用正弦尺侧挡板定位测量圆锥角

本介绍了一种应用正弦尺侧挡板定位测量圆锥角的测量方法，该方法适用于对高精度锥角的测量及量规的检定，并对该方法进行了必要误差分析。     

基于机器视觉的条码尺精确测量技术在落纱小车中的应用

针对自动络筒机落纱小车自主开发需求,设计出一种基于机器视觉的条码尺精确测量技术检测落纱小车在轨道上的位置。该测量方法以条码尺为基准,条码尺由刻度尺和条形码组成。实验中首先在相机初始位置对相机与条码尺进行标定,相机移动过程中实时获取当前对应条码尺图像,计算出当前条码尺坐标,从而计算出相机相对于条码尺的位移。结果表明:该测量方法无累积误差,实现了小车在行走过程中位置的实时监测。相机帧频为30 Hz、物距为15 cm时,输出图像分辨率为640×480像素;小车运行速度小于2 cm/s时,条码尺坐标测量误差小于1 mm;速度在2~6 cm/s之间时,条码尺坐标测量误差为1~2 mm;速度为6~10 cm/s时,条码尺坐标测量误差为2~3.5 mm。该方法能够满足落纱小车低速运行情况下定位精度的要求。     

线阵CCD位移测试技术的误差分析

利用线阵CCD进行位移测量的两种方法 :边缘检测法和中心检测法 ,其相关的误差来源是不同的。根据静态位移测量和动态位移测量两种情况 ,从原理上对边缘检测法和中心检测法的测量误差进行了分析并对两种方法进行比较 ,分析了应用中存在的局限性。     

多功能线纹尺自动测量装置研制

针对目前标准钢卷尺、铟瓦水准标尺、数字水准仪条码尺测量过程中遇到的问题,基于激光干涉测长和图像处理技术对线纹间隔进行测量的原理,研制开发出了多功能线纹尺自动测量装置.探讨了数字水准仪条码尺的解码机理,分析了条码尺的编码图,对各公司生产的条码尺给出了校准方法,评估了整套装置的测量不确定度.实践证明,该装置能对多种高准确度的线纹计量器具进行有效检测.     

数字水准仪测量系统关键算法

针对数字水准仪如何实现自动化读数问题,根据"用不同宽度的条码组合来表征数字水准仪标尺面的不同高度位置"的编码原则,研究了双正弦条码标尺应用于电子水准测量中实现标尺自动化读数的定位原理.基于两正弦信号的相位差和采样值组合都分别与标尺位置一一对应的关系,讨论了两种不同参量的自动测量算法,推导并给出了计算公式,一种方法是采用傅里叶变换和线性换算解码读数,另一种方法是利用条码图像宽度匹配和几何法解码读数.根据两种解码方法各自的特点,选取相应的信号参量设计出合适的条码.条码读数模拟实验结果表明了两种解码算法的有效性.     

正弦尺所垫量块的计算及误差分析

给出了计算正弦尺所垫量块尺寸的四个公式并计算出L＝100mm和L＝200mm的正弦尺测量不同角度时应垫量块的具体数值，分析并给出由于制造误差正弦尺安装成不同角度的综合误差。     

一种移动视觉测量系统的建模及标定方法

针对一种立柱式二维移动视觉测量系统,提出了其数学模型的建立和标定方法。分析了测量原理和系统组成,并通过对运动定位和摄像机成像的独立建模,构建了符合测量原理的整体数学模型。标定时,在完成对定位误差等13项几何误差标定的基础上,通过移动摄像机使圆孔靶标的像平均分布在摄像机的像面上,根据靶标的工作台位置、像点坐标、以及测量时对应的运动机构移动量,利用最小二乘非线性拟合方法实现对摄像机成像模型参数的标定。实验结果表明:经建模和标定后,测量平均误差为1.8μm。利用该方法进行移动视觉测量系统的建模和标定,可以有效地保证系统的测量精度。     

光栅位移测量系统的误差自修正方法研究

文中介绍的误差自修正方法是通过光栅位移测量系统中单片机对光栅传感器的多个零位信号进行计数,并根据测量值和系统设定值得到的误差函数自动进行误差修正.实验结果表明,该方法对光栅位移测量系统的误差既可自动进行有效的修正,又可提高系统的测量精度.     

