线结构光条纹中心全分辩率精确提取方法

线结构光三维坐标测量中,激光条纹中心的提取直接影响测量的分辩率与精度。本文提出了基于灰度阈值法提取条纹全分辩率初值中心,在初值处应用灰度梯度计算光条纹法向,最后在条纹法线方向精确计算光条纹能量中心的方法。实验结果表明,该方法有效地避免了被测体曲率变化大反而提取数据密度小的问题,提高了光条纹受被测物体表面调制后,条纹中心提取的精度,实现了条纹中心的全分辩率精确提取。     

光切法形貌测量中光条中心的亚像素提取

为了在光切法三维形貌测量中快速准确提取光条的中心位置,保证测量精度,研究了一种光条中心的亚像素提取方法。将图像的灰度视为关于坐标的二维函数,在CCD拍摄的激光光条图像中求取灰度的偏导数和梯度,图像中每一点的梯度代表此点的灰度变化方向,将此方向简化为光条上的点的法线方向。对梯度的大小设定阈值并结合该点的灰度信息,提取图像灰度变化最激烈的部分,即光条饱和带的像素位置。对光条饱和带的每个像素,按照不重复计算的原则在梯度方向上和规定邻域内求灰度中心,得到精确到亚像素级的光条中心位置。此方法将光条曲线的法线方向简化为灰度的梯度方向,省去了求海赛矩阵以确定法向的步骤。实验证明,同等条件下,该方法的计算耗时为常规亚像素提取方法的10%。利用该算法进行实际测量,在200mm×200mm测量范围下,误差(3σ)为0.057mm,满足了测量对精确性和实时性的要求。     

精确的线结构光中心提取算法研究

光条纹中心的精确提取是线结构光三维识别系统的重要环节。环境光干扰、被测物表面反射以及图像采集系统所产生的噪声都给光条提取增加了难度。文章提出了一种快速精确的线结构光条纹中心提取法。首先,对图像进行预处理,通过边缘法对结构光中心线进行边缘检测;然后,用均方灰度梯度法确定结构光中心法线方向;最后,对法线方向上像素进行灰度加权,从而精确提取出结构光条纹中心。实验结果证明,该算法光条纹中心的提取精度达到了亚像素级别。     

鞋底信息扫描的光条中心提取方法研究

为了精确提取鞋底激光光条中心,首先对原始的激光光条图像进行了高斯滤波处理,有效去除了图像噪声,然后采用自适应阈值算法提取了激光光条中心。该方法在利用极值法得到光条的近似中心之后,在光条近似中心小区域内采用重心法计算,实现了激光光条中心的提取。实验结果表明,该算法能够准确地提取出光条中心,具有很强的抗噪声能力。     

连铸坯三维测量多线结构光的中心条纹快速提取

在利用多线结构光系统对大尺度连铸坯进行三维测量的过程中,线结构光中心条纹的提取精度是影响三维测量精度的重要因素。提出了一种对传统灰度质心方法进行优化的多线结构光中心条纹提取方法。对连铸坯表面激光横截面不满足高斯分布的线结构光条纹,利用图像背景差分的方式去除环境噪声,并根据线结构光条纹与背景间的灰度变化信息确定线结构光的边界,同时提取线结构光的感兴趣区域。根据光条在梯度方向上的灰度积分比例计算灰度质心法的自适应灰度阈值,利用灰度质心方法处理感兴趣区域提取出光条中心点,最后结合附近半径为5个像素的邻域内所定位的中心点进行质心重提取,获得连铸坯表面光条的亚像素中心坐标。现场测量结果表明：对反射特性不均匀的连铸坯表面的激光条纹光条中心进行提取,最终连铸坯边缘轨迹点的三维测量结果标准偏差在2 mm以内,该方法具有精度高、速度快、鲁棒性强的特点。     

