磨损表面的稳健高斯滤波评定方法研究

磨损表面形貌的评定方法,对于磨损表面状态评定、摩擦特性的分析有着重要的作用,而表面形貌数据的滤波方法,是评定方法中的关键组成之一。采用Tukey、Hampel、IGGI和QC 4种典型稳健权函数分别与高斯滤波结合组成的稳健高斯滤波方法,对由实验得到的黏着磨损和磨料磨损盘表面采集的数据进行稳健滤波分离;通过由稳健高斯滤波与标准高斯滤波得到的三维磨损表面低频基准面的对比分析,以及从磨损表面滤波分离出的高频评定参数的影响分析,研究稳健高斯滤波的滤波稳健性和滤波效率;从滤波后的高频功率谱密度分布特性方面,进一步探讨滤波的稳健性;讨论磨损表面形貌数据中特异值与磨损特征的关系。研究表明：Tukey和Hampel稳健高斯滤波具有良好的滤波稳健性,能有效地分离磨损表面的低频评定基准和包含磨损特征的高频信息;而磨损特征主要分布在高频信息的低频段区间,其功率谱密度函数与表面磨损状态及其摩擦学特性相关。     

高斯滤波技术提取表面粗糙度信息

在传统高斯滤波理论的基础上,提出稳健高斯滤波算法,引入M估计中的权函数对高斯滤波进行稳健处理,并结合高斯滤波逼近理论,在高斯滤波稳健算法基础上,构建高斯滤波的算法模型和零件表面形貌特征模型。利用MALTAB软件编程和仿真模拟系统,模拟出零件表面原始轮廓信号,并采用simulink系统仿真设计出FIR型数字高斯滤波器。将原始轮廓信号通过高斯滤波器,通过一次有效滤波分离提取出零件表面的粗糙度信号和滤波中线,实现高斯滤波的过程,提取粗糙度信息来评定零件表面质量。     

双树复小波稳健滤波在工程表面粗糙度评定中的应用

讨论了现有工程表面粗糙度评定基准滤波方法的优缺点。提出双树复小波变换(DT-CWT)具有近似的平移不变性和改进方向选择性等优点适合用于三维表面基准滤波,但其滤波过于理想化易导致滤波基准在野点处畸变。为此,进一步提出将空域双边滤波思想引入DT-CWT来增强双树复小波变换在提取基准面野点处的稳健性。通过低频重构得到基准信号,并对每层重构系数进行双边滤波,最终增强DT-CWT滤波基准的稳健性。仿真结果显示:改进的DT-CWT能很好地抑制异常值干扰引起的滤波基准在野点处产生的畸变,其得到的基准面的精度误差为0.183 2×10-10 m,重构误差为0.016 1×10-10 m,低于传统方法所得。对实测数据进行处理结果表明,双树复小波稳健滤波能很好地克服边界效应并抑制工程表面上深沟对滤波结果的影响。提出的方法为工程表面粗糙度评定提供了一种新方法。     

小波滤波及奇异性分析在三维表面形貌评定中的应用

在机械加工领域,表面信息对于表面加工的指导作用至关重要。相对于表面二维信息,三维表面结构信息更能充分反映加工表面的实际特征,是热点研究问题。由于测量仪器的机械传动系统和测量环境等震动因素的存在,接触式测量方法得到的表面信号往往包含震动带入的误差信号,而这些信号存在其自身特点——奇异性特征。目前,小波变换是用于信号处理的有效工具。为透彻分析表面信号并剔除震动误差信号,本文介绍了通过小波变换对奇异信号进行检测的原理,并且给出了具体算法。在实验中利用该方法对表面测量信号进行预处理,并用小波滤波将表面结构分解得到粗糙度尺度轮廓,对其三维典型参数进行了计算,并与高斯滤波得到的粗糙度评定参数进行了比对。计算和比对表明小波奇异性分析是有效的,可得到更加合理的评定结果。     

基于分形和高斯滤波的维修件粗糙表面重构与基准提取

通过维修件粗糙表面轮廓的功率谱探讨了维修件粗糙表面的分形特征,利用W_M函数建立二维和三维粗糙表面分形模型,对维修件粗糙表面轮廓进行了二维和三维重构。并采用高斯函数,对利用分形模型所重构的粗糙表面进行滤波,分别提取了维修件粗糙表面分形模型的评定基准线和评定基准面。论文把分形理论和高斯滤波相结合,应用于维修件的粗糙表面的重构和评定,最后编写MATLAB程序,进行了实验仿真,为研究维修件表面微观几何形貌对结合面摩擦、密封等装配后的连接性能提供了基础。     

表面粗糙度的稳健提取方法研究

在讨论现有表面粗糙度高斯滤波方法的优缺点的基础上，推导了高斯回归滤波及高斯稳健滤波的卷积算法和快速傅里叶算法过程，编写了算法的C语言代码。对实测数据进行处理的结果表明，稳健滤波能很好地克服边界效应并抑制表面上深谷对滤波结果的影响。     

