近景摄影测量在三维数据采集中的应用

工业产品的三维数据检测常常使用光栅投影扫描设备获得被测物体精确的表面尺寸.由于其照片拼合依据非编码点三点定位原理,因而在测量大尺寸物体表面时,具有较大的累计误差.通过近景摄影测量方法构建三维测量的非编码点群,是提高三维测量精度的一种有效手段.阐述了近景摄影测量的原理及方法,提出了利用多摄站近景摄影测量结合光栅投影扫描的方法实现大尺寸物体精确测量.以汽车外表面测量为例,通过采用单独使用光栅投影扫描设备与近景摄影测量结合光栅投影扫描两种不同的方法,对大尺寸物体表面测量的结果进行对比,其结果表明,使用近景摄影测量方法不仅提高了扫描效率,而且大幅度提高了大尺寸物体的扫描精度.     

近景摄影测量中编码标志点解码方法研究

在近景摄影测量过程中,为提高特征点物体的精准匹配,降低匹配难度,对图像进行预处理,根据圆形标志点的几何特征识别标志点,用椭圆拟合法求解圆形标志点的圆心,并根据灰度变化寻找编码带的解码起点,利用环形编码带的圆心角进行解码。实验结果表明,该算法抵抗噪声能力强,圆形标志点圆心求解可达亚像素精度,解码正确率高。     

近景摄影测量系统中非编码点匹配算法研究

从同一场景的多幅图像中找出对应的非编码点,是实现近景摄影测量的必要前提。分析了同场景多幅图像中非编码点之间的几何约束,提出了以三视极线和图像拓扑结构为约束的离散图像点匹配算法。先将同时满足三视图三极线和图像拓扑结构约束的点作为确定的匹配点并赋予编码值;再利用已经编码的标记点,以对极几何和图像拓扑结构为约束对剩下的未匹配点进行匹配。将该方法应用于铁牛三维光学测量系统的特征点测量系统进行的实例验证表明,当拍摄像平面和物平面夹角较小时,匹配完全正确;而在一般的拍摄条件下,其正确匹配率约为97%。     

近景摄影测量中的光束法平差快速算法

由于近景摄影测量的摄影方式灵活多变,光束法平差中构成的法方程系数矩阵不具有带状结构,导致基于整体广义逆法的求解速度很慢。为解决这一问题,提出了一种新的光束法平差快速解法。该方法以"R-T"模式的共线方程为基础,首先构建摄像机参数的法方程式,以整体解算摄像机参数的改正数,然后再逐点解算三维点改正数。采用该方法避免了组建整体误差方程式和三维点法方程式,能在保证精度的前提下有效提高计算速度。仿真实验和真实图像实验均表明,本文算法具有较强的可行性和鲁棒性,特别适合拍摄角度多变的近景摄影测量系统。     

基于近景摄影测量技术的汽车跑偏测试系统构建

通过建立近景摄影测量中的空间后方交会和空间前方交会数学模型,实现了相机的标定和车辆目标点由像点坐标到物理坐标的转换.利用LabVIEW视觉模块中自带的丰富的图像处理函数进行编程,以实时控制图像采集和处理,实现车辆目标点像点坐标的准确提取和像、物坐标的精确转换.最后根据汽车行驶跑偏的定义,计算跑偏方向、跑偏量和测试区车速等,并判断测试结果是否符合要求.     

钢轨全轮廓线结构光双目视觉测量系统标定

线结构光视觉测量技术因非接触和精度高的特点被用于钢轨磨耗测量。为解决钢轨断面全轮廓测量和线结构光测量系统现场标定困难的问题,提出了一种基于自由平面靶标的线结构光双目现场标定方法。首先,基于线结构光双目视觉测量模型搭建测量系统,分别采集两侧摄像机公共视角下任意位置的不含和包含线结构光的棋盘格平面图像;然后,采用棋盘格平面标定法获取两侧摄像机内部参数。利用线结构光平面与不同位置标定板相交产生的特征点拟合出线结构光平面在两侧摄像机坐标系中的平面方程,采用罗德里格斯变换原理求解出线结构光平面与两侧摄像机的外部参数;最后,结合摄像机内部参数和线结构光平面与摄像机外部参数实现钢轨全轮廓测量,并进行现场测试。试验结果表明,相机内参数标定误差约为0.03 pixel,结构光平面拟合度达0.999,钢轨断面全轮廓总测量偏差为0.54 mm,满足测量精度要求。     

钢轨轮廓测量中的车体振动补偿问题研究

采用车载方式进行钢轨轮廓高精度测量,必须进行车体振动补偿.针对车体振动对钢轨轮廓测量带来的误差影响,提出将车体振动分解为同一平面内的平移振动分量和旋转振动分量,对左右股钢轨轮廓数据各个振动分量分别进行补偿.研究了用于钢轨轮廓测量的激光摄像式传感器标定计算方法、车体振动补偿计算方法.给出了基于激光摄像技术的钢轨轮廓测量方案.针对现场钢轨轮廓测量数据检测精度难验证的问题,建议采用钢轨磨耗测量数据验证.研制了基于激光摄像技术和车体振动补偿技术的钢轨轮廓检测装置.每隔100 m共选取10个采样点,分别在人工静态、振动补偿前动态、振动补偿后动态测量钢轨磨耗数据,以静态测量数据为基准,验证振动补偿有效性.结果表明,采用车体振动补偿后,左右股钢轨磨耗测量误差标准差各自减小2.0 mm,测量误差百分比各自减小38.8％、39.7％.选取200 m长线路分别以10 km/h、40 km/h、80 km/h进行钢轨轮廓动态测试,以10 km/h测量数据为基准,验证钢轨磨耗测量数据一致性.结果表明,动态测量钢轨磨耗数据重复性误差均方差控制在0.40 mm以内.     

