变边限高斯拟合提取激光条纹中心线方法的研究

投射到物体表面的激光条纹因被调制在条纹不同位置处其宽度也各不相同.因此高斯拟合法提取宽度有变化的激光条纹中心线时,由于不能确定合适的拟合数据使得提取精度较低.针对该种情况,提出了变边限高斯拟合法来提取激光条纹中心线,其特点是当激光条纹粗细发生变化时其高斯拟合数据边限也发生与之对应的改变,具体步骤是先采用极值法和边缘取中法获得条纹像素级的中心位置,然后采用阈值法提取出条纹各列法向宽度值,通过条纹法向宽度值和近似中心位置选定恰当的拟合数据进行高斯拟合.实验证明该法可获得亚像素级的激光条纹中心线,提高了提取精度.     

线结构光条纹中心全分辩率精确提取方法

线结构光三维坐标测量中,激光条纹中心的提取直接影响测量的分辩率与精度。本文提出了基于灰度阈值法提取条纹全分辩率初值中心,在初值处应用灰度梯度计算光条纹法向,最后在条纹法线方向精确计算光条纹能量中心的方法。实验结果表明,该方法有效地避免了被测体曲率变化大反而提取数据密度小的问题,提高了光条纹受被测物体表面调制后,条纹中心提取的精度,实现了条纹中心的全分辩率精确提取。     

一种多结构光条纹亚像素中心提取方法

在使用结构光方法进行工件或物体的三维信息快速测量中,需要对工件或物体投射多条结构光条纹,快速准确地提取各投射光条的中心是实现精确检测的关键问题之一。文中提出了一种多结构光条纹亚像素中心提取方法,首先扫描整个图像确定光条数目;接着提取各光条的边缘坐标信息;最后利用高斯拟合求取各光线条纹的亚像素中心。实验表明,该方法能有效识别多结构光条纹并提取其亚像素中心。     

基于视觉特征的厚板机器人焊接焊缝轮廓的有效提取

基于结构光的主动视觉传感技术是用于厚板机器人自动焊接中检测焊缝信息的一种有效途径。针对焊接过程中采集的焊缝图像包含或不包含电弧区域的两种情形,提出了一种基于视觉特征的适用于典型接头的激光条纹提取的通用算法。该算法利用Gabor滤波生成方向特征图,阈值分割后利用最近邻聚类算法对激光条纹和干扰数据进行聚类,根据聚类结果获得各类数据点在图像中的空间跨度,且只保留跨度值大于平均跨度的类,实现激光条纹的粗略提取;在从粗略提取结果中获取首个激光条纹分段的前提下,利用后续待识别的类与前一次已提取的激光条纹分段的欧式距离和类的自身跨度,设计了一个能提取激光条纹后续分段的竞争策略,从而实现激光条纹主体轮廓的准确提取;根据激光条纹视觉投射特点,设计了一个提取主体轮廓各分段之间的激光条纹细节的有效规则,实现激光条纹细节的提取。利用厚板T形接头和对接接头焊接中采集的焊缝图像验证了文中激光条纹提取算法的有效性,为厚板机器人自主焊接智能系统面向多种接头焊接应用的集成提供了可能。     

基于线结构光的冰箱门装配间隙在线检测方法

提出了一种基于线结构光的双门冰箱装配间隙在线检测方法.工业数字相机拍摄投射在冰箱门上的激光条纹;通过连通区域搜索,捕捉图像中条纹位置;采用高斯曲线拟合法提取条纹中心线;通过三角法获得中心线的偏移量对应的装配间隙.对测量数据进行倒数变换,使得检测方法的输入输出具有线性关系,方便工业现场标定.实验与现场测量数据表明该方法能够满足工业现场应用.     

基于线结构光的大型螺纹在线测量与重构方法研究

针对汽轮机内缸大型螺纹缺乏有效的在线测量手段,提出了基于线结构光的非接触式测量系统。通过CCD相机采集激光发射器投射的线激光图像,对图像进行预处理并提取螺纹条纹中心参数,得到螺纹特征点数据,并由此计算出螺纹大小径、中径、牙型角、螺距以及导程角参数。采用逆向工程软件对工件进行表面重构,试验结果表明,该系统测量效率高,精度可达30μm。     

基于遗传算法的结构光条纹中心检测方法

为提高结构光三维信息获取系统的精度,提出了一种激光条纹中心检测算法.该算法基于遗传算法并具有优化图像阈值选取的性能,可以很好地分割激光条纹.利用图像处理和方向模板的方法,在激光条纹的基础上进一步提取激光中心线.实验表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,能够准确有效地获取结构光条纹中心,满足系统精度的要求.     

