平面位移测量中点特征提取算法研究

基于数字图像的平面位移测量是近几年发展起来的新的位移测量方式,而点特征提取是平面位移测量实现的基础,是特征匹配实现的基础,是位移测量精度提高的保证。为了提高测量精度和效率,利用常用的点特征提取算法对花岗岩工作台进行点特征提取。通过实验分析表明,Harris点特征提取算法有较好的提取精度和效率,为平面位移的测量奠定基础。     

基于激光和视频的桥梁挠度测量新系统

短期和长期的挠度/位移变化是评估桥梁安全的一个重要指标.为了精确测量桥梁挠度,提出了一种基于激光和视频的桥梁二维挠度/位移测量新系统,该系统经过对相关视频数据进行采集、颜色识别、阈值判定、图像滤波、激光光斑中心拟合的方式达到测量目的,系统具有精度高、成本低、适合连续在线监测等优点.讨论了系统的一些结构性误差及其应对措施,分析了系统的时间开销和测量精度.实验结果验证了系统性能.目前,该系统已经在两座实际大桥的挠度/位移在线监测上得到了应用.     

绝对式位移传感器和双向数字接口

前言现代位移测量系统都普遍采用光栅位移传感器(也有用磁栅位移传感器的),由于标尺是重复周期的栅式结构设计,位移数值的测量都是采用增量测量方法读出,也就是在确定初始点后,要用读出从初始点到所在位置的增量数(步距)来确定位置值.     

滑枕热变形精度补偿技术的研究与应用

分析了滑枕热变形的起因,介绍了控制和减小热变形的方法,然后通过设计热变形测量装置,采用实验研究和实践相结合的方法,用霍尔式位移传感器测量落地铣镗床滑枕热变形伸长量,通过西门子840D数控系统SIMATIC功能对机床滑枕热位移进行了补偿,减小了滑枕热变形误差,提高了机床的工作精度。     

齿轮表面倾斜对测量精度的影响及校正

为了满足应用激光位移传感器进行位移测量时的精度要求,分析了齿轮表面倾斜对激光位移传感器测量精度的影响。根据探测器信噪比与输出灰度值成正比,提出了光斑分布非线性加权和线性插值联合的重心校正算法,使高灰度值像素在光斑重心定位的贡献总体增大,其增长规律具有非线性特征。经量块组合实验表明:当物面粗糙度Ra小于0.4μm时,本校正法相对于传统的灰度重心算法,在物面倾斜角小于35°时位移测量精度能提高40%以上,在物面倾斜角为47°~75°时位移测量精度能提高30%以上,有效地减小了物面倾斜引起的位移检测误差。     

树脂基复合材料内部离面位移场和应变场分布的动态测量

为了快速动态测量树脂基复合材料内部的受力变形情况,利用光学干涉谱域相位对照B扫描方法,对存在孔洞缺陷的树脂基复合材料样件内部的离面位移场和应变场进行了测量。分别对机械载荷和热载荷作用下的复合材料样件进行了弯曲变形和热变形实验,然后对实验中得到的相位差数据进行解卷绕,计算得出了材料内部的离面位移场分布和应变场分布。实验显示:得到的结果能够清晰反映复合材料内部缺陷周围受力变形的动态过程,观测到的材料应力集中区域的位移和应变明显大于完好部分,透视得到了测量材料表层以下1mm连续深度的变形情况。该方法能够实现亚微米级的位移场测量精度,并可对材料的变形过程进行动态测量,是一种进行材料力学特性分析的有效手段。     

润滑油与温升及热位移的关系

随着机床技术的发展,人们越来越重视机床热特性的研究。我们在CY6140 车床主轴箱中,使用不同牌号润滑油,对润滑油与主轴箱温升及其热位移之间关系进行如下探讨。 一、测试内容与方法 温度测量。热电偶布于主轴籍主轴前、中和后支承的箱壁外(图1的1、2和3处)及离合器后箱壁外(图1的4处)。 并从图1A、B、C和D千分表上,分别测量主轴 AX、 OY、 　Z方向的热位移和在垂直平面内的热倾角。 测量时间和次数。开车后,先每隔0.25小时记录一次各点读数,从0.5小时起,每隔0.5小时记录一次读数。 二、主轴箱平均温升与主轴热位移 测试前,取下进给挂…     

