非接触式扫描反射镜转角测量系统

为了提高扫描反射镜转角检测系统的测角范围,建立了基于一字线激光器和线阵CCD的高精度非接触式扫描镜角度检测系统。介绍了检测系统的结构和工作原理,该系统根据激光光斑在CCD上的位置计算扫描反射镜的转角,并利用特殊设计的阵列反射镜增大测角范围。为了降低对加工及装调精度的要求,对系统进行了误差分析,给出了采用多项式拟合法进行角度测量的理论依据。讨论了影响系统检测精度的一系列误差源,计算了系统测量的总误差。最后进行了相关的测量实验。实验结果表明：系统的检测系统分辨率为2.5",测角范围为11°,测角精度可达3",可以满足扫描反射镜对角度测量系统提出的高精度、非接触、大测角范围的要求。     

光电经纬仪CCD曝光中心测量系统的设计

根据高精度靶场测角要求,设计了一套以IRIG-B码终端为时间基准,基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的CCD曝光中心测量系统.首先给出了CCD曝光中心的测量原理及硬件组成,利用共源的两台IRIG-B码终端控制发光二极管和CCD探测器,通过调整B码终端输出信号时延控制发光二极管,得到了1 Hz脉冲前后沿和曝光脉冲前后沿对齐的2个关键时刻.针对人工图像判读精度低的问题,提出了利用图像重心的提取算法和改进的Krisch边缘算法,自动计算得到CCD曝光中心,其精度优于17 μs.在外场对多套光电经纬仪CCD曝光中心进行了测量,并将测量结果应用到外场校飞数据处理中,结果表明,在飞机过航捷时光电经纬仪的测角误差平均减少了55％.该系统稳定、可靠,在靶场测量中有着广泛的应用前景.     

平行光线对双目视觉测量系统的影响研究

通过分析不同强弱平行光线，对系统测量数据的两阶段两步法CCD摄像机标定和扫描影响，寻找出一段范围的平行光线，进行CCD摄像机参数标定和被测物体的扫描测量。试验证明，使用验证范围内平行光线进行测量，可以提高该系统测量的精度。     

基于多点合作目标的多线阵CCD空间物体姿态测量

为了精确测量悬浮试验场内姿态快速变换的空间物体的姿态角参数,提出了一种采用3个线阵CCD相机同时测量多个点合作目标的姿态测量方法,以解决传统的线阵CCD姿态测量系统中相机位置间的约束条件过多造成的非线性系统误差及校准参数多的问题.该方法采用柱面透镜和线阵CCD组成的3个一维相机,对被测物体上的多个点合作目标同时进行测量;并针对测量原理对姿态角限制的问题,采用模拟计算的方法进行姿态角测量范围的计算.由神经网络校准线阵CCD相机,直接给出点合作目标的空间三维坐标,并通过建立基于Rodrigues参数姿态解算模型求解被测物体的姿态角.实验结果表明,本文方法得到的空间点位置测量精度及空间姿态解算精度高于原线阵CCD姿态测量方法,验证了该姿态测量方法进行姿态测量的可行性和有效性.     

螺纹参数CCD视觉检测系统的研究

基于面阵CCD视觉检测技术,设计并实现了一种螺纹参数非接触式自动检测系统,可实时准确地测量螺纹的牙型角、螺距、导程、螺纹升角、螺纹高度、大径、中径、小径等参数。并着重研究了螺纹图像预处理、边缘检测、亚像素定位等关键技术,以提高螺纹参数的测量精度。实验结果表明,该检测系统可以完成各项螺纹参数测量,相对测量精度优于1·3%。     

基于改进的BP神经网络的参数在线测量方法

针对传统的智能制造物联网系统中存在的部分参数测量时间较长,异常反馈不及时的问题,对原有BP神经网络进行改进,提出一种基于改进的BP神经网络的参数在线测量方法,完成实际测量过程中的参数预测。通过水分在线测量预测实验结果证明,基于BP神经网络的参数测量方法,在测量精度满足要求的情况下,可以很大程度上缩短参数测量时间,对系统参数的在线测量提供一种新思路。     