基于非本征F-P干涉技术的全光纤位移测量系统北大核心CSCD

为解决传统分离镜组式干涉仪体积较大,无法在空间受限的环境条件下应用的问题,开展了全光纤F-P干涉位移测量技术研究。根据干涉原理分析了不同反射率条件对干涉信号形式的影响,计算得出:当反射率为4%时,多光束干涉的光强信号将近似为正弦函数,并利用有限元仿真对位移测量原理进行验证。设计搭建了基于非本征F-P干涉技术的全光纤位移测量系统。实验结果表明:该系统在1 min内静态噪声电压标准差为23.3 mV;在1 mm位移范围内,该系统与XL-80激光干涉仪的测量结果呈现高度线性关系,线性相关系数R 2为1,且该系统位移测量重复性优于XL-80激光干涉仪。     

复合式叶片型面测量系统的误差 分析与补偿

针对具有复杂型面的叶片类零件检测中所面临的数字化测量问题,提出了一种复合式的测量原理与方法。分别采用接触式的电感原理和非接触式的激光三角原理测量叶片的叶根基准以及叶身型面,并基于此原理设计研制了叶片型面四坐标测量系统。研究中结合该系统的机械结构特征,对影响其测量精度的各项几何误差进行了系统的分析,并提出了基于激光干涉测量的误差提取与补偿方法。实验结果表明,应用提出的误差分析与补偿方法可有效获取叶片型面四坐标测量系统的几何误差并显著提高其测量精度。     

雷达-光电经纬仪联合定位模型及误差分析

在现代靶场测量系统中,将不同测量设备测量数据进行融合处理以提高系统的综合测量水平和设备的使用效率。利用部署在光电经纬仪附近的雷达,建立雷达-光电经纬仪联合定位模型,将测角信息和部署在其附近雷达的测距信息进行数据融合,可以得到目标相对于经纬仪的距离,从而确定目标的空间三维位置;分析了定位模型的主要误差来源和典型情况下的误差情况。其结果表明,在典型情况下雷达经纬仪联合定位模型距离定位误差与雷达测距误差基本相当。     

标定飞机方向舵角位移的视觉测量法

飞机飞行性能试验前需标定其方向舵的角位移传感器.基于单目视觉,以三个圆心为靶面的基本标志,圆周为辅助标志;用两直线段的交点标明圆心位置.取平行于像面的直径为特征直径,借助它容易从像面椭圆图像提取靶面深度信息,并建立简单、精确的逆透视变换公式.设计了亚像素法处理照片,能精确测出圆心像点位置和特征直径的像长,用来求圆心的世界坐标,得到靶面的平面方程.舵的角位移可用靶面角位移表示.计算机仿真结果,圆心像点位置测量误差小于0.02 pixel,角位移测量误差小于0.005°.靶面与舵轴不平行导致的测量误差能及时修正,可降低对靶面安装的要求,使操作简单.能在现场标定飞机副翼、襟翼,升降舵、方向舵的角位移.     

基于单缝衍射原理的圆度误差测量方法

提出了一种全新的圆度误差光学自动测量方法.新方法基于单缝衍射原理,利用工件的圆度误差来改变衍射单缝的宽度,进而改变衍射条纹的间距.在测量单缝衍射中央明纹的宽度时,提出了用最小二乘法对测量到的衍射图像的光强分布进行二次曲线拟合,并由拟合得到的数学表达式,确定衍射暗条纹的精确位置.由导出的工件圆度误差与单缝衍射中央明纹宽度之间的关系,用最小二乘法对工件的圆度误差进行了评定.测量结果表明,新的圆度误差测量方法是可行的,圆度误差的相对不确定度小于1.4%,并且测量系统具有操作方便、精度高的优点,新方法也可应用于锥角、直线度误差等其它几何量的精密测量中.     

