison results indicate that the proposed model combined with STKF/WNN algorithms can effectively provide high accurate corrections to the standalone INS during GPS outages.     

国产GPS探空系统的业务化运用

采用GPS技术实现高空气象探测是国际上气象探空系统发展的重要趋势,而我国高空气象探测系统还比较落后。在我国探空系统中采用GPS技术,使之与国际探空技术同步发展势在必行。本文阐述了国产GPS探空系统的基本工作原理,并对其业务化工作流程进行了探索,指出了在业务运用中的不足之处,旨在促进国产GPS探空系统业务化的运用。     

椭圆拟合算法在表面形貌测量中的应用

本文研究了椭圆曲线拟合的各种方法.从拟合质量、计算复杂度等方面,对每种拟合方法进行了分析和对比,并且分别对基于像散法的光探针式表面形貌测量系统图像中的椭圆进行曲线拟合,从中确定出最适合的拟合方法-加权新度量法.实验与仿真结果表明,用该拟合方法确定椭圆参数是可行的,逼近效果较好且具有较强的抗噪性.