大尺寸筒状设备圆度误差测量系统

为了对大尺寸筒状设备进行圆度误差评定,研制了大尺寸筒状设备圆度误差测量系统。其结合了激光准直、图像处理等多方面技术对大尺寸筒状设备的圆度误差评定进行研究。首先,介绍了系统获取大尺寸筒状设备圆度数据的方式。然后,根据圆度数据的获取方式,提出了基于相邻测点位置关系的最小外接圆过滤算法。最后,验证该算法的过滤效率,并与同类算法在解算时间、解算结果两方面进行比较。实验结果表明:最小外接圆过滤算法解算时间较以往同类算法缩短了30%以上。系统CCD测量杆的测量精度达到0.7 mm。大尺寸筒状设备圆度误差测量系统满足工程需要,可对大尺寸筒状设备进行有效圆度误差评定。     

基于电子散斑干涉技术的圆度误差测量方法

分析现有圆度误差的几种测量方法的优、缺点后,提出一种基于电子散班干涉技术的圆度误差测量与评定的新方法,测量结果表明,新方法简单易行、精确度高,有一定的应用前景。     

基于圆度评定方法的气浮轴系回转误差分析

大型气浮轴系相对于机械轴承具有较高的回转运动精度,主要应用于超精密测量和机械加工设备的回转主轴.以提供高精度的回转运动.大型气浮轴系回转运动精度高,但对回转误差的测量手段和方法较少,针对这一问题,采用基于圆度评定的方法对其分析,可以达到几十纳米的测量精度,满足了气浮轴系的精度要求.并且对偏心e和偏移d等参数对回转精度引起的误差进行了分析,通过数据分析发现:两种参数对气浮轴系回转精度的影响较大,偏移d对偏心e具有放大作用,所以得出:采用基于圆度评定方法的回转误差测量过程中还应该对这两项参数引入的误差进行分离,以保证对回转误差的更高精度的测量.     

基于二分法和三分法的圆度误差评定

本文提出了最小外接圆二分法和最大内接圆三分法的圆度误差评定法,并分别给出了最小外接圆和最大内接圆的评定算法,该算法经过试验验证,可有效地解决最小外接圆和最大内接圆的评定问题。     

基于线性神经网络处理圆度误差

圆度误差是机械零件及其互换性的重要指标,是产品质量的关键,这里提出一种基于线性神经网络计算圆度误差的方法.神经网络是一种非线性动力系统,具有运算和自适应的学习能力.本文首先分析线性神经网络的基本原理和实现方法,然后介绍利用神经网络进行圆度误差计算的详细方法,最后给出实验结果.仿真实验结果表明,本文介绍的方法可以有效、正确地评价圆度误差.该方法克服了利用最小二乘法评价圆度误差的局部收敛问题.     

回转内圆柱面的非拼接干涉测量方法

介绍了一个特殊结构的干涉测试方法和系统，基于Fizeau（菲索）干涉原理，通过一高精度直角圆锥镜来实现圆柱坐标系与直角坐标的转换。该系统可以用来测量360回转圆柱的表面形貌，并且无需图像拼接，可一次性获取整周的面形数据。通过对系统主成分误差的计算分析，及Matlab软件数值仿真，建立了圆柱坐标系下的误差校正矩阵。并针对一环形样品进行实际测量，测试结果经过主成分误差校正后，与Taylor Hobson接触式圆柱度仪的测量结果一致，通过最小二乘圆（LSC）的圆度评定方法计算得到的圆度误差值十分接近。实验结果表明:该测量方法可有效地实现圆柱体整周表面形貌的测量，解决了目前回转光学元件的测量难度大、测试效率低等问题。     

用劳埃德镜干涉原理进行圆度误差测量

提出一种应用线阵CCD自动测量圆度误差的新方法。论述了系统利用劳埃德镜干涉装置，通过线阵CCD图像处理系统自动测量圆度误差的工作原理及过程设计。测量结果表明，新的测量方法实现了圆度误差的实时精确在线测量。该测量系统具有一定的实用价值及较广阔的应用前景。     

基于改进粒子群算法的新一代GPS平面度误差评定

为了在全局范围准确评价平面度误差,根据新一代GPS标准,建立了符合最小区域条件的平面度评定的数学模型.针对平面度误差评定的特点,提出了一种基于遗传交叉因子的改进粒子群优化算法对平面度测量数据进行最小区域评定,给出了该算法的实现方法.实例结果表明,此方法可以在新一代GPS标准下有效、准确地评价平面度误差.     

