基于CCD的实时成像与微小尺寸测量系统的设计

设计了一种基于CCD的实时成像与微小尺寸测量系统,该系统由CCD摄像头、视频解码芯片、FPGA、USB芯片和上位机组成.用FPGA控制视频解码芯片获取CCD摄像头采集的光学信号,通过USB传给上位机,利用多线程技术实现控制命令的发送、图像数据的接收、处理和显示,以及微小尺寸的测量.结果表明:经过多次测量实验得到系统误差不超过3μm,满足测量精度要求;通过选用不同分辨率的CCD,可以实现不同精度的微小尺寸测量.此外还对双棱镜干涉实验所形成的干涉条纹间距进行了测量,验证了系统的功能.     

基于CCD的火车轮对智能测量系统

基于CCD图像测量技术,提出一种利用CCD成像系统检测火车轮对几何尺寸的非接触在线测量系统,给出了系统的结构及原理,并着重讨论了各个子系统的灯光,摄像机位置及图像处理方法。最后利用该系统进行了现场比对实验。     

衍射法测量细丝直径的研究

就几种影响因素从理论和实验上对激光衍射法测量细丝直径进行了研究，结果表明利用简单测量装置和采用一些简单的数字信号处理技术后，即可对50～120μm范围的细丝直径进行较高精度的测量，达到1%的重复性精度。     

基于CPLD的线阵CCD尺寸测量系统研究

利用CCD传感器对工件进行测量是非接触测量领域的常用方法,本文介绍了一种基于线阵CCD器件TCD1206的微器件尺寸测量系统的设计方法,对系统的组成原理和工作方式进行了论证,硬件部分使用了Altera公司的CPI．D器件,实验表明系统设计方案可行,测量精度达到土0．01mm,符合设计要求。     

CCD曲线拟合数据处理系统

提出了一种利用平滑滤波、曲线拟合处理CCD数据的方法。经此方法处理后,测量精度不再受CCD光敏元尺寸的限制,从而大大提高了测量精度。本方法应用于“激光衍射法微孔径测量仪”中,其测量精度≤±0.5μm。     

火车轮对表面缺陷检测

基于CCD图像采集测量和图像处理方法,设计实现了一种利用面阵CCD成像系统检测火车轮对表面剥离的非接触在线测量系统,着重讨论了系统中灯光、摄像机的安装位置对成像的影响,分析了轮对剥离图像的特征;并提出一种利用图像特征的剥离(金属表面脱落现象)检测方法和确定剥离尺寸大小的边界搜索方法．现场实验表明该方法具有较强的抗干扰能力,检测正确率达到90%,精度达到4mm．     

飞秒激光中超热电子束的传输特性

为了探索超热电子束的传输特性,利用光学CCD相机在靶背法线方向测量了光学渡越辐射(OTR)积分成像图案.实验在100 TW掺钛蓝宝石激光器上进行,飞秒激光与固体靶作用后,靶表面发光信号由空间分辨装置聚焦成像并引到CCD狭缝上.在厚度为100μm的Ta靶背表面观测到渡越辐射(TR)光斑呈现较平滑的圆形结构,而且中心亮度高于周围,这显然包含了非相干与相干渡越辐射的成分,与理论模拟结果比较接近;在复合靶10μm Ta+20μm Cu+1μm Ta背表面观测到TR光斑虽然也呈现大致的圆形结构,但光斑极不均匀,中间有很明显的光斑分裂,大约有两个分离的光斑出现.所有这些现象反映了超热电子束的传输特性.     

基于主动视觉的测量装置精度校准方法

针对工业在线监测对测量装置精度及稳定性的要求,对视觉测量装置精度校准及维护方法进行研究。分析透视原理下引入图像畸变的测量装置成像模型,推导测量装置相对基准激光做直线运动时光斑在畸变图像中的轨迹方程,提出一种基于主动视觉的测量装置精度校准方法:首先,通过控制测量装置做二维平移运动得到校准所需的特征点信息;接着,利用光斑的畸变轨迹方程求解测量图像的畸变系数并对图像进行畸变校正;最后,求解图像平面到被测平面的单应性矩阵从而完成精度校准。对特征点的布置方式进行优化。研究结果表明:校准后的定位测量峰值误差为0.373像素,均方根误差为0.178像素。该方法精度较高且易于实施,能满足工业在线检测的要求。     

深孔内径的在线精密测量原理及系统

针对深孔零件内径测量精度要求高、测量空间受限的问题,利用机械测量转换机构和电感位移传感器,研制了一种深孔内径在线精密测量装置。首先对测量转换机构进行力学分析,推导出影响该机构测量精度的主要因素,然后提出一种针对该装置系统的误差补偿方法,并搭建了在线测量平台,最后将测量装置安装在自动化生产线上,在工作状态下对某已标定深孔内径尺寸的工件进行多次重复测量实验,根据六西格玛理论对该测量系统进行统计学分析。分析结果表明:为了提高系统的测量精度和动态特性,转换机构设计时应该选择较大的刚性比和合理的簧片高度,以保证较小的寄生转角和较大的固有频率。实验结果表明:测量系统偏倚为0.02μm,测量极差为2μm,测量精度为3μm。该装置具有结构简单、测量精度高的优点,能够满足深孔内径在线测量要求。     

真空计校准的数值处理及误差分析

文章介绍在真空校准系统上开展的副标准真空规与工作真空规的比对校准实验,用最小二乘法对实验数据进行分段拟合,得到了理想的拟合直线及其校准系数,精度估计表明这种处理是有效的,其结果具有较高的可信度,能够满足HT-7装置运行时真空测量的精度要求。