基于误差修正模型的机翼风洞试验弯扭变形测量方法

风洞试验中,机翼在高速气流下产生弯曲、扭转变形,本文提出一种基于误差修正模型的机翼弯扭变形测量方法。 首 先,利用基于摄影测量的相机标定方法求得相机畸变参数,采用数字图像相关法定位与追踪荧光点的无畸变像素坐标。 然后根 据摄影测量技术建立气流坐标轴系标定板,并利用气流坐标轴系标定板标定相机外参及求取机翼上荧光标记点的 Y 坐标。 最 后,根据标记点已知的 Y 轴向约束,建立单双目测量系统各自的三维重建模型及弯扭变形的误差修正模型,并以模型迎角为 0° 水平时为基准状态计算吹风状态下机翼弯扭变形。 经试验验证,本文提出的机翼扭转变形测量误差小于 0. 01°,机翼弯曲变形 测量误差小于 0. 15 mm/ m。 该方法可为飞行器设计提供可靠及鲁棒的实验数据。     

齿轮在弯扭变形下的轴向偏载

文献[1]从轴的扭转变形出发，导出了直齿轮沿接触线分布载荷所满足的二阶微分方程。本文仿照文献[1]的推导，导出同时考虑弯扭变形齿面分布载荷所满足的四阶微分方程及解。     

少齿数齿轮的弯扭变形计算

齿数少于7的齿轮轴刚度较差,设计和传动中需要考虑其较大的弯曲和扭转变形。为获取少齿数齿轮轴弯扭变形的计算方法,建立了具有切向和径向变位的小齿轮的端面齿廓模型,得到了齿轮轴弯扭变形当量直径的计算公式。考虑到大螺旋角对齿轮轴弯扭变形的影响,借助有限元计算分析,分别得到了螺旋角对齿轮轴的弯曲和扭转扭变形影响系数。以齿轮轴当量直径、螺旋角影响系数为主要参数,实现了一定精度的少齿数齿轮轴弯扭变形的简化计算。     

某风洞动力轴系弯扭耦合的弯振特性研究

风洞动力轴系的运行品质对风洞的效率和性能有决定性的影响,随着轴系在役运行时间的增加,转动部分多数会有质量偏心现象出现,这使得轴系的扭转振动与弯曲振动的耦合作用明显增强.以某风洞动力轴系为研究对象,在已有耦合振动方程基础上,采用有限差分、New mark积分法求得动力响应,并将其模化为多支承分布质量模型,分析它在简谐衰减、非同期并列两种典型工况激励下的弯振特性.分析结果为研究某风洞动力轴系耦合振动中弯振特性的定量、定性分析提供了依据.     

基于曲率优化的杆件弯扭变形精度提升方法

航空航天器结构在长期服役过程中,受到各种因素影响,存在各种飞行安全问题.针对连杆结构服役过程中存在的扭转弯曲工况,提出一种曲率信息计算优化方法,借助光纤Bragg传感器反演结构扭转弯曲变形.此方法能够减小杆件弯扭变形过程中因光栅栅区尺寸因素导致的数据测量误差,进而提升变形反演精度提升.ANSYS Workbench有限...     

面向叶片弯扭变形分析的测量采样方法

针对叶片弯扭变形分析的问题,对等参数、等弧长及等弦高测量采样方法进行了研究.采用以上三种测量采样方法对叶片CAD截面线进行离散,对得到的离散点集进行平移、旋转及加噪处理,作为叶片弯扭变形的截面测量数据;通过采用奇异值分解和最近点迭代相结合的算法,将叶片截面测量数据与计算机辅助设计模型的截面轮廓线进行配准,计算出测量截面线相对于CAD模型截面线的扭转角度和平移量,并得出不同测量采样方法对应的叶片弯扭变形分析的精度.通过基于仿真数据和实测数据的叶片截面模型配准实验及对比分析,总结出一些可用于指导叶片弯扭变形分析的测量采样策略.     

