成像式亮度测量装置虚光效应校正

利用消费级的数码相机作为大视野成像式亮度测量装置时,需要对数码相机进行精确校正。本文研究并提出了一种基于高动态范围图像技术的数码相机虚光效应校正方法,按提出的方法进行了测试,对实测数据进行了分析。实测结果表明,该方法易用且灵活,可广泛应用于机器视觉、摄影测量等领域。     

自适应测量接口的研究和实现

针对目前测量接口的不足,本文提出了集增益和量程自适应于一体的智能自适应测量接口.首先利用多路模拟开关及驱动电路组成衰减电路实现量程自适应;其次由数字电位器与仪表放大器组成程控增益放大器实现增益自适应;最后由采集模块进行数据采集及单片机处理数据并显示结果.实践表明,本文设计的自适应测量接口智能化程度高、输入信号动态范围宽、硬件电路简单实用、成本低.     

基于光流技术的MEMS器件平面微运动测量

为测量MEMS谐振器周期运动过程中各时刻不同相位的运动特性及其动态参数,提出利用光学测量方法,设计基于机器微视觉的MEMS动态分析仪.其实现机理是基于频闪成像原理获得MEMS谐振器一个周期内所需相位的清晰运动图像,结合光流技术对MEMS谐振器的运动序列图像做二维运动估计,从而得到其动态特性参数,为MEMS器件的设计提供重要参考.具有非接触性、测量精度高的特点.实验结果表明,该系统的测量重复性达7.1nm,能够很好地描述微谐振器的动态特性.     

基于彩色结构光三维视觉系统的三维测量技术

本文在总结了传统的结构光测量方法的基础上,介绍了一种新颖的结构光三维测量方法,即基于颜色编码的结构光三维重建方法.本文首先介绍了结构光系统的士要组成,主要包括一个用来拍摄场景的摄像机和一个用来投射具有一定信息的彩色条纹结构光的投影仪.本文阐述了摄像机数学模型和投影仪数学模型,并在此基础上提出了一种简单易于实现且具有较高精度的标定方法.最后通过实验获得待测物体的精确的三维数据.     

面向光环境亮度测量的彩色成像系统光度定标方法

成像系统光度定标是影响其应用于光环境测量的主要因素。本文研究了包括动态范围延展、颜色空间特性化和光亮度绝对定标的彩色成像系统光度定标方法。研究首先通过变积分时间实现成像系统响应函数的相对定标曲线估计,其次基于相对定标曲线对系统进行线性化和动态范围延展,最后使用sRGB到CIE XYZ颜色空间特性化转换矩阵,结合测量数据点对实现了图像Y值与场景亮度之间的映射关系定标。对定标方法进行了实验验证,结果表明的基于本文定标方法的成像测量亮度与实际测量亮度之间的误差低于1.8%。系统定标方法可以有效匹配场景动态范围,对于光环境评估具有重要意义。     

基于自适应强跟踪滤波器的汽车行驶状态软测量

针对汽车底盘控制系统中一些关键汽车行驶状态难以准确直接测量以及测量成本较高的问题,在自适应卡尔曼滤波算法和强跟踪滤波算法的基础上,提出基于自适应强跟踪滤波器的汽车行驶状态估计方法.结合纵向、侧向和横摆3自由度非线性汽车模型,将其应用于汽车行驶状态的软测量之中,并与扩展卡尔曼滤波算法进行比较分析.通过Carsim和Matlab/SIMULINK联合仿真的双移线试验的结果表明,在非线性区域内,自适应强跟踪滤波器能快速、准确跟踪汽车状态.该算法在估计精确度、跟踪速度、抑制噪声等方面均优于扩展卡尔曼滤波算法,满足汽车状态估计器的软件性能要求.     

一种新型的高精度Sigma_Delta调制器结构

为实现低失真高动态范围的模数转换,提出了一种新型高精度Sigma_Delta调制器系统。首先,设计了一种新型的二阶单环一位量化结构,结构中增加两支前馈路径,并调整了核心积分器和信号加算模块的逻辑关系。同时,为实现量化噪声的二阶整形以及输入信号的无延迟传输,进一步适配和改进了积分器的传输函数。最终,所提出的调制器实现了更高的信噪比和更宽的动态输出范围。基于Matlab 的系统级仿真结果表明,在信号带宽1KHz、采样信号频率1024KHz的条件下,所提出调制器的信噪比为106.6dB,有效位数为17.41bit,二次谐波失真为-82.7dB,动态范围为104.76dB,整体指标性能良好,为高阶MASH结构Sigma Delta调制器的研发提供了新方向。     

基于FPGA的参数自适应频率测量技术

采用FPGA利用硬件多周期自动累积平均技术和脉冲信号识别技术解决了计数器测频受被测信号频率和波形影响,测频误差难以控制的技术难题,所研制的宽带频率测量设备达到了理论频率测量精度.     

基于暂态电压扰动范围判别的自适应低压减载策略

传统低压减载方案仅根据本地电压信息动作,未考虑全网暂态电压响应特征。分析系统暂态电压跌落与扰动范围的关系,并基于负荷节点的电压偏移量提出暂态电压扰动范围判别指标,将电压扰动类型划分为全网暂态电压扰动和局部暂态电压扰动。以该指标的判别结果为基础,综合考虑扰动后系统电压与频率的动态过程,构建基于暂态电压扰动范围判别的自适应低压减载策略,该策略采用2套自适应减载方案分别应对全网暂态电压扰动和局部暂态电压扰动。对IEEE 39节点系统的仿真结果验证了该策略在应对不同失稳场景时的有效性和优越性。     

基于线结构光的空间圆高精度测量算法

分析了空间圆透视投影的数学模型,由于透视投影畸变的存在,提出了基于线结构光的空间圆几何参数的非接触测量方法,利用光条中心和圆孔边缘图像,筛选出圆孔的图像坐标,进而获取圆孔上的三维坐标,并采用将三维数据转换成二维数据处理的方法来拟合出圆孔的几何参数.实验结果表明,该方法减小了空间圆透视投影形状畸变引起的测量误差,能快速采...     

