基于无人机摄影测量半自动统计岩体结构面产状的研究

岩体结构面产状是分析边坡稳定性的主要几何特征,传统测量岩体结构面产状的方法为罗盘人工测量,近年来,三维激光扫描仪测量结构面产状的方法也在快速发展并得到应用,但是这两种方法都存在其局限性,只能测量局部结构面产状,无法完成全方位无死角测量。相比前两种方法,无人机摄影测量岩体结构面产状的方法可以实现全方位测量,克服了前两种测量方法的缺点。基于三点法利用无人机摄影测量,人工统计了汉川采石场边坡的结构面产状,并划分了优势结构面产状,为分析边坡稳定性提供了依据。     

无人机摄影测量半自动统计岩体结构面产状

岩体结构面产状是分析边坡稳定性的主要几何特征,传统测量岩体结构面产状的方法为罗盘人工测量。近年来,三维激光扫描仪测量结构面产状的方法也在快速发展并得到应用,但是这两种方法都存在其局限性,只能测量局部结构面产状,无法完成全方位无死角测量。相比前两种方法,无人机摄影测量岩体结构面产状的方法可以实现全方位测量,克服了前两种测量方法的缺点。基于三点法利用无人机摄影测量,人工统计了汉川采石场边坡的结构面产状,并划分了优势结构面产状,为分析边坡稳定性提供了依据。     

用于纳米三坐标机的非接触式触发探头的研制

在进行微米级测量时,纳米三坐标机常用的接触式探头会损伤软的或脆的待测品。该文研制了一种用蓝光DVD读取头作为传感器的非接触式触发探头。该探头的测量原理是当待测样品位于探头聚焦面时,聚焦误差信号返回值为零。将该探头安装于三维纳米平台上实验,结果显示触发分辨率达1nm,标准差约12nm。     

基于B样条插值的高精度型面测量路径规划

为了解决型面检测时测量路径的规划问题,提高型面测量的效率和精度,本文针对单光束激光三角法非接触式型面检测专用测量系统,提出了基于B样条曲线插值的测量路径规划模型。针对影响单光束激光测量精度和效率的因素：景深范围、测头倾角等,利用B样条曲线插值模型规划出测量点的位置,使测量运动路径紧密结合型面曲率变化,提高了实际测量精度及效率,解决了大型型面测量的路径规划难题。     

产状测量方式的空间两结构面共面性理论分析

针对空间两结构面不同产状测量方式的组合关系问题,利用向量代数和空间解析几何原理,计算出不同产状测量方式组合情形下空间两结构面的平面方程,通过比较不同方程间系数关系对结构面共面性进行了理论分析;分析了空间两结构面二面夹角的误差来源,结合结构面自身性质,利用数理统计原理给出了空间两结构面共面性判断条件.     

利用三维模型快速求解岩层产状的方法

岩层产状一般可利用机械罗盘或电子罗盘进行测量,当岩层位于高陡地段,无法手持罗盘进行测量时可采用三点法,即通过全站仪或其它测量手段测量岩层面上不在同一直线上的3个点来求解岩层产状.传统的三点法一般通过公式计算求得产状,求解过程繁琐,不直观.本文研究了一种利用三维模型快速求解岩层产状的方法,并利用公式法进行了验算,验算结果表明三维模型求解岩层产状的方法直观简单,结果可靠.     

基于不同棱镜的微角度测量系统及影响因素分析

为了进一步改进微角度测量系统,研究系统的测量分辨率的影响因素,文中选用了半五角棱镜以及菱形棱镜替代原微角度测量系统中的直角棱镜。系统在保证光束可以沿原光路返回激光器腔内的前提下,通过旋转不同的棱镜进行微小角度的测量。在理论模拟过程中选择条纹计数法得出所测角度的大小,同时分析了不同尺寸的棱镜及不同波长的激光光源对于测角系统的光程差的影响,从而得出在合适的范围内通过选择波长较小的激光器作为光源,或更换较大尺寸的棱镜作为系统的关键光学元件,在相同的测角范围内可以获得更高的测角分辨率。文中提出的更换不同棱镜的微角度测量系统还可以为今后的基于不同光学元件的激光自混合测角技术奠定理论基础。     

平行基线像对的硐室岩层结构面产状量测方法

为了量测硐室岩层微小出露结构面产状,研究了平行摄影相对定向方法;同时依据其产状量测原理,由实验得出,基于平行摄影相对定向量测的产状与实际产状之间相差5度以内,表明此方法可以用于硐室岩层结构面产状量测。     

超声波非接触式距离检测系统

介绍了利用超声波传感器实现的非接触式距离检测系统。该系统可以用于制药设备的液位和物位的非接触式测量。介绍了超声波传感器原理及系统各单元的设计。系统采用了AT89C51型单片机作为主控制器,单片机发出的超声波,通过换能器发射出去,遇到被测物体后反射回来,计算此超声波从发射出到接收的时间差从而得出被测物体到测距仪的距离。利用单片机设定距离值和输出控制信号。最终距离用串行的方法在数码管上显示出来,可以直观地查看距离值,以实现测距、显示、输出控制信号的功能。并介绍了其硬件设计与软件流程。     

基于最小二乘法的相位式激光测距仪

针对传统便携式激光相位测距仪测量精度较低和实时性不够的缺点,设计了一款高精度快速相位式激光测距仪.首先由ARM芯片对回波信号采样并使用最小二乘法求解信号相位;然后根据粗测尺求得待测目标的模糊距离,计算不同频率信号的周期差,构建超定方程组;最后应用最小二乘法求解出待测距离.对2台测距样机和1台K60测距仪在精度为0.18mm的国家标准基线上进行测距比较试验,结果表明:测距仪的平均测量误差不大于0.95mm,标准不确定度不大于0.50mm,平均测距时间不大于1.55s,测距精度和测距速度比K60测距仪都有了较大提升,满足市场上测距仪误差小于2mm和测距时间小于3s的应用要求.     

