基于最优投影平面的立体视觉空间圆位姿高精度测量方法

现有基于双目立体视觉的测量方法的测量精度依赖于标定精度,在受遮挡时测量精度不高.文中首先分析并证明在双目立体视觉系统外部参数误差存在时,投影曲线上点的立体匹配误差对点的重建精度的影响.然后基于此误差分析结论,设计立体视觉空间圆位姿测量方法,通过轮廓点筛选算法筛选投影曲线上的点,得到匹配误差较小的点并进行重建.利用重建点在深度方向上对非线性优化得到最优投影平面的投影,对空间圆进行拟合,得到空间圆的位置姿态.文中方法有效减小三维点重建误差对空间圆拟合精度的影响,提高圆形特征在受遮挡情况下的测量精度.最后通过实验验证方法的有效性.     

基于遗传算法的等距型面误差测量

等距型面轮廓曲线为非圆曲线的一种,对其参数的测量和误差的计算比较困难,目前尚没有统一的评价标准。根据圆的测量方法,选用最小包容区域法来评定距型面的轮廓参数及其误差并建立了相应的求解数学模型。由于其数学模型的求解过程是一个多目标优化的复杂过程,所以采用了遗传算法对该数学模型进行了求解。结果表明该方法提高了等距型面轮廓曲线的参数和误差的测量精度,为等距型面的精确测量提供了新的计算方法。     

基于改进随机Hough变换算法的开缝衬套圆度检测

圆度误差作为开缝衬套的形状误差之一,对开缝衬套冷挤压强化工艺的性能有重要影响,是开缝衬套几何精度的重要指标.探讨了一种基于图像测量技术的圆度误差测量方法.该方法通过对开缝衬套进行图像采集及图像预处理,提取出噪声较少的图像轮廓,然后利用改进的随机Hough变换,结合最小二乘圆法对开缝衬套进行圆度误差评定.实测表明,用该方法进行圆度误差的测量是可行的,并具有测量精度高、实用性强等特点.     

连续微段前瞻及加减速算法

针对目前实时曲线重构微段加工方法存在的不能准确重建设计轮廓、重构曲线的轮廓误差大于轮廓误差允许值的问题,在前瞻算法中新建了曲线轮廓重构条件,其中包括基于转角允许通过速度的转角条件和基于连续转角与段长相关变化的段长条件,同时提出了基于节点的S型加减速速度规划算法.在应用该算法进行的仿真与实验中,重构曲线与微段间的最大轮廓误差小于原曲线在CAM软件中生成微段时所设定的允许轮廓误差,且加工效率是传统微段加工过程的1.5～3.3倍.实验结果表明,采用文中算法可以从NC代码中有效地区分出原设计轮廓中的几何元素,找到轮廓上的基点,从而能准确地还原零件的设计轮廓,并使插补点精确地通过每个重构段的段内节点,在提高了加工效率的同时保证了加工精度.该项研究结果可应用于中高档数控系统设计及复杂曲面的加工中,以提高加工效率.     

基于MATLAB的平面线轮廓度误差评定

为准确快速评定线轮廓度误差,提出了一种基于分割逼近法与MATLAB相结合的用于计算平面线轮廓度误差的新方法,该方法符合最小条件原理;它根据平面线轮廓度误差的定义建立了误差评定的数学模型,采用分割逼近法快速求取测点到理论曲线轮廓的最小距离,通过坐标变换实现被测轮廓与理论轮廓位置的匹配,消除因位置偏差引起的线轮廓度评定的不精确问题.阐述了平面线轮廓度误差评定的步骤;实验结果表明该方法能够快速获得较好的误差评定结果.     

基于电容传感器的大型工件圆度误差测量系统

轴类回转工件的圆度误差是衡量机床加工水平的重要指标.针对大直径轴类工件无法采用传统圆度仪进行圆度误差测量,介绍了三点法测量轴类回转工件圆度误差的理论基础、数学模型.采用非接触式电容传感器进行微位移测量,介绍了传感器结构与测量电路基本原理,搭建了适用于圆度误差测量基于电容传感器的硬件系统,应用虚拟仪器技术开发了可用于数据采集、线性校正、误差分离与评定的专用测试系统.最后进行了测试实验,通过对多次测量数据的分析评定测量系统的可靠性与精度.     

基于机器视觉的物料瞬时流量测量系统设计

针对粮食物料运输过程中传统的过磅计量方式存在较大误差、资源浪费、影响物流效率等问题,设计了一种基于机器视觉的带式输送机物料瞬时流量测量系统。通过提取物料表面线激光轮廓,并开发基于梯形面元积分的物料流瞬时流量计算算法,求出物料瞬时流量。实验结果表明:测量系统最小误差达到1. 45%,整体测量误差在5%以内,有较高精度,可以满足带式输送机物料在线流量测量需求。     

叶轮风速表示值误差测试方法研究

以皮托管和微压计测量的空气流速作为参考风速,研究叶轮式风速表的风洞实验室示值误差测试方法;介绍了叶轮式风速表的工作原理,分析了测试所用到仪器设备技术指标,进行了叶轮式风速表实例测试,对测试实例进行了不确定度评定与分析并作了示值误差的符合性判定;结果表明,5 m/s及以下时不确定度的最主要来源为风洞流场总压和静压差的测量,5 m/s以上时不确定度的最主要来源为风洞流场的不均匀性、皮托管与气流夹角等影响量,可通过提高微压计精度、减小风洞流场不均匀性和减小皮托管与气流夹角等方式进一步减小测量不确定度。     

数控系统连续微段重构与插补算法

针对目前微段加工所采用的非重构微段加工方法中存在的因加工轨迹与设计曲线轮廓误差较大而产生的轮廓加工精度较低的问题,及因微段节点处速度方向不连续而导致的加工表面质量不高、加工过程机床振动较大的问题,在计算机数控(computerized numerical control,CNC)中采用实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工以实现对复杂曲面的高速高精度加工.微段插补技术包括样条曲线的实时重构及递推插补算法,及建立满足插补过程中加减速要求的且可以直接递推的插补样条曲线的重构条件.应用微段曲线重构技术进行的样件数控加工实验中,在保证曲线轮廓加工精度达到微米级精度的同时,加工速度提高了2～2.4倍.实验结果表明,实时曲线重构微段加工不仅可以实现在重构曲线的范围内只进行一次整体加减速的速度规划,提高加工效率,而且加工轨迹的进给速率的衔接平滑、轨迹光滑、表面质量好,并且利用重构的可以直接递推插补的样条曲线,有效解决了复杂算法加工过程中精度与运算速度的矛盾,提高了加工精度.     

基于Matlab GUI的复杂曲面轮廓度误差评定系统

在分析现有的复杂曲面轮廓度误差评定方法的基础上,开发基于Matlab GUI的复杂曲面轮廓度误差的可视化评定系统。该系统软件可读取并存储三坐标测量机测量所得的曲面离散数据,对实验测量所得的数据进行插值拟合、测头半径修正和坐标变换并能同时显示变换曲面图形,最终进行曲面轮廓度误差的评定。通过对飞机壁板的实测数据进行误差分析处理,验证了系统的正确性与可行性。