一种快速稳健高斯回归滤波算法

针对稳健高斯回归滤波器运行速度过慢的问题,利用截断高斯权函数的快速卷积提高了算法运行速度。在详细分析稳健高斯回归滤波器和卷积函数的基础上,推导了截断高斯权函数,并通过实验确定了合适的参数值。实验结果表明,截断高斯权函数能使稳健高斯回归滤波器在精度损失很小的情况下运行时间明显缩短。     

三维表面测量中的高斯滤波快速算法

基于中心极限定理提出了一个高斯滤波器逼近模型,并利用冲激响应不变法设计了数字高斯滤波器.通过级联方法,该滤波器的幅度传输特性偏差可控制在(-0.28％～+1.14％)以内,扩展为二维高斯滤波器,其三维幅度传输特性偏差可控制在(-0.42％～+1.12％)以内.该滤波器采用递归实现算法,算法简便,易于实现.在递归算法的基...     

表面粗糙度三维评定的研究

对表面粗糙度的三维评定进行了研究。给出了基准面的构造方法 ,三维评定参数的定义及算法 ;最后对实测零件数据分别进行二维和三维评定 ,对评定结果加以比对 ,反映出三维评定的整体特性。     

分形插值曲面与表面粗糙度三维评定

分形插值曲面理论简述 ,由于零件表面具有分形特征 ,利用三角域上的分形插值曲面理论对实测数据进行表面粗糙度的三维评定。该方法可以大大减少实测数据量 ,提高三维评定效率。     

基于dbN小波变换和自适应高斯滤波的齿面干涉图像相位滤波方法

齿轮齿面形貌的激光干涉测量中，由于齿面高度差较大，采集到的干涉图像中难以避免存在条纹密集区域，容易出现局部条纹粘连、错切等现象，增加了相位噪声和解包裹难度。分析了包裹相位图中条纹密度分布规律，提出了一种基于dbN小波变换和自适应高斯滤波的齿面干涉图像相位去噪方法。首先，利用小波变换分解出包裹相位图中常表现为高频信号的噪声，采用软阈值去噪滤除部分高频噪声；其次，根据包裹相位图频域特征，结合自适应高斯滤波进一步对高频噪声进行迭代滤波处理；最后，设计了相关实验，通过与经典的滤波方法进行对比，所提方法不仅能够有效滤除条纹较为密集的包裹相位图中的相位噪声，而且更大限度地保留了图像细节信息，证明了所提方法的有效性和正确性。     

高斯滤波稳健性能的研究与改进

以表面轮廓信号为例 ,结合图形和参数评估 ,研究了异常信号对高斯滤波性能的影响。引入稳健统计学的思想 ,对高斯滤波进行了稳健处理 ,并比较了几种稳健估计权函数对高斯滤波性能的改进。结果表明 ,稳健算法有效提高了高斯滤波的稳健性     

结构光三维重构中拼接技术的应用

采用结构光投影法,通过摄像机标定技术得到被测物体表面的三维点云数据。根据重构目标采用旋转平台拼接或者标志点拼接,将不同视角下测量所得到的点云数据转换到同一坐标系下。实验证明,旋转台拼接技术能较好的实现小型物体的三维拼接,而标志点拼接技术则更适合运用在大型物体的拼接。     

深孔表面三维形貌测量与控制装置的研制

针对深孔表面三维形貌难于检测的问题，在传统的触针扫描技术的基础上，利用柱面激光-全息光栅传感器，设计出了独特的光栅信号采集处理电路，采用大小数细分与融合的方法，来进行表面微观轮廓信息的采集。由上位机通过PCI总线的多功能板卡及步进电机细分驱动器来进行触针轴向微位移量的高精度运行控制，较好地实现了对深孔表面三维形貌的测量。详细介绍了深孔内表面三维形貌的测量与控制装置的测量原理、软硬件设计及特点，并给出了实验结果。     

三维造型技术在工程制图教学过程中的应用

提出了利用三维造型技术解决工程制图教学中的重点和难点问题.论述了三维造型技术在工程制图中的应用.实践证明,利用三维造型技术辅助工程制图CAI课件教学,能使教学过程变得生动有趣,提高了学生的学习积极性,取得了良好的教学效果.     

基于地貌学的零件表面三维形貌评定

Motif方法作为轮廓法的一种,用7个参数可以完成2维粗糙度和波纹度的评定.近年来,国际上加大了对零件三维形貌评定方法的研究,基于地貌学的理论和Motif方法,对零件三维表面结构要素进行了定义,采用变化树和图形分割等方法,用特殊的点和线表述零件表面山峰和谷地的特性,用谷地的概念描述3维Motif.为了避免过分割现象,需要将无意义的谷地合并为有意义的较大的谷地.峰顶密度、封闭的谷周面积、封闭的谷体体积等评定参数可用于零件三维表面形貌的评定.     

基于透视投影模型的表面三维测量的实现

将明暗恢复形状(SFS)技术应用于表面三维视觉测量。针对传统SFS求解模型的不足,引入一种基于透视投影的反射图模型,并采用高效、简便的灰度梯度算法对该模型进行求解和误差分析。实验结果表明,与正交投影模型相比,透视投影模型的三维表面测量效果显著提高。