反射式光学系统中心偏的测量

通过分析反射式光学系统的特点,在现有透射式光学系统中心偏测量仪的基础上,提出了适合该系统中心偏测量的方法,分析了球心像的观察条件,并推导出反射系统中心偏的计算公式,从而形成了一个完善的反射式光学系统中心偏测量体系。该方法能获得与透射系统中心偏测量相同的精度,操作方法也基本相同。     

图像处理技术在形貌测量中的应用

本文以微分干涉显微法测量表面形貌为例,分析影响精度的各种因素,重点介绍图像处理技术在测量中应用的原理、实现方法及实际效果.证明应用图像处理技术,对改善二维、三维图像质量,提高检测精度的可行性.     

莫尔相移测偏技术中的计算机图像处理

介绍了利用莫尔相移测偏法进行非球表面三维形貌测量的检测技术，提出了一种含有2π断层的相位图的滤波及其快速相位展开的新方法，并给出计算机图像处理方法和实验结果。     

Gabor 滤波器在指纹图像处理中的应用

在实时指纹识别系统中，图像增强的效果好坏将影响特征提取及指纹鉴别的识别率。现把Gabor滤波器应用在指纹图像增强处理中，利用了Gabor滤波器的方向选择和频率选择特性，把指纹图像的局部方向和局部频率作为Gabor滤波函数的参数，然后把Gabor函数与纹理图像进行卷积，从而去除图像噪声，达到了增强图像的目的。在算法设计上采用了查表的方法，提高了算法的速度，节省了运算的时耗。实验证明，算法工作稳定，效果好，鲁棒性强。     

迭代式自适应法在Canny算子中的应用与研究

为了增提高业机器人的智能水平,需要加装视觉系统,但因其工作环境复杂所以需要对现有机器视觉算法进行改进才能满足工业机器人的实际需要。边缘检测中广泛采用Canny算法,但因为其本身存在一些天然的缺陷不能直接应用于工业机器人上。第一,在进行高低阈值选取时需要人为设定,适应性差并且依赖人的经验。第二,在判断经非极大值处理后处于两阈值中间点是否为边缘点时,判断依据单一,容易混入更多的假边缘。通过研究现有机器视觉成果提出了相应的解决方案。第一,将迭代式自适应阈值法应用于Canny算法中,使算法有自主选择阈值的能力。第二,因为相邻边缘点处于相似的梯度环境中因此,使用梯度方向和(Sum of Gradient Direction简写为SGD)进行辅助判断边缘点。经仿真改进的方法,其结果表明改进的方法在检测精度和自适应方面要优于Canny算法,满足工业机器人对视觉方面的需求。     

透镜组中心偏自动测量

中心偏的自动化测量避免了人为测量误差,提高了测量精度,为提高仪器的光学质量提供了依据。在介绍了反射式中心偏测量的基本原理的基础上,推导了中心偏测量的迭代公式。然后给出了测量系统和光路的设计方案,并对整个系统中关键技术:自动聚焦、指标自准像提取、最佳光轴的拟合,进行了详细的阐述。最后提出了整个系统的误差分析及改进方案。     

透镜中心偏测量中一种光轴拟合的新方法

光学中心偏测量对光学系统的检验和装校起着重要的作用,光轴拟合则是对中心偏测量数据的优化过程。提出了一种光轴拟合的新方法。该方法具有一些特点：原理上更科学,符合光学测量的实际;数学模型简单,易于编程实现;可以响应一些特殊的测量要求。该方法已经用于对多组实测数据进行优化,达到了预期的优化效果。     