基于十字线结构光的亚象素三维视觉测量

本文使用十字线激光器,配置CCD相机组成十字线结构光视觉测量系统。根据视觉测量系统的标定与测量原理,建立了两个光平面相应的数学模型;采用最小外接矩形法分割光条,在每个矩形区域内采用高斯曲线拟合法提取光条中心,再用最小二乘法拟合光条直线。最后用该系统实现了零件的非接触三维轮廓测量,验证了模型的正确性和光条提取方法的精度。     

线结构光条纹中心的全分辨率精确提取

激光条纹中心的提取是线结构光坐标测量系统的关键技术之一,本文对条纹中心的高分辨率精确提取进行了研究.首先,基于阈值法全分辨率提取条纹初值中心;然后,在条纹初值中心域应用灰度梯度与Bazen方法计算条纹法向,最后在法线方向精确获取光条纹能量中心.采用分辨率为768×576的相机,应用V形检测块进行对比实验,结果表明:提取的中心点分辨率为1 086点,比传统方法增加了42.5%,且无冗余点;中心点到由中心点拟合的直线的平均距离最小,分别为0.294与0.306 7 pixel;条纹法向计算精确,计算时间为75.8 ms.该方法避免了被测体表面曲率变化大、提取中心密度小等问题,提取的精度与鲁棒性高,满足在线精确测量要求.     

一种多结构光条纹亚像素中心提取方法

在使用结构光方法进行工件或物体的三维信息快速测量中,需要对工件或物体投射多条结构光条纹,快速准确地提取各投射光条的中心是实现精确检测的关键问题之一。文中提出了一种多结构光条纹亚像素中心提取方法,首先扫描整个图像确定光条数目;接着提取各光条的边缘坐标信息;最后利用高斯拟合求取各光线条纹的亚像素中心。实验表明,该方法能有效识别多结构光条纹并提取其亚像素中心。     

机加工表面粗糙度的光切显微成像测量方法与试验研究

为了改善机加工表面光切显微图像的轮廓提取效果,提高表面粗糙度的测量精度,在建立了基于光切显微成像的机加工表面粗糙度测量系统的基础上,针对光切显微图像提出了基于Zernike矩的轮廓亚像素边缘检测算法,建立了最大类间方差法与传统Zernike矩相结合的模型,提高了亚像素边缘点的定位精度。在此基础上采用最小二乘拟合法确定了轮廓基准中线,根据国家标准建立了轮廓的算术平均偏差Ra的数学模型,实现了机加工表面粗糙度的非接触、高精度测量。试验结果表明,在机加工表面精度等级在7~10级时,算法耗时约15ms,该方法所测量表面粗糙度的相对误差不超过5%,具有较好的精度和实时性,提高了测量效率。     

一种抗干扰的光刀中心提取方法

在光切法测量中,受太阳光照、被测物体表面纹理信息、低反射特性等干扰因素的影响,很难准确地提取激光光带信息。本文提出了一种有效地消除这些因素的解决方法。首先控制激光光源,连续采集两幅图像,其中只有一幅图像包含激光光带信息;然后进行背景运动补偿,使两幅图像只在激光照到的位置处稍有不同,将两幅图像相减,使激光光带信息突出;最后,对光带数据进行细化、修补处理获得完整的光刀中心轮廓线。实验结果表明,所提方法有效地消除了上述三种干扰因素的影响,非常适合现场运动工件的表面形貌测量。     

工件表面粗糙度检测装置的智能化改造

表面粗糙度是一个评定工件表面质量的重要公差指标。基于VB技术设计检测系统,利用MATLAB数字图像处理技术,对表面粗糙度进行计算,并基于光切法的表面粗糙度智能自动化检测技术进行改造与研究。     

小尺寸复杂刀具角度的测量

阐述了光切显微镜测量表面粗糙度的原理以及如何利用该原理测量小尺寸复杂刀具角度的方法。     

表面粗糙度光切显微镜数码图像数据处理系统的研制

将原光切显微镜的照相机位置改装成数码相机，这样就构成了表面粗糙度光切显微镜数码图像数据处理系统。该系统可以对摄取的数码图像进行处理，提取零件表面二维的廓形曲线，计算出GB3505—83规定的表面粗糙度的6个评定参数，实现了图像提取和数据处理的自动化。     