线结构光条纹中心的全分辨率精确提取

激光条纹中心的提取是线结构光坐标测量系统的关键技术之一,本文对条纹中心的高分辨率精确提取进行了研究.首先,基于阈值法全分辨率提取条纹初值中心;然后,在条纹初值中心域应用灰度梯度与Bazen方法计算条纹法向,最后在法线方向精确获取光条纹能量中心.采用分辨率为768×576的相机,应用V形检测块进行对比实验,结果表明:提取的中心点分辨率为1 086点,比传统方法增加了42.5%,且无冗余点;中心点到由中心点拟合的直线的平均距离最小,分别为0.294与0.306 7 pixel;条纹法向计算精确,计算时间为75.8 ms.该方法避免了被测体表面曲率变化大、提取中心密度小等问题,提取的精度与鲁棒性高,满足在线精确测量要求.     

卷板机更新改造实例

卷板机因长期的使用,它的功能发挥会受到一定限制,如:由于自身磨损,致使辊筒受力不均易呈锥形,工件下端面与支承面磨擦,影响上下曲率的均匀性。以及较长板料有自重下塌的工件卷制现象等,为确保卷板机的性能质量,实施必要的更新改造就尤为重要。 我们在一台自制水平下调式卷板机的基础上进行了三方面的改进设计。 原卷板机存在着上下两辊从右向左偏离轴线向外扩张的问题,影响了卷板机的同轴度、平等度,中心距对称度等方面的精度要求,导致加工板材的质     

基于局部阈值的激光拼焊焊缝条纹中心线快速检测方法研究

基于视觉的激光拼焊焊缝表面质量在线实时检测系统中,结构光条纹中心线能否快速、准确提取是影响检测系统性能的关键因素之一。传统的高斯拟合法和Hessian矩阵法虽然具有较高的亚像素提取精度,但其计算量非常大,无法满足实时性的要求。文中在分析激光拼焊焊缝质量检测系统中结构光条纹图像特点的基础上,将传统的几何中心法引入到结构光条纹中心线提取中,提出了一种精度介于像素级到亚像素级之间的局部阈值几何中心法。实验表明:该算法具有较高的精度和较强的抗干扰能力,实现了视觉检测系统中结构光条纹中心线的快速提取,为激光拼焊焊缝质量视觉检测系统在线实时检测奠定了基础。     

双目视觉测量中等匹配点的光条中心提取

为了精确、快速提取激光条中心,使其提取结果更适用于工业现场特征尺寸的双目视觉测量,提出了一种等匹配点的激光条中心提取方法。利用灰度重心法粗提取出激光条中心点,计算灰度梯度方向,确定光条边界。接着,根据左右图像中激光条的粗提取结果确定基准光条,对另一幅图像中的对应光条进行插值。然后结合灰度梯度方向与插值结果对激光条进行重提取,得到等匹配点的亚像素中心坐标。最后,利用激光条中心点提取结果重建陶瓷平板、金属板表面及加工现场锻件表面的特征信息。实验结果表明,本文方法提取陶瓷板与金属板的激光条中心点的匹配率分别为99.887%与98.276%,宽度重建的相对误差分别为0.638%与0.488%,激光条中心提取结果能有效重建锻件表面的特征信息,满足工业现场对测量的精度、速度和鲁棒性要求。     

Contour extraction of a laser stripe located on a microscope image from a stereo light microscope

A stereo light microscope has a special optical structure that consists of two optical paths. With two cameras fitted on its imaging planes, a microscopic binocular vision system can be constructed, and this system can be applied in three‐dimensional (3D) shape measurements of a microscopic object. A novel‐shape reconstruction system is developed in this article composed of laser fringe scanning and a stereo light microscope. A laser projector emits a thin light sheet and projects it onto the microscopic object's surface. The microscopic object is placed on a micro‐displacement mechanism and moved in a given direction. The entire surface of the object is scanned by the light sheet. This system captures a series of microscopic images of the laser stripe, which are used to restore the 3D shape of the object. In this article, we mainly focus on the study of the laser stripe detection method, which is derived based on the Canny rule. First, the Canny rule outputs pixels at the left and right edges of the laser stripe. Then, a subpixel edge extraction method is proposed based on polynomial fitting that outputs the center curve of the laser stripe. Finally, an edge filter is used to smooth the edge burrs, and the Hermite interpolation method is used to link the broken edges and construct continuous, smoothing edge contours. The results show that this method can effectively find the subpixel position of the laser stripe and output high‐quality edge contours. The method is suitable for extracting the contours of a laser stripe located in a microscope image.     

