无导轨空间坐标测量系统的光笔优化设计

阐述一种全新的无导轨光笔式三坐标测量系统的光笔结构.采用工作冗余方式3/4[G]进行光笔系统冗余设计,使光笔系统具有一个冗余度以实现系统自标定和挡光自恢复.确定了求解系统自标定最小二乘问题的有效算法.点光源坐标误差为±0.1mm时,光笔系统误差≤0.1mm.采用不同调制频率光可以识别多个点光源.     

基于拉丝法的线结构光视觉测量系统标定

 利用线结构光视觉非接触测量技术的大量程、大视场、高精度、光纹信息提取简单等优点进行非接触测量大型机器及轨道等。分析了线结构光视觉测量传感器数学模型,利用构建的位于光平面上的标定特征点,提出了一种基于拉丝法的线结构光视觉测量标定方法,即先标定传感器相机的内外参数,再利用激光线与铁丝相交形成的点作为特征点标定光平面在相机坐标系下的方程。该方法降低了标定设备的成本,过程简单。标定结果表明：该方法标定满足测量要求。     

自由落体测量重力加速度的仪器改进

改进了条形物体自由下落测量重力加速度的实验装置。通过重新设置条形物体的窗口,得到了一种利用该装置测量重力加速度的新方法。该方法采用不同的窗口确定挡光宽度,利用数字毫秒计的加速度测量功能可以测出初速度、末速度及从初速度变化到末速度的时间,最后利用单片机来完成加速度的计算和结果输出。通过对现有的实验仪器进行改进,扩展了它的用途,实现了用不同的方法来测量重力加速度。     

基于局部单应性矩阵的结构光系统标定研究

在基于结构光测量系统中,投影仪标定对物体的三维测量精度有着直接的影响。通过投影仪投射多幅正交格雷码至棋盘格标定板表面,利用未标定摄像机获得受棋盘格标定板调制的变形格雷码条纹图像,通过局部单应性矩阵方法获得棋盘格标定板各角点所对应的投影仪图像坐标。根据摄像机图像坐标、投影仪图像坐标与棋盘格标定板角点对结构光测量系统进行标定,获得摄像机与投影仪的内参数矩阵以及投影仪图像坐标系在摄像机图像坐标系的位姿矩阵。最后对结构光测量系统进行了标定实验;并使用Samuel Audet标定工具箱、Douglas Lanman标定工具箱与提及的标定方法进行标定误差对比。实验结果表明该方法操作简便,精度高,能较好地标定结构光测量系统参数。     

一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法

针对在列车车轮参数动态测量中测量精度不足的问题，文章提出一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法，并分析激光线宽度对测量结果的影响。首先用Solidworks软件对测量系统进行三维建模，并根据光刀法中的相机参数对软件相机模块进行调整；然后对特定位置图片进行RGB提取、畸变矫正、灰度化和中心提取等预处理，并利用特征点提取、曲线拟合的方法计算得到车轮直径、轮辋宽度和轮缘高度等车轮参数；最后利用单边轮实验进行验证，结果表明该文方法的测量精度满足实际测量需求。     

ICP算法在双目结构光系统点云匹配中的应用

双目结构光系统在测量物体时有更好的效果,测量物体视野是单目测量系统的两倍。该文根据针孔成像理论给出了双目结构光重构的数学表达式,并通过Zhang氏标定法给出了标定结果。在双目系统中,投影仪和摄像机的标定误差、仪器设备的系统误差,都会导致得到的两组三维点云数据不能很好地重合。因此,该文提出将标定获得的两个摄像机关系矩阵做为点云匹配的初值,使用改进的最近迭代点(iterative closest points,ICP)算法,加速点云匹配时间,并对经过初值变换的点云数据进行再次匹配,进一步减小系统在标定过程中的误差,从而达到对标定误差进行补偿的目的。实验结果表明:改进的ICP算法使标定后的点云能够很好地重合,并对标定值进行了修正,点云匹配的时间缩短为0.3s。     

用“SSM—5C计时—计数—计频仪”测量时间应注意的问题

力学实验中多次涉及到用“SSM—5C计时——计数——计频仪(以下简称SSM—5C)测量物体挡光一次的时间δt以求得物体运动的瞬时速度和测量物体两次挡光之间的时间间隔t,以求得物体运动的加速度等。例如在气垫导轨上用光电法验证两滑块碰撞时的动量守恒、在气垫导轨下测量匀变速直线运动的滑块的加速度以及用自由落体测重力加速度等。     

圆结构光传感器标定方法

研究用于管件内表面三维测量的圆结构光传感器标定方法. 圆结构光传感器由激光发生器、反射锥镜和CCD相机组成,激光器发射的光经锥镜反射后与被测表面相交,通过分析传感器的成像几何关系,提出了一种快速的、采用多个圆环的标定方法,通过标定确定光曲面的关键参数. 采用标定后的圆结构光传感器对已知直径的圆环进行测量,直径测量误差为±0.2mm. 该标定方法实现简单,满足现场标定的要求,同时能够保证一定的精度.     