图像技术在微小零件几何尺寸测量中的应用

介绍了一种基于CCD图像的微小零件几何尺寸测量系统;给出了利用数字图像处理技术进行几何尺寸非接触测量的方法,主要包括图像的采集、预处理、二值化、边缘检测及轮廓提取等,从而得到被测物体参数的精确结果,并对测量精度进行了分析。通过实例证明了该方法的可行性和正确性。     

基于面阵CCD的振动非接触测量

介绍了基于面阵CCD的振动非接触测量系统的原理和结构。对系统参数的确定方法和系统所采集的序列运动图像的处理方法进行了分析。并通过实验验证了系统的可靠性     

基于IMAQ Vision的小模数直齿圆柱齿轮测量方法研究

本文以机器视觉技术为基础,研究了基于IMAQ Vision的渐开线小模数直齿圆柱齿轮的测量技术,介绍了对渐开线小模数直齿圆柱齿轮进行非接触测量的方法,通过利用IMAQ Vision软件进行图像采集、预处理、边缘检测、边缘拟合、系统标定等,得到被测齿轮参数的精确结果,研究了图像法齿轮几何量参数的测量方法,并对测量精度进行了分析.使用分辨率为768×576像素的CCD摄像头以及图像采集卡PCI-1409对分度圆直径为6.4 mm的直齿圆柱齿轮进行了测量实验,并与万工显测量值进行了比对,测量精度达到±2 μm,从而证明了该方法的可行性.     

利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸

研究了采用数字图像处理技术实现对直齿圆柱齿轮几何尺寸的非接触式测量.首先对CCD摄像机拍摄的图像进行畸变校正与滤波去噪,然后对图像进行阈值分割,采用基于数学形态法的四邻域腐蚀来获得单像素宽的图像边缘.针对齿轮的边缘轮廓形状特征,运用重心法、最小二乘拟合、Bresenham画圆法和Hough变换等原理,建立了测量齿轮齿数、模数、中心孔半径、齿顶圆半径、齿根圆半径和变位系数等齿轮几何尺寸参数的测量算法.使用1280×1024的CCD摄像机及黑白采集卡对分度圆直径为50mm的直齿圆柱齿轮进行测量实验,与人工测量值对比,绝对误差小于一个像素,在各测量参数中,最大尺寸的齿顶圆半径绝对误差值为13μm.研究结果表明:因为CCD摄像设备的分辨率越高、被测物体的尺寸越小,则测量精度越高,且为线性关系,所以,使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小直齿圆柱齿轮几何尺寸参数的测量.如使用1280×1024像素以上的CCD摄像设备测量分度圆直径5mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可在2μm以下.     

直齿圆柱渐开线齿轮影像测量的图像处理技术

介绍了利用数字图像处理技术实现直齿圆柱渐开线齿轮影像测量的方法和步骤。首先,通过影像仪的CCD传感器采集齿轮图像;然后,滤除图像中的噪声信号,利用Zernike矩提取齿轮边缘,对边缘图像齿廓上的点采样,并通过渐开线拟合确定齿轮的基圆半径;最后,得出齿轮的其他几何参数。测量实例表明,该测量系统的测量精度和检测速度可以满足生产要求。     

面阵CCD在二维直读式数字自准直仪中的应用研究

研究了采用面阵CCD作为成像传感器的二维直读式数字自准直仪的系统原理并探讨了它的可行性,设计了采用微机控制高速数据采集和处理的硬件、软件。系统通过仿真实现了窗口图像的正确存储并运用CCD细分方法完成以亚像元精度定位光点中心,最后给出了实验结果。     