激光差动共焦透镜中心偏测量系统设计与实现

针对国内外透镜中心偏高精度测量的迫切需求,研制了一套激光差动共焦透镜中心偏测量系统。该系统从中心偏非接触测量的核心定焦原理入手,结合激光差动共焦定焦技术,解决了清晰度法定焦精度差的难题。在光学测量系统误差分析的基础上,对系统再次优化设计,并利用差动共焦轴向光强响应曲线过零点的位置与被测镜猫眼和共焦点精确对应这一特性,实现了透镜中心偏的高精度测量。通过实验表明,该系统测量精度为0.49%,与传统的清晰度法定焦测量相比,透镜中心偏的测量精度有效提高了6倍。该系统将差动共焦定焦技术有效的应用于透镜中心偏测量中,提高了被测镜猫眼和共焦位置的定焦能力,实现了高精度测量系统的设计,在光学测试和透镜加工及装配领域具有广阔的应用前景。     

偏最小二乘法在成分提取中的应用研究

介绍了偏最小二乘的理论基础,指出了该方法在小样本、多自变量、变量间存在多重相关性时的独特优势,并以航空发动机大修费用为例,进行数据的仿真.结果表明:该方法能有效地进行数据成分的提取,及应变量和白变量之间函数关系的判别.     

旋转测量状态下光斑中心定位方法

目前,对管道内腔为自由曲面的截面轮廓进行高精度测量是行业难题。拟将多个不同测量范围的激光位移传感器放置于管道内腔中,采用旋转的方式对内腔进行测量,将得到的测量数据进行归一化处理后获得被测管道内腔截面轮廓形状。分析测量过程中激光光斑的变化情况,针对光斑图像的多峰、散斑、平顶与形状变化等现象,提出了一种基于传统灰度重心法进行粗定位的距离倒数加权多项式插值亚像素光斑中心定位方法。采用中值滤波对光斑图像进行预处理,通过自适应阈值分割法从环境背景光强中分离出光斑中心定位区域。通过MATLAB仿真与灰度重心法、加权灰度重心法与高斯拟合法传统光斑中心定位方法相比,结果表明,光斑中心定位精度达到0.01 pixel,在激光光斑中心定位精度和稳定性方面有一定的改善,明显优于传统的光斑中心定位算法。     

影像法测量透镜中心误差的研究

基于现代传感技术和数字图像处理技术,通过对透镜中心误差的分析研究,提出了一种透射式影像法测量透镜中心误差的方法,建立了基于CCD图像的实时测试系统。实验表明,透镜中心误差测量的标准偏差达到了0．0038mm,极限误差为±0．0115mm,证明该系统对于测量透镜中心误差具有很好的实用性。     

采用联合变换相关的透镜中心偏差测量

基于双相位编码光学联合变换相关技术提出了一种测量透镜中心偏差的方法以确定偏差方向并提高测量精度。在经典联合变换相关原理基础之上,使用两个相位函数分别对参考图像和联合功率谱进行编码,并选用合适的滤波器消除旁瓣干扰,得到单个互相关峰的输出。利用该双相位编码后的联合变换相关技术探测不同目标图像相对于参考图像的位移矢量,并拟合圆。此拟合圆圆心到圆上点的矢量即为经自准直光学系统放大后的偏心矢量,从而同时确定了中心偏差的大小和方向。实验结果表明,通过双相位编码后的相关输出仅保留一个尖锐的相关峰,实现了位移矢量的亚像元探测;使用联合变换相关技术准确地测量了透镜的中心偏差,其测量结果的实验标准差为0.1μm,误差绝对值最大为0.3μm,满足一般透镜中心偏差测量的要求。     

基于合作靶标的分布式测量系统定向方法

大尺寸分布式测量系统基于多源观测交会原理,测量节点间的相对位姿关系决定了系统整体性能.工作空间测量定位系统是分布式测量系统的典型代表,其定向方法借助激光跟踪仪的靶球互换性构建几何约束条件,导致系统接收节点存在不可避免的对心误差,影响定向精度.本文研究了一种移动式合作靶标的分布式系统定向方法.通过设计集成多接收节点的合作...     

