基于FPGA工具的关节臂激光扫描测头CMOS图像采集系统

鉴于关节臂激光扫描测头对图像质量、自身重量、体积和功耗等因素的限制,设计了一种基于FPGA的关节臂激光扫描测头CMOS图像采集系统。详细介绍了系统的硬件结构和FPGA的内部模块化设计,结合CMOS图像传感器的工作模式和驱动时序,以FPGA为主控处理器,用Verilog语言编写程序,最终实现对高质量图像的采集、缓存和显示。试验结果表明,设计的图像采集系统方案合理,系统运行稳定可靠,能够获取高质量的线激光光条图像。     

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。     

利用视频判读进行白天测星方法的研究

针对测量船光测设备的电视测量系统白天测星能力的不足,提出了一种新型的白天测星方法.该方法将光测设备测星的视频图像实时记录于计算机的硬盘,并根据判读存储于硬盘中星体图像的脱靶量,完成测量船的航向修正和动态标校.应用这种方法,可以提高光测设备白天测星的能力及测量船的总体测量精度,是一种准实时的、切实可行的白天测星方法.     

基于结构光的嵌入式图像采集系统

针对智能驾驶路面感知过程中,立体视觉对应像素点的快速匹配问题,设计基于结构光的嵌入式图像采集系统,借助光栅发生器对被测物进行扫描,CCD相机抓取被测物光条纹信息,通过以太网传输至PC端。为满足系统图像处理运行效率,采用单片机与FPGA硬件控制方式,利用FPGA并行处理能力和内部逻辑功能来驱动控制光栅发生器与CCD相机,单片机作为系统控制、通讯传输与人机交互单元。经实验验证,该系统可以稳定、可控、实时地对实验所需图像进行采集。     

微型牙齿三维测量技术与系统

为方便扫描牙齿等微小物体的三维形貌,设计了一套专门用于口腔内部直接测量的牙齿三维扫描系统,该系统利用数字光栅投影仪投射结构光,通过远心成像镜头将光栅图像缩小,经光纤传像束传输投射到待测微小物体上,同时采用电子内窥镜获取图像,最后重构出物体的三维形貌。实验证明,该系统切实可行,满足牙齿扫描的微型化、直接化、灵活性的需求,拓展了结构光微测量三维形貌的适用范围。     

光切法在脚型测量技术中的应用

光切法是一种三维曲面非接触测量方法,具有测量速度快,成本低,系统组成灵活等优点.介绍了如何将光切法用于脚型测量以及测量系统的设计、组成、扫描原理、数学模型、图像预处理等问题,提出了采用对称放置的双CCD技术.实验结果表明该系统具有良好的实用价值.     

光电经纬仪测量信息的无损压缩技术

在光电经纬仪测量信息转换成数字图像过程中,如果直接将光测胶片转换成位图图像,形成的数据量极大,不利于传输和存储,而进行压缩又影响图像质量,降低判读精度. 本文采用图像处理技术,根据光测胶片的信息记录原理及数据处理的具体要求,设计了一种将胶片图像划分成不同区域进行处理的方法,对影响判读精度的区域进行直接存储,对其他区域进行压缩处理,并保存各区域与十字丝中心的相对位置以保证图像恢复时各区域精确地合成,此种方法降低了图像信息的数据量,确保了数据处理精度,实现了光测胶片图像的数字化,解决了光电经纬仪测量信息存储和传输中数据量巨大的难题.     

基于DLP数字微镜的结构光三维扫描系统

为了提高现代化生产中的效率和满足三维扫描的需求,设计了一种能够准确提取物件表面三维轮廓信息的扫描系统。系统采用结构光三维成像方法,先通过普通白光将光栅投影到被测物体表面,利用工业相机采集变形光栅图,再根据变形光栅图像中的灰度值变化,用傅里叶变换轮廓法解调出三维坐标信息。实验结果表明,使用傅里叶变换轮廓法重构可获得效果理想的三维点云,其为三维轮廓扫描提供了实验方法,同时也为提高点云精度提供参考。     

光切显微镜图像提取系统的数字化改造

改装了光切显微镜图像提取系统 ,采用数字摄像头摄取表面轮廓图像 ,通过图像处理 ,可提取被测表面的二维轮廓曲线 ,计算出多种表面粗糙度参数值 ,并可打印图形和相关报表。     

基于HALCON的汽车前照灯检测系统的研究

在工业生产中,对前照灯检测的精度和速度要求越来越高。在汽车前照灯检测原理的基础上,通过HALCON和Microsoft Visual Studio完成前照灯检测系统的研究设计。针对车灯的光形图像,通过亚像素坎尼边缘提取法、Tukey加权函数的线性拟合法、灰度重心法等,实现了近光明暗截止线、近光拐点、远近光光束中心及光轴偏转角等参数的准确检测。实验结果表明:该系统检测精度高,稳定性好,具有较高的应用价值。     