基于UKF方法的永磁同步平面电动机位移测量

针对现有永磁同步平面电动机位移测量方法测量自由度少,且安装要求苛刻等缺点,利用少量分散排布,在磁场中相位不重合的霍尔传感器组成的霍尔阵列信号及电动机的磁通密度模型,基于无味卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)方法导出一种永磁同步平面电动机沿x、y轴平动及绕z轴转动位移的测量方法.仿真及试验结果表明,该方法可以实现电动机平面3自由度位移的测量.在观测值使用次数一定的情况下,随着观测噪声逐渐减小,位移估计值精度便逐渐提高,但当观测噪声小到一定程度时,位移估计值精度稳定在一定水平上,此时由算法造成的计算误差成为影响精度的主要因素.在同样的观测噪声下,多次使用观测值进行反复迭代,可以使位移估计值精度得到进一步提高.在实际工程应用中,应该从精度要求和计算量综合考虑,从而确定最优观测值迭代次数.     

薄壁封闭环热弯模型值的计算

用ANSYS软件建立薄壁封闭环的三维实体模型,并对其啮合过程进行了有限元分析和计算算出了薄壁封闭环的啮合力、应力及各点的x方向位移和y方向位移,通过矩阵运算求出各点的径向位移;然后建立卡环修正后的三维实体曲线形模型,重新计算环上各点的径向位移,再修正;通过两次修正逼近计算得出了啮合后误差小于0．03mm的薄壁封闭环的热弯模型值,为卡环的精密设计和造提供了理论依据。     

通载浮桥动态位移的测试方法与数据分析

通载浮桥的动态位移，由于其位移幅度相对于固定桥要大得多，而且其垂向位移是由结构变形、间隙变化以及吃水变化等多种因素引起，一般难以对其进行动态位移测试。介绍了一种通载浮桥动态大位移的简易测试方法。该方法基于利用数字摄像技术对浮桥多点的动态位移进行实时跟踪记录，将记录结果采集到计算机，通过人工读取的方式获取各测点在各时刻的位移数据。通过对实际测量结果进行的数据分析，表明了本文介绍的测试方法简便可行，能满足精度要求。     

飞机强度试验舵面偏角测量方法的研究

为满足飞机结构强度试验中舵面偏角测量的要求,提出了一种基于位移测量的舵面偏角测量方法.该方法通过安装于舵面悬挂支臂上的两个拉线式位移传感器,测量相对于舵面悬挂接头上同一个测量点的位移,利用三角公式进行计算,得到舵面的偏转角度.对比验证试验表明,该方法的测量性能指标满足飞机结构强度试验要求,解决了传统利用倾角传感器无法测...     

桥梁荷载试验挠度测量方法的运用

桥梁承载能力评定最有效的方法是荷载试验.通过荷载试验测量桥梁状态参数,评定桥梁安全性.桥梁挠度测量方法较多,有位移计法、水准仪法等,通过总结各种挠度测量方法优缺点,阐述各种方法的适用范围.     

基于线结构光的三维垂线位移测量方法

垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。 针对现有垂线坐标 仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。 基于垂线测量中垂线 方向不变,利用线结构光测量原理实现垂线三维位移测量。 首先,本文采用线结构光测量获取垂线二维位移,然后基于垂线上 固定标志点的成像光线和垂线相交于一点的事实,综合垂线二维测量结果和通过相机内参数恢复的固定标志点成像光线方程, 实现垂线三维位移测量。 实验结果表明,本方法在水平面内 Y 方向上的位移测量精度为±0. 1 mm,在水平面内 X 方向和竖直 Z 方向上的位移测量精度达到±0. 05 mm,测量范围为 0~ 80 mm。 相较目前垂线位移测量方法,本文方法垂线位移测量精度和测 量范围更高,且测量结构简单。     

激光位移传感器在自由曲面测量中的应用

以点激光位移传感器(HL-C211BE)为对象,研究它在自由曲面测量中的应用。针对激光位移传感器因测点倾角代入的测量误差,提出了一个可以量化的倾角误差模型。基于直射式点激光三角法原理,分析了激光光路的几何关系,从会聚光斑光能质心发生的偏移推导出倾角误差模型。随后,用高精度激光干涉仪和正弦规对激光位移传感器进行校对实验,并用误差模型对测量结果进行补偿。结果显示,补偿后激光位移传感器的测量精度得到明显提高。对一非球面凸透镜进行了实验测量,得到了自由曲面测点倾角的计算方法,并用倾角误差模型修正了测量数据。实验结果表明,量化的倾角误差模型可以将激光位移传感器的测量误差控制到小于10μm,满足激光位移传感器在自由曲面测量中应用的要求。     