轴承套圈锻造过程的计算机仿真研究

本文运用MSC-Marc软件对轴承锻造加工过程进行了计算机仿真.以金属成形理论和有限元方法基本原理为基础,建立了热力偶合刚粘塑性轴承锻造模型.包括对材料特性进行了完整的描述,确定了成形模拟中体积不可压缩实现方法.以二代轮毂轴承外圈锻造为例进行模拟分析.模拟分析中进行了冲头力的计算及对两次预成形模型的实验和模拟结果的对比;提出了产生过大冲头力的一个原因是最终成形阶段工件在模腔内分布不均使变形速率急剧增加;分析了工件应力和模具结构的关系及其优化问题,对冲头的倒角圆弧半径作了优化;对温度效应、表面质量和金属流线等锻造设计有关问题作了讨论.提出了预成形坯的设计优化准则,以此设计了二代轮毂轴承外圈的优化的预成形结构,冲头力比原设计下降了一半以上.     

AUTOMATIC SEAM TRACKING SYSTEM OF SUBMERGED ARC WELDING BASED ON FUZZY-P CONTROLLER

An automatic seam tracking system used in submerged arc welding is presented. In the system, the linear CCD vision sensor is installed in front of the welding torch. Laser structure light emitted by the semiconductor laser irradiates on a slant to work-piece surface and forms a structure light strip on work-piece surface. Scatter light of the strip is received by linear CCD on top of the seam and the image information of seam can be obtained. By way of image processing and applying Fuzzy-P controller in tracking process, automatic seam tracking has been realized accurately. Anti-disturbing ability of the system to work-piece surface status has been enhanced largely by classified microadjus-tment of torch height.     

冷轧板颤纹缺陷的分析及对策

颤纹缺陷是影响冷轧板表面质量的主要原因，从产生原因分析主要与轧机振动、轧辊磨削、轧制工艺的制定有关系。通过对轧制工艺、设备、轧辊磨削、操作方面的控制和调整，使颤纹缺陷得到控制和消除。     

汽车前轴制坯辊锻数值模拟与工艺分析

采用基于热力耦合的刚粘塑性有限元法对汽车前轴制坯辊锻成形工艺进行了模拟,获得了汽车前轴制坯辊锻成形流动过程、力能参数曲线和工件及辊锻模具的温度场。阐述了制坯辊锻过程中工件和模具的温度变化趋势,明确了温度变化对工件初始温度的选择和对辊锻模具使用性能的影响,分析了具有礼帽形型槽的异形截面和上压力轧制方式对制坯辊锻工艺的影响和作用。     

基于结构光视觉的激光拼焊焊缝质量检测方法研究

焊缝质量自动检测是实现焊接自动化的关键技术。文中在分析结构光视觉检测原理的基础上,建立了基于结构光视觉的激光拼焊焊缝质量检测系统并对检测系统的图像处理方法进行了研究。对原始图像进行了开窗处理和中值滤波,并使用迭代阈值法获得了结构光光纹。提出了一种简化的模板获得了光纹的边界点并使用几何中心法提取了光纹中心线。使用平均斜率法识别出光纹中心线的特征点。分析了激光拼焊焊缝截面轮廓的特点并建立了截面轮廓几何参数计算方法。实验结果表明该检测系统可以完成焊缝截面轮廓相关参数的计算。     

丝杠冷滚打变形力影响因素研究

为研究丝杠冷滚打成形过程中滚打轮半径、滚打轮圆角半径和打入量与变形力之间的关系,在丝杠冷滚打成形原理的基础上建立了有限元仿真模型。通过仿真获得单次滚打以及多次滚打成形过程中,变形力随滚打轮半径、滚打轮圆角半径和打入量的变化规律;设计了正交试验,研究打入量、滚打轴转速、滚打轮厚度及工件转速4个因素对变形力的影响规律。在自行设计的冷滚打成形丝杠设备上进行实验,测得变形力的变化趋势与仿真结果基本一致,验证了有限元仿真模型的正确性。     

实现经济型CNC系统C刀补建立与撤消的算法研究

为在经济型CNC系统中全面实现C功能刀补,提出一种简单有效的刀补建立和撤消方法,并对现行C刀补建立和撤消过程中的刀具中心轨迹加以修正,以解决刀具与工件轮廓之间的干涉问题.     

激光切割机自动检测及测量造型系统

给出了系统的功能描述、结构组成以及各主要模块的设计分析。针对由于国外技术封锁造成的激光切割机数据输出问题,提出了一个基于屏幕截取和数字识别技术的数据双向传递方案并给出了具体的实现方法。从而在同一台数控激光切割机(Prim a LW-1530)上实现了工件检测、测量造型和数控加工等功能。该方案可用于基于W indows的各类数控系统来拓展数控设备的使用范围。