改进型椭圆拟合的特征点质心分步提取法

为改善远距离视觉姿态测量系统中测量距离不同造成的质心提取误差,研究了一种基于改进型椭圆拟合的质心分步提取法。首先,对预处理后的图像采用加权灰度质心法快速获取特征点整像素,实现质心粗定位;然后,针对存在重合交叉的边缘,通过8向链码筛选获取光滑连续单像素边缘,对边缘信息归一化后进行椭圆拟合,运用3σ准则剔除拟合粗差点后,输出椭圆中心坐标;最后,通过反归一化获得质心亚像素坐标,实现质心精确定位。仿真结果表明:该方法能有效抑制图像噪声,质心提取精度优于0.05 pixel;将其应用于姿态测量系统中,测量距离为3~15 m时,以精密转台为角度基准,该方法相较于传统椭圆拟合法,最高可提升47%的测角精度。

专业文化引领专业建设的探析——以湖北工业大学测控技术与仪器专业为例

专业文化作为专业的灵魂,在专业建设、人才培养等方面有重要的引领和促进作用。专业文化能够提升专业的品质和竞争力,帮助专业在培养目标的制定、师资队伍的建设和专业内涵式发展中指明方面;在人才培养方面,能够引导学生树立正确的价值观,增强学生专业认同感和自信心,形成良好的行为准则。专业品牌文化活动,作为专业文化的载体,能够从德智体美劳五个方面推进“五育”融合育人,促进人才的全面发展。专业文化建设的层次与品位直接影响着专业的声誉和培养人才的品质,因此应重视专业文化的建设,形成专业独有的灵魂。

空间测量定位网络的典型布局

空间测量定位系统在多站协同作用下实现测量,测站布局对系统测量精度、测量范围及使用成本影响很大。本文从wMPS网络布局和定位误差的关系入手,重点研究了测站分布几何对定位误差的影响。首先,建立了系统的定位误差模型,分析了测站单向通讯几何约束以及测站数目对改善测量精度的影响;然后,设计了两到四测站的多种典型布局形式,分析了典型布局的误差分布特性;最后,利用实验室样机对典型布局的误差特性进行了验证。实验结果表明,O_4型布局整体测量精度最高,L_3型布局对I_2型布局测量精度的增强幅度约为40%,O_4型布局对L_3型布局测量精度的提高幅度大部分处于20%以内。本文的研究为全局测量网络优化提供了有效的理论支撑。

空间测量定位系统测角不确定度分析及检定

空间测量定位系统是一种基于旋转激光平面进行角度交汇定位的新型网络式测量系统。为了对该系统进行严格的量值溯源,建立了测角模型,对系统单站测角不确定度进行了分析与验证。首先根据系统测量原理,推导出单站水平角和垂直角计算公式。然后在系统误差传递特性基础上,分析了测角模型中误差项的来源及影响,并对单站测角不确定度进行了估计。最后采用DFT-720A型号手动分度台作为角度基准,利用多面棱体和平行光管调整同轴度,对系统单站的水平测角不确定度进行了检定,分析了实验调整误差对检定结果的影响,实验结果表明该系统水平测角不确定度为2.4″(置信概率为99.73%),是实现高精密坐标测量的基础。

旋转激光平面测角精度测试方法研究

空间测量定位系统是一种基于旋转激光平面进行角度交汇定位的网络测量系统,为了对系统测角性能进行评估,提出了一种测角精度测试方法。测试装置以多齿分度台作为角度基准对水平角精度进行检定,垂直角精度则采用解析方法进行估计。首先利用多面棱体、平行光管以及调整机构调整分度台旋转轴和发射站旋转轴平行,再利用千分表调整两旋转轴径向距离,保证两轴的同心度在0.05 mm以内,轴线夹角在10″以内。实验结果表明,系统水平测角精度高于3″,最佳垂直角精度可达1″。该测试方法有效可行。