基于主动轮廓模型的复杂陶芯弯扭变形分析

为分析复杂陶芯在制造过程中产生的弯曲和扭转变形,提出了一种基于改进的主动轮廓模型--Snake模型的弯扭变形分析方法.通过改进的Snake模型提取陶芯测量模型与计算机辅助设计模型的截面轮廓线;由奇异值分解和最近点迭代相结合的算法实现两模型截面轮廓线的配准,计算出测量模型截面线相对于计算机辅助设计模型截面线的扭转角度和平移量,通过对多组截面线进行计算分析,最终得出陶芯的弯扭变形情况.实验结果表明,该方法能获得复杂陶芯模型的高精度截面轮廓线和其弯扭变形情况,具有一定的实用性.     

一种新型的双目立体视觉测量方法的研究

提出了一种双目立体视觉测量方法,该方法将光条投射到被测物体表面,简化了匹配过程,提高了匹配速度和精度。同时,测量系统加入了平移和回转平台,实现对被测物体的回转扫描,解决双目立体视觉技术的遮挡问题。最后进行了测量实验,验证了本文提出的测量方法的正确性和有效性。     

齿式联接不对中转子的弯扭耦合振动特性分析

以齿式联轴器的不对中故障为研究对象,推导不对中激励力表达式,并从动力学的角度,建立不对中弯扭耦合振动微分方程。基于该微分方程,文中先从理论分析角度,定性分析弯振对扭振的影响和扭振对弯振的影响,接着从变转速过程、质量偏心、不对中量以及阻尼系数对弯扭耦合特性影响几方面进行数值仿真分析。计算表明,弯振与扭振是相互耦合的,质量偏心是耦合的前提。弯振频率包含工频和二倍频成分等,不对中越严重,二倍频所占比例越大,其轴心轨迹为双环椭圆。弯扭耦合将激发各阶谐波扭振,包括工频、二倍频和三倍频,其中工频扭振占主导地位。     

空间点的立体视觉传感器标定方法

给出了一种基于随机空间点的立体视觉传感器高精度标定方法.该方法无需求解单个摄像机的内外参数,而是将立体视觉传感器透视变换矩阵中的元素作为未知量,当已知一组由高精度三坐标测量机提供的三维空间点坐标及其对应的图像点坐标时,即可利用奇异值分解法求解出各未知量的最小二乘解,从而避免了使用各类标定模板时由于加工和测量误差引入的标定误差.最后用标定过的立体视觉传感器对一组随机空间点进行三维坐标测量,与坐标测量机给出值进行比较表明,在误差最大的X轴方向,测量误差＜0.05 mm,在Y轴和Z轴方向,测量误差＜0.01 mm,证明了该方法的有效性.     

双目视觉中空间圆弧的高精度测量方法

提出一种基于双目视觉的空间圆弧高精度测量方法.首先为提高图像中曲线的中心点位置提取精度使用Steger方法,其次在图像匹配过程中为快速准确获取匹配点对,提出通过计算右图像中极线与直线交点的方法寻找匹配点,其中该直线由距极线最近邻和次近邻且分配在极线两侧的两点确定,最后对三维数据拟合得到空间圆心坐标和圆半径,针对传统方法鲁棒性差的问题,提出基于平面约束的空间圆弧拟合方法.实验结果表明,与传统检测方法相比较,该方法对空间圆弧的高精度测量具有较好的精确性和鲁棒性.     

Study on clear stereo image pair acquisition method for small objects with big vertical size in SLM vision system

Microscopic vision system with stereo light microscope (SLM) has been applied to surface profile measurement. If the vertical size of a small object exceeds the range of depth, its images will contain clear and fuzzy image regions. Hence, in order to obtain clear stereo images, we propose a microscopic sequence image fusion method which is suitable for SLM vision system. First, a solution to capture and align image sequence is designed, which outputs an aligning stereo images. Second, we decompose stereo image sequence by wavelet analysis theory, and obtain a series of high and low frequency coefficients with different resolutions. Then fused stereo images are output based on the high and low frequency coefficient fusion rules proposed in this article. The results show that Δw₁(Δw₂) and ΔZ of stereo images in a sequence have linear relationship. Hence, a procedure for image alignment is necessary before image fusion. In contrast with other image fusion methods, our method can output clear fused stereo images with better performance, which is suitable for SLM vision system, and very helpful for avoiding image fuzzy caused by big vertical size of small objects. Microsc. Res. Tech. 79:408–421, 2016. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.     