多视点三维测量系统的全局标定方法研究

针对线结构光三维测量速度较慢和易发生遮挡问题，开发了一种多视点线结构光三维测量系统．并针对本系统提出了一种简易的基于线结构光的多目视觉三维测量系统全局标定方法，标定过程只需要一块可自由移动的共面靶标，即可将所有摄像机局部坐标系统一到光平面测量坐标系，实现多视点测量数据的自动拼接．实验表明，该方法方便易行，适合现场标定，同时满足系统精度要求．     

光电计时系统的误差研究

运用实验手段研究了光电门受有效挡光面的影响而对不同的挑光片测量时间呈现出的不同情况，得出了应尽量避免使用条形挡光片的结论；同时，了计时电路的滞后效应对时间测量的影响。     

内河码头八轮缆车轮压测试及统计分析

本文通过对内河码头常用装载机械缆车的轮压间接测试原理描述,建立了缆车轮压的概率模型,运用统计与随机过程理论给出了缆车规范设计的轮压参考值,并讨论在缆车设计中应考虑的问题。     

大型柔性摩天轮轮辐索预张力确定方法研究

以北京朝天轮结构设计为背景,通过分析确定轮辐索预张力需考虑的因素,给出了确定大型柔性摩天轮结构轮辐索预张力的方法,包括预张力值域的确定方法及其调整方法,在值城范围内调整预张力需考虑的各种因素,及估算合理预张力的简便算法.指出轮辐索预张力值域上限由180度索是否满足轮辐索安全系数确定,值域下限由0度索是否松弛确定;减小轮缘自重或适当减小轮辐索的安全系数可增大值域范围,而增大轮辐索截面积可能引起调整预张力的恶性循环;轮辐索预张力的确定还需考虑轮缘平面内外的刚度及90度索的松弛;由于轮辐索预张力和轮缘自重的比值R可大致决定结构的受力特性,故大型柔性摩天轮结构可采用与北京朝天轮相近的R值初步预估轮辐索预张力值.     

斗轮取料机大角度回转电缆上线方案设计

分析斗轮取料机中心上线和悬挂式滑线小车上线两种回转上线方式在大角度回转时的问题,讨论拖链装置的结构和工作原理,设计斗轮取料机大角度回转上线的拖链装置.拖链装置经实际使用,效果良好,可为斗轮取料机大角度回转的电缆回转上线设计提供参考.     

钢缆绳在线测长系统

在生产线上对钢缆绳长度进行实时准确的测量,其关键是检测打滑,消除由于打滑带来的测量误差.在对生产流程分析的基础上,采用成品卷筒和主动卷筒的转速比在短时间内是否有跳变的方法来检测是否打滑,从而消除由于打滑而引起的测量误差.用编码器零位来消除由于现场干扰而引入的少量非计数脉冲.实验结果表明,该系统工作可靠,测量误差小于0.2%.     

矿井索车的优化设计

对矿井索车优化设计中的几个关键性问题进行了探讨，包括驱动轮和尾轮的设计、钢丝绳直径的选择计算、托绳轮间距的确定、绳卡的设计、张紧力和张紧行程的确定、互锁问题的解决等。     

柔性巨型摩天轮结构的非线性分析

柔性巨型摩天轮结构体型庞大,结构形式特殊,刚性轮缘与柔性拉索相结合,边界条件复杂,存在着温度、缺陷和冗余度等敏感性因素影响。本文结合某摩天轮工程实例,分析柔性巨型摩天轮结构轮缘和拉索的受力性态,合理选择初始态预应力度,优化结构性能。考虑初始缺陷分别对轮盘以及摩天轮整体结构进行稳定分析,研究其非线性屈曲特征。同时考虑几何非线性和材料非线性进行弹塑性极限分析,全面揭示其结构特性。分析和研究结果表明：预应力拉索的引入使得柔性巨型摩天轮结构具有明显的非线性特征,初始态预应力决定了结构受力性态,由辐射状拉索和立体桁架组成的轮盘结构提供了强大的抗侧和抗扭刚度,柔性巨型摩天轮结构稳定性能良好,塑性发展机制理想,最终破坏表现为强度破坏,弹塑性极限承载能力比较大,能满足摩天轮正常运行和暴风状态的要求。     

轮胎侧偏动力特性的实验研究

研究了常侧偏角和时变轮胎载荷激励下轮胎的传递特性,测量了轮胎侧偏力、回正力矩和外倾力矩对轮胎载荷的传递函数,并考虑了轮胎参数的影响。用数据处理方法消除了实验台和测量装置的惯性力的影响。     

新型滚轮法测量头的结构设计

文章在分析滚轮法大直径测量中滚轮打滑和滚轮变形对测量结果影响的基础上,介绍了一种新的滚轮法测量头结构。该测量头通过独特的防滑结构设计减小了测量时打滑现象的发生,并通过测力装置实时获得滚轮受压变形大小,以方便修正滚轮变形带来的测量误差,大大提高了滚轮法的测量精度。     

不变形预张力在斜拉桥设计中的应用

基于不变形预张力的基本概念,建立了斜拉桥成桥状态的多目标、多约束的优化模型,并通过有限元程序求解成桥索力.该方法的优点是在施加不变形预张力时不切断索,这正符合了施工过程中张拉的实际情况;在索力设计中,将控制目标直接选为多个节点的位移和控制截面的内力,从而使控制目标值达到和接近了设计者的期望水准.实例表明,该方法是有效的,便于实际工程的应用.     

单片机辅助电缆相位速测仪的研制

传统电力电缆核相方法耗时，现场核相时受各种干扰因素多，所以针对使用过程中遇到的问题提出了单片机辅助电缆相位速测仪的研制。文章主要介绍了单片机辅助电缆相位速测仪的基本工作原理，以及该产品在现场施工使用中的效果检查。