圆结构光系统深孔圆度测量方法研究

圆结构光系统测量深孔(通孔)圆度时存在激光器、相机和深孔难以保持平行或同轴的问题,导致无法测量准确的圆截面,从而产生系统误差。搭建了基于圆结构光的测量系统,分析了系统误差的产生机理并提出了一种基于圆结构光系统测量圆度的方法,可对系统误差进行一定补偿：首先,获取待测深孔的内表面高分辨率三维点云,拟合点云轴线,通过刚体变换将三维点云变换到深孔轴线与相机光轴平行的位置;然后,选定一个测量截面,搜索该截面上的点和与该截面范围较近的点作为圆度评定点;最后,采用网格搜索算法完成圆度评定。测量实验的结果表明,该方法对于圆度误差的补偿效果良好,其中测量不确定度为4.78μm。     

基于扫描激光差动技术的圆度误差检测

为了提高回转体圆度误差测量精度,基于差动技术,并利用小波变换过滤算法及圆度误差最小二乘法模型,提出一种基于扫描激光差动技术的圆度误差检测系统。采用分光镜分束的方法,形成两束光强调制信号,从原理上消除偏心误差的影响。通过对一标定零件进行圆度误差测量实验,设定不同的实验条件,偏心量分别为2~4 mm,5~7 mm、8~9 mm,所测得圆度误差值相差不超过0.62 μm。表明测量系统可以有效消除偏心误差,完成对回转体零件圆度误差的检测。解决了目前圆度误差检测中回转轴偏心量误差消除难度大、测量效率低等问题,为高精度检测提供了一种新思路。     

图像测量技术在微型齿轮测量中的应用

在分析传统接触式微型齿轮测量技术难点的基础上,提出了一种基于CCD图像的微型齿轮非接触测量的方法,采用A102fCCD数字摄像头作为图像传感器,利用图像测量技术对微型齿轮进行非接触测量.主要步骤包括:图像的采集;采用边缘保持滤波器进行滤波、降噪;采用阈值法将图像二值化,并进行边缘检测形成单像素的轮廓边缘;采用随机Hough变换对齿轮中心孔进行提取;系统的标定以及齿轮有关参数的计算等.并实际测量了微型齿轮的齿形误差和齿距误差,对测量精度进行了分析,通过对比试验证明了本系统提出测量原理是正确的、可行的,所开发的软件能够满足实际生产的需要.     

基于面阵CCD的密度测量系统研制

本文介绍了一种基于面阵CCD传感技术的带倒角柱形特殊工件密度测量系统。传统的接触式测量方法效率低、人为误差大。对此,提出采用基于计算机视觉技术的非接触式测量。在介绍测量原理的基础上,详细介绍了测量软件的图像处理部分,其功能包括图像灰度化、图像分割、轮廓提取、特征点坐标计算等。采用该技术能一次测量芯块的多个参数,实现了芯块密度及几何尺寸的快速准确测量,具有非接触、分辨率高和自动化程度高等优点,是密度测量的一项有效技术。     

基于光纤激光的高精度三维视觉测量技术

随着现代数字制造技术的快速发展,在工业产品测量领域,对微型物体几何尺寸的测量需要满足非接触、高精度、多尺寸等需求,而现有测量技术还不能达到这些要求。为了实现多尺寸、高效、快速、非接触式的精确测量,文中利用光纤耦合激光器光束质量好、线宽超细、精度高、单色性好、体积小以及免调节等优势,研制了基于光纤激光的精密非接触测量系统,提出了一种基于光纤耦合激光的超精密视觉测量方法,主要包含基于光纤线激光的目标成像、激光线滤波与提取、测量模型建立及几何参数标定、数据转换和三维重建测量等关键技术。利用光纤激光器向测量物体表面连续发射激光线,采用高分辨率相机,通过照明/不照明两次成像技术获取物体的平面尺寸和高度信息。对激光线图像进行滤波校正,快速提取激光线,对几何参数进行标定和坐标转换,然后进行处理数据,获取物体测量部位的三维测量值。实物测量和对比实验验证了文中测量方法的准确性、快速性和有效性,测量精度可达微米级。为微型物体几何尺寸的三维非接触、高精度、多尺寸测量提供了有效方法和测量仪器。     

