遗传算法及其在钢轨断面检测系统中的应用

在钢轨磨耗检测系统中,摄像机标定是测量精度的关键.讨论了用遗传算法优化摄像机的全部参数,该标定方案直接优化摄像机相对于世界坐标系的旋转角度,因此在能够获得精确解的同时,也保证了旋转矩阵的正交约束条件,可以有效地提高标定和钢轨磨损测量的精度.     

基于平面靶标的三维测量数据拼接方法

为实现列车转向架的大尺寸参数测量,提出了一种基于大尺寸标定板的数据拼接方法。首先,将被测工件分割成若干子区域;接着,通过双目视觉测量系统分别获取每个子区域的测量数据,将平面靶标放在共同视野下,每个子区域采集靶标上的3个及多个非共线的标记点;然后,通过运算获取各区域间的坐标关系,选取其中一个摄像机坐标系作为世界坐标系,可将其他摄像机获取的数据统一至世界坐标系中,实现数据的拼接。最后,通过求解标定板上圆心间距,验证算法精度。实验结果表明:本方法简单易行,精度较高。     

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.     

广角镜头的摄像机非线性标定技术

在路面检测的计算机视觉系统中,采用了线结构光照明和摄像机采集外界三维信息．为了实现在大范围内的测量,摄像机采用了广角镜头摄像,同时也引入了比较大的图像畸变．为了精确标定摄像机,采用了比较接近实际情况的几何模型,并采用了非线性迭代解方程的方法对摄像机进行标定,求解摄像机的内外参数．实验精度可以达到0．1mm．该方法简洁实用,可以采用这种方法在实际当中对系统进行标定．     

单摄像机立体视觉测量的研究

立体视觉测量的单摄像机结构相对双摄像机结构在结构尺寸、检测速度和经济成本上有明显的优势,有着广泛的应用前景。从原理和结构方面分析了单摄像机立体视觉测量的结构精度。结合双目立体视觉的基础与单摄像机测量结构的具体组成,用数学方法解析各个因素的影响情况,得出较为直观的数学描述;对结构尺寸和精度要求进行综合考虑,针对大视场角结构设计的复杂性,完成结构设计过程,提出较合理的结构形式;通过相应的实验进行精度验证和分析,验证了设计和分析方式合理性。     

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．     

核燃料芯块几何尺寸及密度检测系统

针对核燃料芯块质量的特殊性和重要性,研制了核燃料芯块几何尺寸及密度的测量系统。该系统通过光学非接触法对核燃料芯块的高度和直径进行二维同步高精度测量,由于对直径检测的特殊要求,采用了多点扫描方式。在完成几何尺寸测量的同时进行芯块重量测量,进而实现了核燃料芯块几何尺寸及密度的高精度快速测量。该系统直径检测精度达到1 μm,高度检测精度达到3 μm,检测速度为7块/min,并具有数据实时显示、超差报警、存储查询、报表生成、用户管理等功能。     

亚像元定位技术在二维动态测角系统中的应用

对于面阵CCD/CMOS测角系统,如何在有限像元阵列的条件下同时实现宽视场、高精度测量是该测量方案面临的一大难题。本文提出了采用光能积分重心算法实现亚像元定位精度以缓解测量视场与测量精度的矛盾,通过理论分析与实验验证表明,当有效像元尺寸大于20个像元时,在光源稳定条件下可实现1/20像元位置定位精度。当然,该精度只是测量系统对包含角度信息的位置参量的定位精度,对于二维动态测角系统而言,角度参量测量实际可以达到的精度依赖于位置-角度逆运算函数。     

基于OpenCV的挖掘机器人摄像机参数标定

为了建立挖掘机器人视觉系统摄像机测量模型,提高视觉测量精度,分析了挖掘机器人摄像机视觉系统内、外参数成像模型及摄像机非线性畸变参数,确定了适合挖掘机器人视觉系统的标定参数。通过采集自制的棋盘标定模板不同方向的七幅图像,基于OpenCV技术实现了对模板角点的提取。通过七幅图像进行标定实验,实验结果获得了摄像机模型的线性内部参数矩阵,标定出了摄像机非线性模型的径向畸变系数,摄像机外部旋转矩阵及平移向量,并给出了标定参数误差。研究结论表明采用角点提取方法,标定误差可达亚像素级,能够满足挖掘机器人视觉系统的标定及视觉测量精度要求。     

视频显示的小尺寸工件精密测量方法

传统的显微测量视场小,操作繁琐,读数与定位存在人员的主观误差。针对这些缺点,设计了一种机器视觉与显微测量相结合的测量系统。该系统利用显微镜和视频显示的放大作用,光栅测微仪测量的精准性,实时检测被测工件的倒角位置,在人工干预下实现了高精度测量。对一般的测量显微镜进行改装,采用双屏幕显示。既有效的利用了摄像机的分辨率,使测量视场可以满屏显示,又使得计算机进行倒角测量的同时可以采集并显示其它参数测量模块的数据,实现一机多用,因此具有较高的性价比。对特殊工件尺寸的精密测量具有实用价值。     

基于DSP的电力系统无功动态补偿装置

分析了无功补偿的原理，指出电力系统无功动态准确补偿是在对系统参数准确测量的基础之上建立的，传统的单片机由于受运算速度和精度的限制，难以完成电力系统对精确性和实时性的要求．设计了一种带电力监测的无功动态补偿装置，采用TI公司的TMS320LF2407作为总控制器，克服传统的单片机计算速度慢、精度低的缺陷．并能实时监测电网中的各项指标，在满足无功补偿的前提下，防止误动作，从而可有效避免重大事故的发生．     