激光跟踪仪测角误差的现场评价

激光跟踪仪是基于角度传感和测长技术相结合的球坐标测量系统,其长度测量采用激光干涉测长方法,可直接溯源至激光波长,因此,激光跟踪仪的长度测量精度远高于角度测量精度,相对而言,测角误差就成为评价跟踪仪测量精度的重要指标。为了对现场测量激光跟踪仪的测角误差进行快速有效地评价,采用跟踪仪多站位对空间中测量区域内若干个被测点进行测量,与传统基于角度交汇原理的多站位冗余测量不同,利用各站位所观测的高精度测长值建立误差方程,并通过测长方向的矢量位移对跟踪仪测长误差进行约束,获得被测点三维坐标在跟踪仪水平角和垂直角方向上的改正值,以此来评价激光跟踪仪的测角误差。通过Leica激光跟踪仪AT901-LR进行了多站位测角误差评价实验,在现场测量条件下,跟踪仪水平和垂直方向测角误差约为0.003 mm/m(1σ),符合跟踪仪的测量误差特性。     

动载体光电平台角位移精密测量方法研究

提出了用位移传感器实时测量动载体光电平台六自由度位移的方法,并推导了该方法的理论公式,即通过坐标变换推导出了平台惯性坐标系、平台固连坐标系及传感器平面坐标系之间的关系,得到了传感器测试信号与平台位移量之间的关系式。通过传感器采集的实时位移值,计算出了平台六自由度位移,并分析了影响该方法测试精度的多个因素,得出了该方法可通过选用不同频带、不同精度的传感器,实现不同振动环境下隔振平台六自由度位移的动态精密测量的结论。理论分析表明,该测量方法简单有效,适用范围广,有较大的推广价值。     

滑动式光纤布拉格光栅位移传感器

为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计,使传感器具有抗滑动干扰性、梁挠位移测量的高灵敏性、长期往复测量的耐磨性等优点。阐述了传感器测量原理,加工制造了传感器原型,并开展了全面的性能测试。测试结果和误差分析表明:传感器在0~100mm的量程中,灵敏度为20.11pm/mm,精度达到0.099 5%F.S,具备良好的微位移测量能力;重复性误差和迟滞误差分别仅为0.705%和0.403%,且抗蠕变性能良好,可满足机械装备、土木工程等重大设施的结构健康监测对位移、变形测量的精度和长期稳定性要求。     

基于准自然标志的平面位移测量方法

针对三坐标测量机的结构复杂、系统庞大、价格昂贵使得应用面受到限制的特点.因此开发了一种基于虚拟坐标测量概念,采用数字图像处理技术的简化三坐标测量机.在平面位移测量上,用具有不同半径长的圆形图案人造石材板作为工作台面,以圆心坐标与半径长为标志,利用Hough变换计算出圆形的圆心坐标及半径长度,再利用已知的圆心坐标及半径确...     

基于视觉的折射误差校正在位移测量中的研究

非常温环境中,保温装置的光学玻璃给摄影测量引入了玻璃折射误差。为了解决折射误差对位移测量精度影响,通过折射光路分析得到偏移误差模型,并结合曲面拟合法提出校正方法。实验表明,折射误差只与玻璃参数(折射率和厚度)和拍摄距离有关,且校正后的测量方法可以有效地改善玻璃折射影响,提高位移测量精度。     

分块非线性加权在车灯检测仪校准器光轴角测量中的应用

针对传统光轴角测量系统中人为因素干扰导致的重复性能降低等不足,设计一种基于图像处理技术与高精度电控转台相结合的自动测量方案。分析了照明光斑光强分布特性,提出了一种基于图像区域分割的最优非线性加权的特征点提取算法。该方法根据光强与灰度的线性关系,将光强量化到3个区间。然后分析灰度因素在特征点定位中的影响;针对不同区间应用局部最优加权法则以实现局部最优化处理。最后,利用光轴偏转角与特征点在像面上位移的对应关系,计算得到光轴角测量值。开展了光斑特征点重复性实验并分析了光轴角检测精度,结果表明:该系统在不同光强、不同角度条件下重复性好,测角精度优于60.18″。与激光光源的光轴角测量实验对比,该算法在光斑光强分布不均的条件下仍能完成稳定且精确的光轴角测量。