基于参数域映射及B样条插值的三维重构方法

利用单目CCD图像进行物体表面非接触测量的核心是基于单幅图像的三维重构技术,常采用由阴影恢复形状(SFS)的方法实现三维重构。当图像分辨率较低时,通过由阴影恢复形状的方法重构的三维表面模型其分辨力较差,无法满足实际要求。为此提出了一种基于参数域映射及B样条插值的三维重构方法。采用B样条插值技术对图像进行放大处理,通过像素的参数域映射减小图像的失真及高频信息的丢失,根据放大后图像的灰度信息重构物体的三维表面模型。实验表明,基于参数域映射及B样条技术的图像插值方法很好地保护了图像的细节,利用该方法进行三维重构能够有效改善重构模型的分辨力和光顺性,为提高三维表面非接触测量精度创造了条件。     

光学非接触式双目图像计算机测量系统的研究

论文介绍了一种双目图像测量系统.这种测量系统能实现物体的非接触测量.其内容包括:系统软、硬件组成;图像预处理和边缘检测、二值化处理、细化处理和边缘连接五部分.其测量系统结构简单,计算速度快,有一定的实用价值.     

Research on high-precision hole measurement based on robot vision method

A high-precision vision detection and measurement system using mobile robot is established for the industry field de- tection of motorcycle frame hole and its diameter measurement. The robot path planning method is researched, and the non-contact measurement method with high precision based on visual digital image edge extraction and hole spatial circle fitting is presented. The Canny operator is used to extract the edge of captured image, the Lagrange interpolation algorithm is utilized to determine the missing image edge points and calculate the centroid, and the least squares fitting method is adopted to fit the image edge points. Experimental results show that the system can be used for the hi gla-precision real-time measurement of hole on motorcycle frame. The absolute standard deviation of the proposed method is 0.026 7 mm. The proposed method can not only improve the measurement speed and precision, but also re- duce the measurement error.     

基于面阵CCD的刀具预调测量系统研制

介绍了用于大尺寸刀具测量的、基于面阵CCD的计算机图像刀具测量系统。基于面向对象程序设计方法,设计了刀具预调测量系统软件。详细介绍了软件的图像处理部分,功能包括边缘检测、图像分割、轮廓提取、轮廓跟踪、图形处理等。该技术解决了大尺寸刀具的预调测量问题,具有非接触、分辨力高、自动化程度高和速度快等优点,是刀具测量的一项有效技术。对系统各组成部分的设计亦作了简单介绍。     

超声测距技术与非接触静电测量一体化设计方法研究

非接触感应式静电测量仪表,读数要经过乘数k与测量距离d的关系换算才能得出被测静电体的静电电压,为解决这一人工换算及测量过程繁琐问题,提出了利用超声测距技术与非接触式静电测量技术一体化静电测量方式及其设计方法,研究了超声测距技术用于非接触式静电测量一体化设计的参数与精度要求和相对测距方法应用,进行了超声测距与非接触式静电测量一体化原理与整机结构设计的可行性验证。     

全场测量高分子材料超大变形的研究

针对传统的数字图像相关法因相关性较低而难以测量高分子材料的超大变形问题,提出了一种修正的数字图像相关法进行全场全过程测量高分子材料应变。首先,提出一种基于多核点的初值匹配方法,提高了匹配点对的鲁棒性及高效性;然后,介绍一种多基准匹配方法,极大提高了数字图像相关法相关性;最后,根据以上关键技术研发的超大变形测量系统对单向拉伸的高密度聚乙烯试件进行测量。试验结果表明,本文方法能实时、动态、全场测量应变分布大于500%的高分子材料变形状态,为全场测量超大应变高分子材料应变提供了一种有效的非接触测量手段。     

LF 炉钢水非接触测温系统及应用

温度控制在 LF 炉精炼过程中具有重要地位, 它是控制钢水成分质量、连铸质量及稳定工艺的关键。研发了 一种非接触式的钢水温度监测系统, 该系统通过双光路近红外面阵 CCD 探测器实时获取 LF 炉内钢水高清热像, 再利 用计算机对该图像信息进行技术处理,从而准确地识别出钢水, 并根据测温模型计算出实时的温度数据。该测温系统 还可作为工业电视使用, 便于炼钢工人及时了解炉内状况。不同于以往的接触式测温方法, 新系统可以在不影响钢水 冶炼进度的情形下完成对LF炉内钢水温度的实时监测, 操作便捷、安全, 是一项十分值得推广的技术, 对其它测温应 用领域也具有一定的指导作用。