基于虚拟立体视觉的气液两相流三维测量系统的标定

研究了基于虚拟立体视觉的气液两相流三维测量系统的标定技术。首先,基于单台高速摄像机和两组反射镜组构建虚拟立体视觉测量系统,建立高速摄像机透视投影变换模型以及虚拟立体视觉三维测量模型,对虚拟立体视觉系统中摄像机及虚拟立体视觉传感器进行标定。用靶标基准球模拟气泡在水中的分布,以其空间距离作为测量评价指标,比较了不同标定方法对三维重建精度的影响。实验结果表明,将标定参照物置于水箱内,并且分别对左、右虚拟摄像机及传感器进行标定,三维重建精度最高,测量空间距离绝对误差优于0.13 mm,相对误差优于0.49%。实验认为,对基于虚拟立体视觉的气液两相流三维测量系统进行标定时,必须充分考虑折光分光光路以及管壁折射对三维重建所带来的影响。     

双目立体视觉检测系统正向最优化设计方法研究

立体视觉技术在工业检测中的应用越来越广泛,如何提高检测精度、降低系统构建难度至关重要。本文提出了一种视觉检测系统正向设计最优化方法,以系统的检测精度为目标函数,以可选器件、工作环境、被检工件为约束条件,以光学参数和系统参数为决策变量,将系统设计问题转化为多目标不等式约束的非线性最优化模型,通过Kuhn-Tucker约束条件极值点的求解,获得最优的系统设计参数。本方法为立体视觉检测系统的设计提供了理论参考,可避免传统逆向设计方法中依赖主观经验而无法确认结果的最优性,以及大量反复试验而造成设计成本浪费等问题,实验验证了方法的可行性。     

基于主动式全景视觉的管道内部缺陷检测方法

针对管道内表面检测空间受限的约束以及同时需要检测管道内壁功能性缺陷和结构性缺陷等需求,基于主动式全景视觉检测原理提出了一种既能视觉检测管道横截面几何尺寸又能获取和分析管道内壁表面缺陷的管道内部全方位视觉检测方法。利用携带有主动式全景视觉传感器的爬行机器人进入管道内部,分别实时获取内壁全景图像及激光横断面扫描全景图像。本文重点介绍基于管道内壁全景图像的缺陷检测方法,对管道内壁全景图像进行展开、预处理并提取管道病害区域的几何特征,最后判定缺陷类别及危害程度。经本文方法获取的缺陷几何特征实验数据验证,管道内表面存在的较为普遍的裂缝、腐蚀缺陷几何特征差异明显：腐蚀缺陷的圆形度较大,而裂缝缺陷的圆形度趋于0;腐蚀缺陷的凸度普遍大于裂缝缺陷;裂缝缺陷由于弯曲程度不同其边界离心率变化率大,而腐蚀缺陷的边界离心率趋于1。实验结果表明：该系统能够有效提取疑似缺陷区域并计算各几何特征,可通过合适的阈值判定其所属类别,为管道内表面缺陷检测提供了一种新的手段。     

结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统

三维轮廓检测能力决定了光学自由曲面开发的进度和应用的范围。基于条纹反射法检测原理提出了一种结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统。该系统主要用于光学自由曲面轮廓的检测,以立体视觉测量得到的光学自由曲面轮廓数据作为初值,结合相位测量偏折法测量数据的迭代,得到精度更高的光学自由曲面轮廓测量结果。实验结果表明,该系统可测量直径为300 mm、倾斜角范围为±20°的自由曲面光学元件,系统的复合测量能力强,光学自由曲面的测量不确定度小于±1μm。     

立体视觉和三维激光系统的联合标定方法

双目立体视觉和三维激光扫描是移动机器人环境探测与建模的常见传感测量方法。为实现两个系统的数据融合应用,必须为二者的测量坐标系建立数学关系,即对其进行传感器之间的位姿联合标定。为此提出了一种基于三维特征点距离匹配的联合标定新方法,设计了一种镂空棋盘格作为标定板。使用双目立体相机提取棋盘格角点三维坐标信息,使用激光测距雷达扫描获取镂空区域中心点三维坐标,最终通过最小化两组特征点的理论与实际测量距离的平方差获取两传感器坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。进行的联合标定测量实验结果表明了该方法的准确性和可靠性。