光学非接触三维形貌测量技术新进展

三维物体表面轮廓测量是获取物体形态特征的一种重要手段,在机器视觉、自动加工、工业检测、产品质量控制领域具有重要意义和广阔的应用前景.光学非接触测量由于其高分辨率、无破坏、数据获取速度快等优点而被认为是最有前途的三维形貌测量方法. 介绍了光学非接触测量方法中的光切法、基于调制度测量的原理及优缺点,重点介绍了光栅投射法的测量原理,并分析了其研究热点与发展方向.     

Measurement uncertainty evaluation of optical multi-sensor-measurements

Optical coordinate metrology facilitates the set-up of in-line applications for quality inspection in shop floor for a variety of products. Yet, for situations with high requirements it is not possible to fulfill all demands by devices based on a single measurement principle. To enable high measurement rates and as well as precise and contact-less data acquisition, a combination of subsystems with different principles and properties has to be implemented. To assure the fitness of an optical multi-sensor-measurement system combining a shadow system and a light-section system for the in-line inspection of concave extruding profiles, an experimental measurement uncertainty analysis has been performed. To this aim, a prototype is set-up and the effect of typical environmental influences like dust, object’s vibrations, the illuminations’ pitch error or extraneous light, is examined. Subsequently, the measurement system is evaluated under shop floor conditions and the results are analyzed.     

基于知识的制造业客户关系管理系统研究与实现

随着以客户为中心的竞争趋势的形成 ,客户关系管理系统的应用成为企业信息化建设的焦点。本文应用认知科学、数据仓库、智能决策分析等技术 ,并结合知识管理的先进思想 ,将知识转移和客户忠诚度智能分析等功能融入传统客户关系管理系统中 ,进而构建出适合制造业的基于知识的客户关系管理原型系统。     

小型无人直升机纵向稳定控制的研究

给出了一种稳定控制小型无人直升机纵向运动的方法。首先,利用已知模型作为待辨识无人直升机,选择3211序列作为控制输入,通过已有的模型,产生输入输出对;其次利用最小二乘的方法进行辨识,可以得到对应输入和输出关系的差分方程,通过离散系统和连续系统的对应关系,可以得到对应微分方程。最后,利用设计的PID控制器实现纵向姿态的跟踪控制,达到直升机纵向稳定控制的目的。仿真结果验证了方法的正确性以及实际应用的可行性。     

Near-infrared thermography using a charge-coupled device camera: application to microsystems

Using near-infrared thermography microscopy and a low-cost charge-coupled device (CCD) camera, we have designed a system which is able to deliver quantitative submicronic thermal images. Using a theoretical model based on Planck's law and CCD sensor properties allowed us to determine a minimal theoretical detection temperature and an optimal temperature sensitivity of our system. In order to validate this method, we show a good relationship between a theoretical study and a thermal measurement of a microsample.     

振动传递路径系统的参数和全局灵敏度分析

提出了振动传递路径系统响应对系统参数和传递路径的全局灵敏度分析的数值方法。考虑结构参数的随机性,获取各传递路径受体输出响应的随机统计特征,以及路径中系统参数对受体振动响应的定量影响关系。基于文中数值方法,可以定量表述影响振动传递路径系统中受体振动特性大小的路径重要度排序以及系统参数的灵敏度排序。以典型多自由度振动路径分析模型为例,讨论了随机振动系统传递路径重要度分析过程,通过与Monte-Carlo随机模拟结果相对比,验证了本方法的正确性与可行性。     

基于petri网系统规约的工作流建模验证

本文针对工作流过程建模的复杂性和易出错的状况，提出了基于Petri网系统规约的模型验证方法，提出了工作流网向Petri网映射的对应关系，给出了Petri网模型的八种规约规则。这些规则在实际应用中证明是可行的。