光电经纬仪测量飞行器三维坐标方法及误差分析

介绍一种用于光电经纬仪精确测量飞行器三维坐标的计算方法，该方法利用空间两异面光轴公垂线估计交会点位置，克服了常规处中的模型误差，分析了观测量误差 产生的原因并提出了改正方法，对定位测量误差进行了仿真，结果表明，利用该方法并合理布站可显著提高从标测量精度，对于机动大目标的坐标测量误差小于0．20m。     

面向机器人标定的单激光跟踪仪顺序多站式测量系统建模与分析

为实现大型串联工业机器人的高精度标定,搭建了一种单激光跟踪仪的顺序多站式测量系统。该系统仅需单台激光跟踪仪,先后在不同的基站位置对工业机器人的末端位置进行独立测量,并基于多边测量方法计算机器人的末端位置。计算过程中仅需激光跟踪仪的距离信息,有效地优化了末端位置的测量不确定度。首先,建立了该测量系统的仿真模型,深入地分析了测量点的数量与分布形状、测量距离以及工业机器人定位精度等因素对系统测量精度的影响;然后,依据分析结果确定单激光跟踪仪顺序多站式测量系统的搭建方案。实验结果表明:该系统在2.5m距离上的测量误差仅为0.023mm,优于激光跟踪仪的测量精度,满足大型串联工业机器人参数标定的测量精度要求。     

Accuracy verification of a simple local three-dimensional displacement measurement method of DIC with two images coordinates

There are two methods applied for three-dimensional digital image correlation method to measure three-dimensional displacement. One is to measure the spatial coordinates of measuring points by analyzing the images. Then, the displacement vectors of these points can be calculated using the spatial coordinates of these points obtained at different stages. The other is to calibrate the parameters for individual measuring points locally. Then, the local displacements of these points can be measured directly. This study proposes a simple local three-dimensional displacement measurement method. Without any complicated distortion correction processes, this method can be used to measure small displacement in the three-dimensional space through a simple calibration process. A laboratory experiment and field experiment are carried out to prove the accuracy of this proposed method. Laboratory test errors of one-dimensional experiment are similar to the accuracy of the XYZ table; the error in Z-direction is only 0.0025% of the object distance. The measurement error of laboratory test is about 0.0033% of the object distance for local three-dimensional displacement measurement test. Test and analysis results of field test display that in-plane displacement error is only 0.12 mm, and the out-of-plane error is 1.1 mm for 20 m × 30 m measuring range. The out-of-plane error is only about 10 PPM of the object distance. These test and analysis results show that this proposed method can achieve very high accuracy under small displacement for both of laboratory and field tests.     

反求工程中融合特征捕捉的光学三维测量方法

特征在反求工程实体建模中具有重要的作用,在三维测量过程中实现特征捕捉,可保证实体建模的精度和效率。提出了基于格雷码投影的融合特征捕捉的光学三维测量方法,在测量过程中采集一幅无光栅图像,通过无光栅图像的边界检测与格雷码特征提取相结合,实现了三维测量与特征捕捉的融合。对典型工业零件进行了实验,在测量过程中实现特征的有效捕捉,保证了特征的识别和精确提取,测量效果良好,分辨力达到了 0.1mm。该方法在反求工程中具有一定的实用价值。     

大行程超精密二维运动平台定位系统的研制

为了解决光学二维线纹标准器的量值溯源和校准以及掩膜板的高精度测量,设计了高精度激光二坐标标准装置.在装置中研制了一套超精密二维运动定位平台,该平台利用双频激光干涉仪测长作为位置反馈,直流力矩电机回转轴作为摩擦轮,通过滑动摩擦力驱动滑动光杆前后移动X-Y气浮平台,该运动定位系统具有运动平稳、重复定位精度高、测量行程大于300 mm以及最小步距分辨力为10 nm的特点,可以满足高精度激光二坐标标准装置要求的大行程、微进给和纳米级定位精度的要求.     

集成线性编码器的高精度大行程原子力显微镜探针结构的设计和构建

提出了一种高精度、大行程的原子力显微镜探针结构,可用于测量大面积的微观结构表面.该探针结构包括一个硅悬臂梁和一个环形的预压型电(PZT)执行器,执行器沿Z轴的行程为70μm,其内部集成了一个具有纳米级分辨率的小型线性编码器,可用于测量PZT执行器的位移,编码器的刻度沿执行器的轴向(Z轴)排列以消除阿贝误差.此线性编码器使原子力显微镜探针PZT执行器的行程范围内具有1nm的分辨率,原子力显微镜探针结构联接有两个线性平移台,可用于X和Y方向扫描样本,扫描面积为50mm(X)×40mm(Y).X向平移台和Y向平移台的移动量可由线性编码器测得,分辨率为纳米级.进行了正弦曲面的测量实验.