测量系统响应函数和自适应原则

自适应原则指出：在构成光学系统时不但要构成测量信号的载体，还要设法实现对于噪声（扰动）实时的或短时间的预报和补偿。基于测量系统的响应函数给出了自适应原则的通用表达式。它可以用来对系统进行分析，决定补偿因子及进行修正。自适应原则可能成为所有精密测量系统设计的一个方法。应用这个方法的先决条件仅仅是噪声影响的相关性，目的是消除噪声对测量的影响。该方法特别适用于１／ｆｎ噪声和低频信号混合的情况。文中同时分析了实现自适应原则所应该采用的控制系统。     

FAST项目中激光惯性融合测量技术的研究

激光测量和惯性测量都可以对物体位置、速度、姿态等物理参数进行测量.其中,激光测量有着测程远、精度高等特点;而惯性测量也有着自主性高,不易受干扰、采样率高等特点.根据FAST项目中对测量的实际要求,分析了在馈源舱动态测量任务中已有的激光测量系统的特点与不足,提出了引入惯性测量系统与激光测量系统结合以达到更好测量效果的方案,并对方案的可行性与实现方法进行了研究.     

一种冗余配置的MEMS单轴旋转式惯导系统设计

针对载体运动削弱旋转调制效果这一问题,提出了一种在旋转轴向冗余配置一枚与载体捷联的轴向陀螺,利用其敏感信息为电机提供反旋信息,从而隔离载体轴向运动的方法。利用中低精度MEMS器件,从惯性测量系统结构入手,突破传统旋转调制系统结构限制,设计了可自由旋转的单轴旋转式微惯导系统,并且解决了数据不同步的问题,实现了MIMU的自由旋转,补偿了系统安装误差角,进行了静态与动态导航试验,结果表明,该系统可有效实现旋转调制,在减小微惯导系统测量误差的同时,为后续深入开展旋转调制研究工作提供了硬件基础,具有一定的工程应用价值。     

皮鞋内腔CT测量仪的扫描运动控制系统

采用工业CT技术解决了皮鞋CAD CAM中存在的皮鞋内腔测量难题 ,同时也完成了X -射线工业CT技术的研究 ,通过对国内外CT技术的研究 ,提出了一个合理的系统配置方案 ,此方案既能满足皮鞋内腔测量的要求 ,同时也能实现普通工业CT测量。提出了简单实用的运动控制系统方案 ,在没有用昂贵的直流伺服控制的前提下 ,达到了很高的运动位置控制。研制出一种简单稳定的检测方法 ,实现了探测器加密运动的精确位置控制。整个解决方案的是令人满意的 ,不仅能满足皮鞋内腔测量的 2 5 6×2 5 6图像分辨率 ,而且最高可以达到 10 2 4× 10 2 4分辨率。     

ESD模拟器电流波形校验装置

分析了静电放电模拟器的实验原理,研制成功符合国际电工委员会ＩＥＣ６１０００４－２标准的ＥＳＤ模拟器电流校验系统,该系统的自动采集ＥＳＤ电流波形,计算上升时间、峰值电流、３０ｎｓ时电流、６０ｎｓ时电流等参数,该装置还可广泛应用于其它形式静电放电电流测量和静电放机理研究。     

基于MC9 S12 XS128的水温加热控制系统设计

本系统设计以温度传感器DS18B20[3]、电桥测重传感器和MC9S12XS128最小系统[2]为核心[1],使用220V AC电源加热水壶中的水。本设计具有温度测量功能、液位测量功能,可显示温度和液位数值。测温分辨误差不大于0.5℃,液位测量误差不大于5mm。具有液位上限、下限报警功能,可以设置报警点,液位低于下限或高于上限时,发出声音报警并禁止加热。具有分段程序控制功能,可分段设置控温值和保温时间,升温速度不小于10℃·min-1,控温误差不大于0.5℃。     

基于强迫振动的全捷联导引头隔离度在线抑制技术

基于全捷联导引头隔离度离线标定精度较差且难以有效抑制隔离度对制导控制系统造成的影响,提出了基于强迫振动的全捷联导引头隔离度在线估计与抑制算法,并研究了算法参数取值对估计和抑制效果的影响;针对隔离度抑制效果受测量噪声影响较大的问题,设计了基于卡尔曼滤波技术的改进方法.仿真结果表明,该算法可以实现对全捷联导引头刻度尺误差引起的隔离度的估计,将估计结果进行前馈补偿可有效抑制隔离度对导弹制导控制系统的影响.      

一种识别工程图的新方法

提出了一种识别工程图的新方法,开发出一套工程图识别软件.利用该软件系统,对一工程图依次进行前处理、分段处理、圆和直线的识别,耗时约12s获得该工程图的识别图.结果表明该方法可以较为逼真地、快速地识别工程图,是一种识别工程图的有效手段.     

基于Ethernet网络的远程测控技术

现场总线技术和 IP网络的融合是测控技术的发展趋势 ,但是传统的测控网络不能直接实现和 IP网络的无缝连接。该文在介绍了基于 Ethernet网络的测控系统的基本模式后 ,针对目前的测控系统接入 Ethernet的方法进行了分析 ,并着重介绍了 8/16位的嵌入系统的 L on Works、EMIT、Scenix、e Z80等几种代表性的网络连接方案 ,还介绍了其在目前先进的基于IP数字监控系统上的应用