基于图像处理技术的旋翼锥体测量方法研究

针对我国直升机旋翼锥体测量过程中存在测量难度大、测量精度低、长期依赖国外测量仪器3个问题,研究了一种基于图像处理技术的直升机旋翼锥体可视化、非接触测量方法.首先在直升机桨叶尖部位置粘贴反光靶标,采用磁转速传感器得到直升机旋翼转速,根据桨叶数量对转速信号进行倍频;然后采用工业摄像机及LED频闪灯获取旋翼旋转过程中粘贴在每片桨叶尖部位置的反光靶标灰度图像;最后采用大津阈值分割法、Sobel算子、基于图像特征的图元自动识别算法相结合的图像处理算法实现直升机旋翼锥体共锥度测量.并采用自制的直升机动平衡实验台进行了地面模拟实验.实验结果表明,该系统测量误差小于0.5 mm,为在直升机上进行开车实验提供理论依据及技术基础.     

Evaluation of form error at semi-spherical tools by use of image processing

In this study, a method is proposed for dimensional measurements of semi-spherical parts for the standard tool electrodes used in Electrical Discharge Machining (EDM). The tool electrode to be measured is magnified by a profile projector. Pictures of some equatorial plane projections of the electrodes are captured by a digital camera before and after machining. The pictures were calibrated with the geometric camera calibration. Then, the profiles are extracted from their background using the adaptive threshold, which is an image processing method. 2D coordinates are first obtained and then converted to 3D coordinates. Using the obtained data, sphericity and radius are calculated by means of the minimum zone method. It is seen that the proposed method can be used for determining the EDM tool electrodes’ form error.     

插针式简易定中心法在红外物镜装配中的应用

为了使红外热像产品获得更好的物镜光学成像质量,对物镜玻璃进行定中心为一有效的控制方法。在红外物镜的装配和调校过程中,通过采用插针式简易定中心法,其光学成像质量明显提高。对应用此法装配的物镜进行调制传递函数测试,其结果接近理论水平。用经测试的物镜装成整机进行整体试验测试,全部满足光学设计要求。     

基于自适应采样的曲面加工误差 在机测量方法

基于模具在机测量的自适应采样结果,提出一种新的获取自由曲面加工误差的方法。该方法首先基于自适应采样获取加工曲面上少量测点的坐标数据,利用NURBS曲面重构来拟合加工曲面;然后基于广义牛顿法计算重构的实际曲面和理论曲面的法向距离,获得自由曲面的加工误差,并对实验加工的模具模型曲面的轮廓度误差进行分析。实验结果表明,基于自适应采样的加工曲面重构方法能够在机测量且有效地获得自由曲面加工误差。     

一种电子磁罗盘航向误差的自适应补偿方法

分析软硬磁干扰对磁罗盘航向角的影响,建立相应的磁罗盘航向误差模型,并将模型参数作为卡尔曼滤波器的状态量,在 MIMU 的辅助作用下,使模型参数随周围磁场环境变化而改变,增强了磁罗盘航向测量的环境适应性。卡尔曼滤波器的观测量分为常规观测量和机动观测量,机动观测量在估计航向误差模型参数时增加了当前航向的权值,提高了当前航向的误差补偿精度。实验数据表明,在干扰磁场较强且人为改变干扰磁场的情况下,最大航向误差为±14.5°,经过自适应补偿后降至±0.2°以内。本算法可以精确地、自适应地对磁罗盘航向误差进行补偿,非常适合在周围磁场易变化的环境中使用。     

基于激光干涉的长导轨直线度误差测量

介绍了一种基于激光干涉的长导轨直线度误差测量系统。由氦氖激光器产生激光光束,经准直后投射到被置于被测导轨上作为接收靶的楔形光学玻璃板上,产生干涉。将接收靶沿被测导轨移动,如果导轨有直线度误差,则接收靶过桥与导轨的接触点所形成的直线角度发生变化,导致干涉条纹发生移动,通过检测干涉条纹变化量就可以得到导轨的直线度误差。将光电传感器检测得到的干涉条纹移动量送入单片机系统处理,得到被测点相对于准直光束的偏移量。最后对系统进行了实测实验。实验表明:用该装置检测长度为50m的长导轨,直线度误差仅为623.103μm。