通用机器人视觉检测系统的全局校准技术

介绍了基于通用机器人的车身在线柔性视觉检测系统的工作原理和在复杂现场环境下使用激光跟踪仪和测量臂进行全局校准的实用方法。基于测量姿态的全局校准方法利用机械约束将传感器坐标系和靶标坐标系统一起来,实现测量姿态时传感器坐标系与系统基准坐标系的坐标转换。基于机器人运动学模型的全局校准方法利用机器人末端关节位姿可通过正向运动学获知的特点,在现场构建机器人基坐标系,并通过坐标变换获得与机器人运动精度无关的手眼关系,实现了任意姿态时的全局校准。实际测量的结果表明,应用两种校准方法后系统的重复性精度都十分理想,测量装置重复测量标准差和系统重复测量标准差分别为0.07mm和0.13mm,能够满足在线监控白车身加工尺寸变化的精度要求;系统进行坐标测量时的误差分别为±0.2mm和±0.8mm。     

大型汽轮发电机组轴承负荷在线监测方法研究

提出大型汽轮发电机组轴承负荷在线监测的意义；对比分析目前大型汽轮发电机组轴承负荷的各种测试方法；指出现11轴承支承力法，即通过安装在轴承与轴承座间的测力传感器直接测量轴承负荷的方法，是对大型汽轮发电机组轴承负荷在线监测的一种较好方法；并提出测轴承支承力法的关键技术，即机组轴承负荷传感器的结构适应性、功能适应性、长期稳定性和可靠性要求；研究测轴承支承力法对大型汽轮发电机组轴承负荷在线监测的可行性。研究结果表明，测轴承支承办法是必要和可行的。     

A magnetoelastic viscometer for on-line monitoring of viscosity of lubricating oils

The paper discusses the prospects for developing means for on-line measurement of the viscosity of lubricating oils, including diagnostic instrumentation based on magnetoelastic interaction. The theoretical basis for the development of magnetoelastic sensors and the main concept of measuring the fluid viscosity are presented. Two methods of measuring the viscosity are described. The first method is based on estimating variations in the natural frequency of oscillations of a sensitive element and the second involves analysis of the decay rate of the amplitude of oscillations. The design of the developed magnetoelastic sensor and the experimental results of comparing the two measurement methods are reported. The paper also presents the comparative results of measurement of the oil viscosity by a magnetoelastic sensor, a capillary viscometer, and a solid-state piezoacoustic sensor. It is shown that the reliability of the magnetoelastic sensor is high from the viewpoint of on-line monitoring; owing to its relatively low cost and ease of maintenance, it has wide potential for application in monitoring of lubricating oils in tribosystems.     

基于双目立体视觉的孔心距测量

提出一种将双目立体视觉技术应用于孔心距测量的新方法,并开发了相应的测量系统。考虑到Hough变换非线性、速度慢的缺点,采用了最小二乘椭圆拟合算法计算孔心距。实验结果表明,该测量方法兼具高精度和高速度,可满足高精度实时在线测量的需要。     

基于虚拟仪器的板形模式识别系统研究

介绍了气动板形检测辊的板形信号检测原理,详细阐述了普通多项式最小二乘法、正交多项式最小二乘法和基于欧氏距离的模糊模式识别法,利用虚拟仪器LabVIEW软件开发了基于上述三种方法的板形模式识别系统。通过气动板形仪在线测试了300型可逆冷轧机板形张力信号,并对张力信号进行了模式识别。实验表明：该板形模式识别系统具有良好的稳定性和有效性,良好的图形交互界面和实时测试性能为板形闭环控制提供了方便。     

表面粗糙度非接触式测量技术研究概况

表面粗糙度对工件表面质量有很大影响，采用非接触方法有利于实现表面粗糙度的快速、无损伤、在线检测。文中重点介绍了基于光学散射、光学干涉和图像处理技术的表面粗糙度非接触测量方法及其研究现状。     

金属腐蚀在线监测系统的研制

基于电化学线性极化和弱极化测定方法，本文设计了一种金属腐蚀速率在线监测系统．成功地实现了金属腐蚀速率和极化电阻的自动在线监测和实时数据显示。对比实验表明．监测系统性能稳定．测量速度快、测量结果可信。     

高精度非接触式自动外径测量方法研究

针对我国目前零件产品在线检测自动化程度不高,无法完全和零件生产的精度和能力相匹配的问题,在研究非接触式测量原理的基础上,对高精度、大直径的零件产品特点进行分析,采用数字CMOS激光传感器的作为测量工具,提出了多台传感器并行的测量方法.同时,在不增加成本的情况下,分析研究了测量精度提升的改进方法.实验结果与分析表明,此高精度非接触式自动外径测量系统可以完成5 μm精度的零件测量,自动判定合格并且声光电的方式报告判定结果.此系统提高了零件产品在线检测自动化程度,避免了人工测量的不足.     

在线测量技术在数控加工中的应用

在线测量用于数控加工中,可以提高加工品质、降低缺陷。了解在线测量的工作原理和配置方法,有利于更好的利用在线测量。通过实现刀具在线监控,可以掌握基本的在线测量应用方法,达到举一反三的效果。     

异形零件在线检测方法的研究

提出用包络测量方法实现异形零件在线检测的设计思想，并以车削异形零件为例，讨论了包络法检测异形零件的计算处理方法。