基于MEMS加速度计的波高测量装置

利用加速度计浮标对海洋特定的参数波高进行监测。加速度计浮标运用三轴加速度计、陀螺仪、强磁场计以及电磁罗盘模块作为核心电路,利用惯性导航原理,采用四元素法进行坐标转换,并用低通滤波算法对采集信号进行处理,将滤波后的信号值进行二次积分可获取轴向位移,其中Z向位移用来计算波高,同时运用倾角测量原理计算上跨零点处浮标与水平面倾角,并用电子罗盘进行校正,以此来判断波向的方法。使用该波高测量装置对一系列波浪进行测量,并与电容波高传感器进行对比,实验结果表明:运用加速度计浮标测得竖直方向位移曲线,与电容式波高传感器实测曲线相比一致性较好,针对测量结果进行对比发现频域内分析方法误差更小。因此基于陀螺仪和加速度计的波浪观测装置能够满足波浪实验测量需求。     

叶片型面快速测量方法及系统研究

获取叶片型面数据主要有接触式与非接触式两种方法,在非接触式等步长测量方法的基础上,提出一种叶片型面快速测量的新方法,并通过实验验证其测量效率和测量精度.在获取理论模型数据点的基础上,用改进的直线夹角法提取叶片截面曲线的特征点,将其与原数据进行比对,计算Hausdroff距离;在保证曲线拟合精度的前提下减少测点数目.搭建测量硬件系统,开发自动测量软件,实现获取叶片型面数据的非接触式等步长测量和按截面曲线特征点的快速测量.最后进行等步长式与快速测量式两组实验,对测量数据进行数据处理并对比测量误差,验证了快速测量方法的可行性.     

A Contact and Non-Contact Hybrid Profilometer with Large Range

A novel hybrid instrument of contact and non-contact measurement with large range is developed, and both measurement systems are based on a Linnik interference microscope and on white-light interference measuring techniques. The ambiguity presented in conventional monochromatic interferometers is not present in the contact and non-contact measurement, and they have a virtually unlimited unambiguous range. For the contact measurement, the vertical measuring range is ±5 mm with a resolution of 1 nm and the horizontal measuring range is ±25 mm in x-range and y-range with a resolution of 1.25 μm; for the non-contact measurement, the vertical measuring range is ~5 mm with a resolution of 1 nm and the horizontal resolution better than 0.5 urn.     

反射模扇形束入射衍射CT的重建算法

本文导出了反射模扇形束入射衍射CT的广义断层投影理论,它的前提条件是Born或Rytov近似,且要求物体相对于测量平面的张角很小,在这种近似下,可以证明与点源处于同一平面的测量面上测到的反射场决定了物体断面参数在一旋转椭球面上的频谱值。     

非接触式视频引伸计在力学性能试验中的应用

 为了在材料力学性能试验中推广和应用非接触式视频引伸计,在20kN电子万能试验机上对2A12T4铝合金型材试样进行拉伸试验,用非接触式视频引伸计对该合金的伸长率和宽度变形进行自动测量;同时,在长度方向安装电子应变引伸计跟踪测量,宽度方向缩减变形量在保持相应力值的情况下采用千分尺测量,试样断裂后用工具显微镜测量长度和宽度方向变形;比较用两组测量工具测量出的变形情况,并做出纵、横向变形绝对偏差的平均值曲线,对其进行分析。结果表明,使用非接触式视频引伸计对材料力学性能指标的测量完全能够满足生产和试验研究的需要。     

用激光多普勒速度计测定瑞利波的声弹性效应

提出了一种利用激光技术非接触测量超声波速度的方法，用该方法测量了铝合金（Al5052)试件的声弹性系数，为了验证其可靠性，对同一试件用接触方法也进行了测量，并对实验结果进行了分析，结果表明，提出的非接触测量方法对提高测量精度是很有效的。     

基于遥测光电容积脉搏波描记法的心率测量综述

遥测光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography, rPPG)是一种无需接触即可实现心率等生理信号测量的技术,在重症监护、情绪感知、驾驶员状态评估等医疗和工业领域中都有较大的应用潜力。然而基于遥测光电容积脉搏波描记法的非接触心率测量容易受到光照、运动等多种因素干扰,为提高非接触式生理指标测量的精度,中外学者做了大量的研究工作。系统性地综述了基于rPPG的非接触式心率为代表的生理指标测量研究进展。首先,概述了rPPG技术的背景和原理,而后对比分析了基于rPPG心率测量的主流传统方法,此外对基于深度学习的rPPG心率测量最新研究进展进行了分类阐述,最后讨论了非接触心率测量的前景以及未来研究方向。     

非正交系坐标测量系统

为在有限的空间内实现具有特殊要求的球壳类工件的自动非接触测量，将机器人技术与激光非接触测量技术相结合，研制了一种新型的非接触式非正交系坐标测量系统。该系统以串联机械手作为测量主体，采用激光位移传感器和CCD摄像头进行非接触测量，可实现球壳类及回转类工件的几何尺寸和表面缺陷的非接触高精度测量。实验数据表明该测量系统已经达到较高的测量精度。     

基于机器视觉的平面夹角测量方法

为解决制造、建筑等领域中的平面夹角实时测量问题,提出了一种利用机器视觉的非接触式平面夹角测量方法.该方法首先在两待测平面上分别标记出一个圆及其圆心,测量时仅需使用一台已知其内部参数的数字相机,在空间任意位置进行一次拍照,获得圆心和部分标记圆图像即可;然后通过最小二乘法拟合出各平面上圆图像的方程及其圆心的图像坐标,即可确...