面阵CCD在大尺寸形位误差测量中的应用

本文介绍了在半导体激光光纤和位相结合的准直情况下,利用面阵ＣＣＤ探测器测量大尺寸形位误差的原理,并针对二维位相板衍射图像的特点,提出了一种处理此类衍射图样的图像处理新方法－正交投影法,消除了ＣＣＤ表面保护玻璃形式的干涉条纹的影响,对空气扰动也起到了很好的抑制作用,并且使二维图像处理变形为一维计算,大大提高了计算速度。此面阵ＣＣＤ测量系统与双频激光干涉仪测量直线度误差的比对实验结果表明,二者的测量结     

基于CCD的机械零件尺寸测量研究

提出了以CCD作为传感器,运用图像处理的方法,对机械零件二维尺寸实现非接触测量。从测量系统的构成与原理、图像处理与分析方面进行阐述。采取合理的算法,从实验中证明检测精度是令人满意的。     

同心圆光栅二自由度误差测量系统

提出了一种基于同心圆光栅莫尔条纹图象处理的超精密二自由度误差测量(TDFM)方法,介绍了该测量方法的基本原理,包括同心圆光栅莫尔条纹产生机理、三光栅光学系统原理、影像光学原理以及CCD莫尔条纹图象处理的方法.通过实验对实际测量系统进行了分析与标定,并将测量结果与双频激光干涉仪进行了比较.结果表明该测量方法可实现超精密二自由度的误差在线测量及补偿,测量精度优于0.1μm.     

主轴回转运动精度的计算机视觉测量系统

基于计算机视觉测量技术,建立了机床主轴回转运动精度测量系统。系统主要由CCD 摄像机、计算机和相应的图像处理软件组成。利用图像传感器记录靶标特征点运动轨迹,经过图像处理软件的数据处理,可直接测得主轴的回转运动。由于靶标特征点的提取直接影响系统的测量精度,因此提出了以圆形标记作为靶标图案,采用面积矩方法提取圆心来提高系统测量精度。在MATLAB 环境下编程实现图像处理和数据计算,采用最小区域圆法计算主轴回转误差。最后采用该系统对车床主轴进行了测量,试验证明,系统可以实现主轴回转运动精度的精确、快速测量,且精度达到微米级。     

DSP技术在线阵CCD测量系统中的应用

本文介绍数字信号处理器DSP在线阵CCD信号实时采集与处理系统中的应用。测量系统采用CCD传感器光采样与ADC数据采集、DSP数据处理三级流水线结构。结合AD采样技术， 充分发挥DSP处理器片内存储器容量大，快速灵活运算能力的特点，使用DSP片内双数据缓冲区交替对CCD进行信号采集和数据处理；在进行数据处理过程中，DSP以中断方式读取AD采样结果。文章还介绍了DSP的线阵CCD系统在LAMOST光纤定位单元定位精度检测装置中的应用。     

基于CCD图像处理技术实现的表面应变实时测量系统

基于CCD图像处理技术实现的表面应变实时测量系统,由CCD数字摄像机完成对测量试件变形的动态采集,并利用视频采集卡及相关软件实现对图像信号的处理,最后实现对实验构件应变的实时测量,并注重于提高计算时间和计算精度,减少外界环境对实验结果的影响。     

基于DSP的查片仪光学特性信号产生及处理

提出了一种新的基于DSP的眼镜镜片测量仪器的设计方法。该方法采用高分辨率线阵CCD获取光路信号,通过数字信号处理系统(DSP)进行信号采集、分析、计算并驱动步进电机进行对焦,从而得出镜片的各项光学参数。     

基于激光三角法原理的轮对几何参数自动检测系统

介绍了一种基于激光三角法原理的轮对几何参数在线自动检测系统。运用CCD摄像机、线激光光源、数字图像采集与处理技术,研制出了一种列车轮对外形几何尺寸高速在线检测系统。经过在上海轨道交通1号线上的实际运用,验证了本系统的可行性与可靠性,实现了对列车轮对直径、轮缘高度、宽度、轮缘角等重要几何参数的测量。