桥式起重机的近景摄影测量方法研究

与常见的桥式起重机变形检测方法相比,近景摄影测量法具有非接触性、瞬间捕获信息量大且数字图像易存储等优点。文中将近景摄影测量与桥式起重机变形检测相结合,通过DLT(直接线性变换)标定非量测相机,采用序贯分析求解其内方位元素;在桥式起重机上合理布置反光标志点,并使用非量测相机获取数字立体像对;通过软件获得数字图像上各个标志点的坐标仪坐标,采用光束平差法求解标志点的物方坐标,构建桥式起重机三维模型,计算主梁变形量。将近景摄影测量法与水准仪、全站仪方法进行对比,证明基于近景摄影测量的桥式起重机变形检测方法能够满足桥式起重机精度要求,为桥式起重机变形检测提供了一种高效的方法。     

光切法测量中三维实体的重建

光切法是一种新型的三维表面轮廓的光电非接触测量方法，它主要有两个步骤：用ＣＣＤ获取物体表面的轮廓信息；重建三维实体。讨论了采用３ＤＡＰＩ实现三维重建的具体方法，并给出了实例。     

大型可展开天线型面热变形近景摄影测量

为确保高精度可展开天线的在轨性能,验证设计、材料和工艺的可靠性,提出采用数字近景摄影测量技术在地面模拟环境下对可展开天线型面进行热变形测试。设计了人工测量与自动测量两种方案,主要采取了高低温环境下相机防护、耐高低温测量标志和极低膨胀长度基准尺等措施保证了大温差极端环境下的测量实施。结果表明,天线型面精度随温度的变化而变化,且三个测量循环的变化规律较为一致,均在+60℃温度节点时型面精度最差,其均方根误差(RMS)最大值达到了0.220mm(人工测量),但也满足了天线型面精度小于0.5 mm的技术设计指标要求。对于40℃和80℃的温差时,人工测量型面变形量的RMS分别为0.045 mm和0.083 mm,也分别满足了其天线型面变形量技术设计指标0.100 mm和0.150 mm的要求。同时验证了自动测量与人工测量测量结果的一致性,均能满足测量技术设计指标的要求,为高低温测量试验的自动化实现提供了一种可拓展性思路。     

工业近景摄影测量中基于非量测镜头的误差分析

在研究镜片光学畸变的基础上,提出了使用普通定焦镜头替代定制工业镜头进行摄影测量的方法,采用VDI/VED2634 Part I提供的检测方法,将定制镜头和一组普通镜头进行对比测试,并将获取的相片统一在TRITOP软件中进行计算,得出测量点群的三维尺寸。研究结果表明,测量结果的标准差小于0.125mm,极差小于0.323mm,并且其质量品质参数ENIK也符合要求。现场测试结果表明,使用普通定焦镜头测量完全能够满足测量需求。     

视觉检测技术在焊缝检测中的应用

本文提出了一种将视觉检测技术应用于汽车液力变矩器焊缝检测的方法,并研制出一套可以在生产线上稳定、可靠运行的检测系统。该系统中,利用CCD将焊缝图像采集到计算机内,经系统处理后可以成功地将焊缝表面的缺陷检测出来。     

钢轨高速探伤检测系统中的伤损分析

本文介绍了一种新型钢轨高速探伤检测系统,给出了钢轨伤损分析软件的设计.实验结果表明在回转试验台上,检测速度达到了100km/h,并准确绘制出了钢轨伤损B型图.     

压力管道在役检验技术的应用

介绍了小前沿线聚集超声探头检验方法这一新的压力管道检验技术，并对该检验方法的检测结果加以分析。     

相控阵检测技术在球罐检验中的应用

通过对某装置氧气球罐焊缝中埋藏缺陷的返修,借助相控阵检测技术对缺陷进行定量复查,为缺陷返修提供了详细的技术数据,保证了缺陷挖补工作的顺利完成。通过对挖补过程中缺陷的现场解剖,进一步验证了相控阵检测技术由于具有检测灵敏度高、检测结果直观、可实时显示、缺陷定量准确的技术特点,在球罐等大型压力容器检测等领域应用前景广阔。     

VoIP技术在轨道交通运营管理中的应用前景

分析了目前轨道交通网络化运营管理的发展趋势以及对管理手段信息化的需求。介绍以VoIP技术为基础的统一通信的特点和优势,给出了该技术在轨道交通网络化运营管理中的应用框架及应用实例。     

便携测量技术在轨道交通门系统中的应用

介绍了关节臂式坐标测量机的测量原理和使用方法,采用Denavit-Hartenbeng方法建立关节臂测量机的理想数学模型。通过对测量数据与理论值的偏差计算,对坐标系进行平移和旋转匹配,使测量数据尽可能地包容曲面CAD模型,从而较好的解决了曲面匹配问题。关节臂测量机使在线测量更加方便快捷,它与传统的正交三坐标测量机相比具有高度灵活性,关节臂测量机改变了人们对坐标测量的理解。以门系统试验台架为例,阐述了关节臂测量机在轨道交通门系统安装、调试中的应用。     

控制技术在空瓶检测过程中的应用

空瓶检测机主要用于检测回收的饮料瓶的缺陷、赃物、残留液等,在现代化的高速的饮料生产包装线上,空瓶检测机是不可缺少的高科技设备之一.是集光、机电、传感技术、图像处理与识别为一体的综合性高科技设备.介绍了空瓶检测机的工作原理及控制技术在空瓶检测机的应用.着重介绍了基于PLC的控制系统基于DSP的控制系统以及基于视觉传感器的...