视觉测量中光学测头姿态估计方法

基于光学测头特征点成像的单机视觉坐标测量系统具有测量空间大、测量精度高及可进行现场测量等优点,是替代传统的大型坐标测量机的最有发展前途的技术方案之一.为实现该测量方法,必须先解决光学测头姿态估计问题,为此,提取一种利用SVD与矢量观测值的姿态确定方法.首先,通过基于SVD的5点优化算法确定特征点的空间坐标;然后,利用特征点的测头坐标和空间坐标建立关于测头坐标矢量、像机坐标矢量的矩阵方程,优化求解矩阵方程确定光学测头(测头坐标系)相对于像机坐标系的姿态.该算法利用所有数据冗余信息,提高了测量系统的精度和稳定性.实验证明,该算法切实可行,系统的单点重复性及测量不确定度<0.1 mm.     

三维视觉扫描系统坐标基准的研究

从理论上分析和研究了三维视觉扫描系统的坐标基准建立了系统扫描全过程的数学模型推导出了普通的非正交传感器坐标系与笛卡尔世界坐标系之间的关系以及系统自动,在线外部标定的坐标变换矩阵。     

视觉测量中被测标记点像面坐标检出方法的研究

基于视频技术的非接触三维检测技术中，需要准确地获知被测标记点的ＣＣＤ像面坐标值，针对具体型号测量任务中出现的问题，给出了图像处理过程，并针对十字刻线中心点像面坐标的获取提出了三种不同的方法，对这几种方法进行了比较，并给出了测量系统所采用方案的实际处理结果。     

用倒锥形测头测量蜗杆及滚刀齿形的测头半径补偿

根据倒锥形测头中心的轨迹曲线,分析了测量接触点与测头中心的相对位置关系。提出消除由于测头半径所引起的测量误差的原理,并给出了圆弧齿轮滚刀的齿形测量实例。     

多坐标测量机用动态测头结构参数的理论分析

动态测头的各向异性是影响测头随机误差的主要因素，造成测头各向异性的原因主要是测头设计本身，本文通过建立测头空间力学方程，找到了减少测头各向异性的测头结构参数最佳设计的途径。     

螺旋面截形测量中的测头半径补偿

通过分析在坐标测量机上用球形测头测量螺旋面端截形和轴截形时,测头中心轨迹与被测面的关系,提出了一种测头半径补偿方法,应用这种方法,可以消除测量中由于测头半径的影响所产生的测量误差.     

基于双目视觉的嵌入式三维坐标提取系统

针对汽车辅助倒车和泊车系统的需求,提出了一种基于嵌入式处理器ARM11和Linux操作系统的双目立体视觉三维坐标提取系统,给出了系统的硬件和软件设计方案,并详细论述了坐标提取算法。在搭建的测试平台上,测试了坐标提取算法以及测量误差和测量范围的关系。实验结果表明,在0.5～1.6 m范围内,深度测量误差小于1.2%,能满足应用的精度要求。与基于PC机的双目视觉测量系统相比,该系统的价格和功耗明显降低,且体积也明显减小。该系统的实现对双目视觉技术的实用化有一定的推动作用。     

单目视觉坐标测量方法

为了解决现代化生产中对高精度、大尺寸、三维整体现场在线测量技术的需求问题,提出了一种基于光学测头成像的单目视觉坐标测量方法。该方法以光学测头上的光学特征点作为成像目标,利用单个摄像机获取测量信息。测量过程中,通过分析光学测头上光学特征点的二维成像坐标,利用特征点之间已知的几何约束知识和摄像机的透视投影模型,建立特征点与对应像点的求解关系。通过基于奇异值分解的位姿优化算法确定特征点的空间位置坐标。根据特征点与测尖间已知的位置约束关系确定被测点的空间坐标,从而实现坐标测量目的。测试实验结果表明,该方法切实可行,系统的测量不确定度小于0.32mm。     

大型数控插齿机在线测量测头标定方法

针对国内大型插齿机在线测量的空缺,对天津第一机床总厂设计的YKW51250大型数控插齿机进行了运动分析。根据插齿机特殊的结构特点及在线测量系统的方案,提出了一套适合该系统的测头标定方法,并进行了实验验证。实验结果表明:该方法能够满足插齿机在线测量系统测头定位的精度要求,对后续测量任务的顺利进行起关键作用。     

立靶坐标定位测量系统研究

介绍了非接触式立靶的电控系统，它包括信号提取与处理两部分，该系统解决了高速数据存储及高精度确定弹丸着靶位置等技术难点。实验表明，该方案可行，并有一定推广价值。     

基于三坐标测量机的大尺寸非接触测量

以立体视觉测量原理为依据,提出了一种基于三坐标测量机的非接触测量方法.将三坐标测量机与视觉测量系统相结合,使测量系统在700mm×600mm×400mm的范围内测量精度达到20μm.该方法既具有三坐标测量机测量的高精度,又有立体视觉测量的非接触性.最后给出了对典型物体的测量结果.对测量结果的分析表明此方案具有简单可行、测量精度高的特点.     

