数字图像测量技术及在隧道室内模型试验中的应用

首先按照数字图像技术分析基本原理差异,对数字图像相关（DIC）、粒子图像测速（PIV）等二维数字图像测量方法在隧道模型试验中的应用现状、技术发展以及基本原理进行梳理。进一步,对三维测量方法的原理及在隧道模型试验中的应用潜力进行分析。最后,通过黄土地层盾构隧道的掘进模拟试验,对数字图像测量技术在隧道模型试验中的应用进行示范。结果表明：DIC、数字照相变形量测（DPDM）等非接触测量方法以照片上点的相关性判断各点的位移,使用场景更偏向于室内试验道路、桥梁、隧道、基础、河坝、钢结构、钢混结构等土建结构的变形监测中;而PIV分析可测量流体中流动的大小和方向,被广泛运用于浆液、泥石流、喷泉等流体运动的研究中。此外,基于黄土地层盾构隧道室内模型试验方案发现,低含水率黄土地层盾构掘进8环管片距离时,围岩的扰动范围为盾构掘进中轴线两侧1 D（管片外径）左右和盾构上方1 D范围内。     

非接触性动态位移测试方法的研发及应用验证

基于Hough变换圆检测原理研发了非接触性动态位移测试方法,采用振动台进行了应用验证.结果表明,Hough变换具有良好的圆检测效果.图像计算效率与角度、半径的检测步长的选取相关;选取较大半径检测步长时,图像处理速度将大幅提高;选取较大角度检测步长时,图像处理速度提高并不显著.通过不同试验验证了自行研发的非接触性位移测试方法在不同频率正弦波输入、图像中不同半径标靶圆及相机-标靶不同物像空间距离特性条件下均具有良好的识别效果.工程实用角度,非接触性位移测试方法可以同时捕捉多个测点的位移及有效解决测试量程受限的问题,并可避免由于接触对被测体产生的干扰.     

基于体动射频信号的睡眠分期

为了减轻传统接触式睡眠生理监测系统对人体造成的负担,设计了一种基于微波技术的非接触式睡眠生理信号采集与分析系统,提出一种基于体动射频信号的睡眠分期识别算法.通过小波变换对射频运动传感器(RFMS)采集的体动信号进行预处理,再计算出体动信号的能量值,最后通过判别式处理和阈值法实现了睡眠分期:醒觉期、浅睡期、中睡期、深睡期.实验采集分析了8个实验者为期46天的睡眠生理信号,同时同步采集视频信息、TANITA水床睡眠信息、接触式呼吸脉搏信号.与视频结果比较发现醒觉期正确率达到90%;与TANITA水床睡眠结果相比,本系统的结果与其吻合程度达到70%;与不同睡眠状态下呼吸率、心率的变化相比,本系统的结果吻合度达到80%.     

基于FFT的互感式电流信号检测装置的设计

为解决对电路中电流信号的实时监测及谐波分析问题,利用传感器技术设计出一套高精度基于FFT( Fast Fourier Transform) 的互感式电流信号检测装置。该装置可对环路电流信号进行非接触式测量,硬件电路包括互感式电流传感器和检波电路,软件部分以STM32 为主控制器,对信号进行傅立叶变换得到频率和幅度信息。这种以微处理器为核心的测量装置可以实现测量自动化和功能多样化,在工业领域具有一定的应用价值。经实验检测,该系统的频率分辨率可达到1 Hz,幅度分辨率可达到0． 5 mA,测量电流信号频率误差小于2% ,幅度误差小于5%。     

基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统

为了满足倒角齿轮的倒角轮廓测量需求,采用先进的计算机检测与控制技术及现代化的传感器技术,研制了一种非接触式齿轮倒角轮廓激光测量系统.测量系统以计算机为控制中心,用激光位移传感器和光栅尺获取数据,利用X-Y精密移动平台实现测量位置的准确定位,实现了倒角轮廓的测量.实验表明,测量系统精度满足倒角齿轮测量的工业应用要求.     

弹芯激光检测技术

针对弹芯的结构特点和检测要求，根据光三角测量原理、激光扫描测量原理、CCD摄像原理，光栅位移测量原理的非接触检测方法，对弹芯尺寸自动测量仪进行了总体设计，其中包括激光扫描系统、激光光三角测头系统、CCD摄像系统、光栅位移测量系统、精密机械系统、计算机控制和数据处理系统等。     

Three-Dimensional Measurement and Reconstruction of Fabric Drape Shape

This paper introduces a new method of measuring the three-dimensional drape shape of fabrics with structural light. First, we apply parallel annular structural light to form light and shade alternating contour stripes on the surface of fabrics. We then collect the images of contour stripes using Charge Coupled Device （CCD）. Subsequently, we process the images to identify the contour stripes and edges of fabrics, and obtain the fabric contour lines of curved surfaces. Finally, we apply three-dimensional curved surface modeling method based on a network of polar coordinates, and reconstruct the three-dimensional drape shape of fabrics. Experiments show that our method is effective in testing and reconstructing three-dimensional drape shape of fabrics.     

视频数据挖掘的非接触式桥梁振动监测

为克服传统桥梁监测技术施工难、成本高和观测点少等不足,利用视觉技术实现了非接触式桥梁振动状态监测。该方法包含视频数据采集、视频数据分析与结果可视化等3个环节。其中,视频数据分析环节又包含3个步骤:首先,对视频中的稳定像素点进行定位;然后,根据视频中稳定像素点的数值变化,由视频数据挖掘方法建立视频热噪声模型;最后,由视频热噪声模型计算出视频中桥梁各局部位置上的振动频率。实验结果表明,该方法可有效侦测到桥梁可见结构部件上出现的人眼不易察觉的微弱振动,并对桥梁不同局部位置上出现的振动频率进行同步定量测算,从而提供了一种便捷高效、成本合理、通用性好的桥梁结构健康监测新途径。     

DGK-可控硅开关程序控制系统的研制

本文介绍由双向可控硅作为无触点开关和HTL电路组成程序控制器两大部分构成DGK低压硅开关控制柜的原理、抗干扰及运行情况。在触发电路中,改变了常规用继电器触头强触发主回路可控硅为无触点强触发电路触发可控硅。经运行证明,系统工作可靠,抗干扰能力较强。     

用线性调频半导体激光实现位移的非接触精密测量

提出一种应用半导体激光器的调频特性实现非接触测量的方法，可应用于小位移精密测量，也可应用于可转化为小位移的形状的精密测量。对于软材料的测量有重要意义，为了克服半导体激光波长变化、空气温度、气压、湿度及空气成份变化对测量稳定性的影响，设计了一种差动光学系统，满意地解决了这个问题，使测量方法达到了实用化。