PVC型材嵌入式视觉测量系统的硬件设计

为了在PVC型材工业生产过程中实现对被测工件尺寸和其它参数精确、快速和可靠测量,经过对CCD成像技术、二维图像测量技术和微处理器硬件设计等领域的研究,设计了一种PVC型材视觉测量系统.该系统采用带有DSP协处理器的PXA255微处理器作为微控制器单元,介绍了它的组成及原理.测试结果表明,该系统具有操作简单、使用可靠的优点,适用于PVC型材检测等视觉测量领域.     

融合多传感信息的仿人机器人姿态解算

在RoboCup Soccer仿人机器人比赛中,机体姿态实时解算是仿人机器人运动控制系统的核心技术之一。文中分析了MEMS加速度计、磁强计和陀螺仪性能,以自主姿态测量为前提,融合惯性测量单元中多传感信息,提出了一种基于四元数的姿态解算算法。针对仿人机器人步行姿态控制中传感器数据存在的噪声干扰和测量误差,设计卡尔曼滤波器实现了对数据漂移的有效补偿,从而提高了全姿态检测的测量精度。试验结果验证了该算法对仿人机器人运动控制系统机体姿态实时解算的有效性。     

eVC下实现基于Modbus协议的嵌入式系统通信

工业现场中多设备协同工作,除了硬件本身的稳定性外,还要考虑它们之间通信协议的简洁与可靠,以保证系统正常运行.介绍了工业现场嵌入式系统中各设备间通信的一种方法.使用RS232或RS485串行接口连接系统中的各模块.基于Modbus协议,从PLC采集数据送交后续处理;接收远程控制计算机发出的命令并响应.采用Embedded Visual C Version 4.0开发应用程序实现上述功能,选择Windows CE作为嵌入式操作系统.运用于大气监测系统,通信稳定可靠.     

基于激光线扫描的双目立体视觉测量方法研究

为实现工业中汽车、飞机、骨骼和模具外形等物体的三维重建,介绍了基于激光线扫描的双目立体视觉三维测量系统.2个摄像机同时摄取一个扫描激光光条图像,经过图像预处理、光条特征点提取、图像匹配,利用视差计算出光条上所有点的坐标值,即光条处物体的三维信息.通过坐标系之间的转换把各光条统一到同一世界坐标系下,得到整个物体的三维重建.利用该系统对一标定块进行测量,空间距离误差小于0.1 mm,并对鼠标进行扫描测量,得到其表面的三维数据,基本满足逆向工程的要求.     

光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析

针对光纤光栅线阵探测器高速解调中的信号失真及补偿展开研究。首先对线阵探测器信号采集系统进行分析,推导并建立了系统传递函数,然后对解调信号失真的机理进行研究。结果表明,系统传递函数由两部分组成,一部分为与采样相关的系统增益,另一部分为积分环节及充电复位开关引起的频变干扰。需要对光电转换过程进行数字信号补偿,以提高系统的信号分析带宽。     

一种基于视觉测量的大型自由曲面拼接方法

针对不规则复杂大尺寸三维面型测量的问题,提出一种基于视觉测量技术的大型自由曲面拼接方法。将大型曲面分为若干子块,采用双摄像机面结构光方式获取局部子区域密集点云,在曲面上布置若干标志点,其坐标采取近景摄影测量方法获得,对这些标志点进行局部子块坐标系到全局坐标系的转换,得到自由曲面面型。避免了一般标志点拼接方法的累积误差,解决了非编码标志点匹配及匹配奇异问题。实验表明,在1065mm×1000mm×255mm范围内,用19块子区域进行拼接,平均拼接误差为0．045mm。     

基于双DSP和双FPGA的高速图像处理系统设计

针对双目机器视觉的图像处理速度问题,从处理器、处理器连接网络和存储器3个方面分析并行处理优化的设计要点,设计一种基于serial RapidIO连接的双6核DSP+双FPGA的高速图像处理系统,通过合理分解算法,在FPGA内部、DSP内部多核心之间以及FPGA和DSP之间实现流水线处理架构。     

凸松弛全局优化机器人手眼标定

针对机器人运动学正解及相机的外参数标定存在偏差时,基于非线性最优化的手眼标定算法无法确保目标函数收敛到全局极小值的问题,提出基于四元数理论的凸松弛全局最优化手眼标定算法。考虑到机械手末端相对运动旋转轴之间的夹角对标定方程求解精度的影响,首先利用随机抽样一致性（RANSAC）算法对标定数据中旋转轴之间的夹角进行预筛选,再利用四元数参数化旋转矩阵,建立多项式几何误差目标函数和约束,采用基于线性矩阵不等式（LMI）凸松弛全局优化算法求解全局最优手眼变换矩阵。实测结果表明,该算法可以求得全局最优解,手眼变换矩阵几何误差平均值不大于1.4 mm,标准差小于0.16 mm,结果稍优于四元数非线性最优化算法。     

基于可变形镜的稳像方法研究

提出了一种基于可变形镜的稳像方法，利用可变形镜连续改变面型的特点实现光学稳像。首先，建立了基于平面反射面的稳像数学模型，得到了稳像补偿角的数学表达；其次，通过研究可变形镜的关键参数，分析了可变形镜的面型误差；最后，通过实验验证了可变形镜的稳像能力，分析了稳像误差。实验数据表明，利用所选可变形镜可实现光轴偏转的功能，稳像的最大相对误差绝对值为1.87%，对应的稳定精度为2.11。