一种基于面结构光的刀具三维测量系统

提出一种基于面结构光的刀具三维测量系统。该系统由计算机、CCD摄像机、投影仪以及刀具转台组成。采用多频外差相移法对刀具包裹相位进行展开,并得出刀具的绝对相位。基于张正友标定法,提出采用50%灰度棋盘格和黑白棋盘格对CCD摄像机-投影仪标定的方法。在系统标定的基础上对刀具进行三维测量实验,得出刀具的三维点云,并重建出刀具的三维模型。实验结果表明,该系统能够准确的对刀具进行三维测量,为其他复杂刀具的测量奠定基础。     

成像式亮度测量数码相机色彩空间转换矩阵选择

利用数码相机作为成像亮度测量装置获取亮度分布,较传统的点式亮度计更为便捷高效。分析数码相机成像流程数码相机成像流程及色彩空间转换算法,对比按不同输出图像色彩空间制式下的转换矩阵公式求得的计算亮度误差,证明了依据相机输出图像色彩空间制式选择色空间转换矩阵的必要性。为提高测量精度,提出利用D55标准照明体色度坐标作为参考白点,修正色空间转换矩阵。实测结果表明,采用色域更广的Adobe RGB色彩空间输出图像,较sRGB格式测量精度更高。将参考白点色坐标值以D55标准照明体,代替D65标准光源对转换矩阵计算式加以修正后的测量误差有所改善,实测亮度相对误差均方根值RMSE分别为6.65%(sRGB)和3.10%(AdobeRGB),样本最大相对误差值εmax分别为10.71%(sRGB)和5.01%(AdobeRGB)。其精度可满足工程测量要求。     

基于光切图像处理的表面粗糙度检测系统

以光切法的测量原理为基础,应用传统双管光切显微镜、CCD摄像装置、虚拟仪器及图像处理技术开发了表面粗糙度检测系统.详述了系统的硬件构成原理和核心器件CCD的选用方法;应用虚拟仪器开发平台LabVIEW及其视觉应用功能开发出检测系统的软件程序,运用图像处理技术从光切显微图像中提取出表面轮廓信号计算粗糙度评定参数.该检测系统能够实现表面粗糙度的自动、快速、多参数测量,通过与触针式粗糙度仪进行测量对比实验,论证了该检测系统能达到满意的精度,测量范围是:0.4～40 μm.     

基于单片机的大电感参数动态测量研究

测量如电力变压器、发电机、电抗器等大电感设备的直流电阻和电感参数意义重大,是对这类设备检测和检修不可或缺的工作。提出了一种可以同时测量大电感直流电阻和电感的动态测量方法,这种可方法只需要在测量回路中串联一个已知的电感和电阻,进行两次采样便可快速得到电感直流电阻和电感值,通过单片机进行采样和计算,能方便地同时得出大电感和其电阻值,而且测量的准确性很高,有很高的实用价值。该方法在单片机的仿真软件Proteus中得到了验证。     

感应电机的神经网络鲁棒自适应动态面控制

针对感应电机的高阶、强耦合的非线性,设计一种具有自适应性和鲁棒性的动态面控制律,以实现对感应电机的控制。首先通过变量代换,将五阶感应电机模型变为块三角形式;接着采用神经网络逼近,将模型转化为含有结构不确定性和参数不确定性的参数化模型。对于感应电机系统中的参数不确定性,在动态面控制方法的基础上设计参数自适应律,在线估计其未知参数;对于感应电机系统中的结构不确定性,设计鲁棒控制律,使得电机控制系统具有鲁棒性。最后通过仿真实现,以验证所提出的控制方法的有效性与实用性。     

基于IEC61850标准面向对象思想的IED建模

面向对象的信息模型和建模方法是IEC61850标准的核心,深入剖析了IEC61850的面向对象建模技术,阐明了信息模型各层级之间的“聚合”关系和标准定义的类之间从抽象到具体的“继承”关系,以及各自在IEC61850标准中的作用。进而,总结了具有一般性的构建智能电子设备（IED）信息模型的三步建模方法,并以高压线路保护装置为例,介绍了该方法的具体应用。     

光电技术在指示仪表自动化测量中的应用

重点介绍了电测量指示仪表实现全自动测量的一种方法,提出了可以提高CCD测量分辨率的原理和方案。通过光电技术、计算机模式识别技术以及标准源技术的综合运用,实现了指示仪表的全自动测量。     

基于NURBS自由曲面插值的IC芯片数字图像放大方法研究

本文在论述图像放大技术在计算机芯片检测中的重要性基础上,提出基于非均匀有理B样条(NURBS)自由曲面的数字图像插值放大方法,通过像素点位置坐标灰度值建立三维坐标系以及NURBS曲面,确定新插入点的像素灰度值从而获得放大图像。理论研究与实验结果表明,此方法能够获得稳定清晰的IC芯片表面特征放大数字图像,以便用于后续的图像研究处理工作。     

基于在线自校准的宽温高精度信号设计

鉴于绝大多数的高精度信号源工作的温度范围比较窄,受温度影响明显,现设计出一个可以在宽温范围内保证高精度的信号源.为保证信号源可以工作在-20～+60℃这一宽温度范围内,设计中采用了在线自校准技术来对AD进行校准,从而,把温度的影响降到最低.设计的实现表明,利用FPGA与DSP协同工作,采用在线自校准的设计方法,可以保证...