坐标变换求解P3P问题的应用研究

坐标变换技巧被巧妙运用于计算机视觉领域,可提供P3P问题解数的更多几何信息,为建立求解P3P问题的快速稳定算法提供了部分理论基础.     

国产柔性坐标测量机机械部分设计与调试

经过4a研制出了6自由度柔性坐标测量机并形成产品投放到国内市场．主要介绍了其机械部分设计、制造与调试的思路和措施,选用高精度光栅传感器并精心调整光栅偏心,通过圆光栅读数误差试验,实现对光栅测角误差的修正,从而确保了该产品的测量精度．     

感应同步器测角系统误差建模

为了提高测角系统的精度,建立了基于离线数据辨识的误差补偿模型.根据实际测量得到的测角系统在一个机械周期内(0°~360°)的全零位误差数据和多个检测周期内的细分误差数据,提出了一种基于FFT分析结果与误差机理模型相结合的建模方法,利用测角系统的误差与感应同步器自身误差之间具有强相关性的特点,用离线数据辨识的误差模型对在线数据进行实时补偿.仿真结果表明,建立的零位误差和细分误差补偿模型将测角系统的全误差从±15″减小至±2.″与传统的误差模型比较,该模型适用性广,有较高的补偿精度.     

一种工业机器人柔性在线坐标测量系统

结合白车身焊装过程尺寸监控的实际需要,设计了一种基于机器人和视觉测量的在线坐标测量系统,提出利用机器人运动学模型计算坐标后进行坐标平移修正的方法,有效消除运动学模型与参数误差,充分利用机器人较高的重复定位能力,提高了测量系统精度,并且测量系统具有较高柔性,可以测量空间任意点,快速计算修正值,保证被测点的坐标精度,全面满足柔性生产线的测量需要。与三坐标测量机的比对实验证明,本系统99%测量点的测量误差小于0.4mm。     

局部坐标判别法在图形轮廓自动识别中的应用

在工业精密尺寸检测问题中，由于工作的制造精度、破损和锈蚀，使得所获得的目标图像边缘粗糙且带有噪声，造成自动检测困难。因此，精确提取目标边缘特性曲线已成为开发工业自动检测系统中的一个难题。图形轮廓线的自动别是新一代CAD设计系统必不可少的基本功能，通过对图形轮廓线自动识别技术的探讨，得出一种识别算法的图形轮廓自动识别的主要步骤。本算法用Visnal C＋＋语言编写实现，它不需要大量的运算，它是一种适用于任一2D数据图形文件的轮廓线自动识别的新方法——局部坐标判别法。     

极坐标系下黏性流动的拟谱方法

针对拟谱方法在极坐标下遇到的坐标奇异以及压力边界条件难处理等问题,提出了一种新的基于极坐标系下的拟谱方法.该方法在一致网格上直接求解非定常原始变量形式的N-S方程,采用算子分裂法来解耦速度和压力,在径向采用Chebyshev-Radau配置点,在角方向采用标准的Fourier配置点.同时对压力的谱导数矩阵进行了变换,使边界上的压力点不出现在计算方程中.把该方法应用于圆截面的曲线管道的层流流动中,数值实验结果表明,该方法成功解决了极坐标系中的坐标奇异问题;对压力谱导数矩阵的变换,避免了对压力提非物理的边界条件,保证了解的精度,同时也消除了虚假压力模式     

用贴体坐标法模拟RTM工艺树脂流动过程

为了深入了解RTM工艺树脂流动过程，在达西定律的基础上建立了树脂流动控制方程，采用贴体坐标/有限差分法模拟了树脂渗流过程，得到了不同时刻树脂流动前沿曲线以及压力场分布，计算结果与其他研究结果通过数值模拟吻合良好，确定了排气孔位置及树脂充满模具所需要的时间。     

Deforming analysis of sheet metal based on stereo vision and coordinate grid

A new approach based on stereo vision technology is introduced to analyze sheet metal deformation. By measuring the deformed circle grids that are printed on the sheet surface before forming, the strain distribution of the workpiece is obtained. The measurement and analysis results can be used to verify numerical simulation results and guide production. To get good accuracy,some new techniques are employed: camera calibration based on genetic algorithm, feature abstraction based on self-adaptive technology, image matching based on structure feature and camera modeling pre-constrains, and parameter calculation based on curve and surface optimization. The experimental values show that the approach proposed is rational and practical, which can provide better measurement accuracy with less time than the conventional method.     

一调数据向二调数据坐标转换的方法分析

土地一调数据与二调数据存在着坐标差异,为了充分利用、分析一调数据与二调数据,需将一调数据坐标由北京54坐标系统转换为西安80坐标系统。分析了常用坐标转换方法的特点和不足,研究了仿射变换进行坐标转换的步骤。利用Microsoft Visual Studio 进行编程,计算出坐标转换之间的4个未知参数。通过选择4个公共点进行坐标转换,验证了求取转换参数的方法是有效的。