基于IAGA的空间测量定位系统测站优化部署

空间测量定位系统是一种基于光电扫描的角度交汇测量系统,由于该系统是在多测站协同作用下实现坐标测量,因此测站的布局优化是应用时面临的重要问题。为了解决该问题,提出了一种基于改进自适应遗传算法的测站优化部署方案。以系统定位精度、覆盖度和使用成本作为多目标优化函数;将进化代数衰减因子与自适应遗传算法相结合,根据多目标函数建立改进自适应遗传算法优化流程;对2~4个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,与传统自适应遗传算法相比,该方法能在10~20代内收敛到最优解并获得更优的目标函数值。因此该方法在空间布局优化设计中能有效提高系统的测量性能。

基于加权加速正交迭代算法的相机位姿估计

单目视觉中的位姿估计是三维测量中的一个关键问题,在机器视觉、精密测量等方面运用广泛。该问题可通过n点透视(PnP)算法求解,正交迭代算法(OI)作为PnP算法的代表,因其高精度的优点在实际中得到了广泛运用。为了进一步提高OI算法的稳健性和计算效率,提出了一种加权加速正交迭代算法(WAOI)。该方法首先根据经典正交迭代算法推导出加权正交迭代算法,通过构建加权共线性误差函数,利用物点重投影误差更新权值,达到迭代优化位姿估算结果的目的;在此基础上,通过自适应权值,整合每次迭代过程中平移向量以及目标函数的计算,减少迭代过程中的计算量,从而实现算法的加速。实验表明,在12个参考点中存在两个粗差点的情况下,WAOI的参考点重投影精度为0.64 pixel,运算时间为8.02 ms,精度高且运行速度快,具有较强的工程实用价值。

室内空间测量定位系统在飞机制造装配中的应用

在测量原理及系统架构的基础上,介绍了该系统在飞机制造装配中的应用,并结合航空制造装配中零组件数量多,尺寸各异、形状复杂的特点,提出将该系统作为全局控制网,配合终端精测的方法实现高效率、高精度、低成本的数字化精确装配。室内空间测量定位系统作为一种新型的数字化测量系统,在航空制造领域具有重要的应用前景。

核反应堆容器检测平台精确定位方法

针对现阶段核反应堆容器检测平台无法实现全自动定位、定位精度低等问题,文中提出一种基于机器视觉的精确定位方法。首先结合定位特征、测量环境及定位需求设计精确定位分系统,并对定位分系统的布局进行优化调整;其次利用空间圆拟合与SVD实现探头轴线的标定和检测平台全局坐标系的统一;然后通过图像筛选与特征拟合,采用平面切割法实现贯穿件轴线的测量,在此基础上计算出探头轴线的对中偏差值,并转化到运载小车坐标系下,驱动小车进行精确定位;最后在模拟检测现场对该方法的定位性能进行实验验证。结果表明,精确定位分系统的定位误差可控制在2.6 mm以内,说明文中的设计方法可提高检测平台的定位效率,满足检测现场的定位要求。

基于单目视觉的姿态自动测量方法

提出一种将EPnP算法和SoftPOSIT算法融合的单目视觉姿态自动测量方法.首先,利用EPnP算法计算得到立体靶标的位姿参数,并将该位姿参数作为SoftPOSIT算法的迭代初始值带入.其次,将SoftPOSIT算法计算位姿的的迭代过程与立体靶标结合,实现姿态的自动测量,并仿真验证了拓扑确定位姿的有效性.最后,为了验证姿态测量结果的精度,以高精度二维转台为基准,将立体靶标安装在二维转台中,通过控制转台转动角度得到靶标姿态的测量数据.实验结果表明,当转台转动角度在[-20°,20°]时,靶标姿态角α的测量结果标准差为0.20°,姿态角β的测量结果标准差为0.27°.

wMPS测角不确定度研究

室内空间测量定位系统(wMPS)是一种基于多向定位原理的新型网络式测量系统,为分析系统单站的测角不确定度,建立了角度测量模型,分析了影响系统测角精度的误差源并给出误差的评估方法,利用蒙特卡罗统计法进行了仿真,获得了测角误差的分布。提出一种以多面棱体和平行光管作为调整手段,多齿分度台为角度参考基准的发射站水平角不确定度分析平台,实验结果表明该平台的有效性并获取测量空间内发射站的水平角不确定度为2.2″。

逐像素调制的高反光表面三维测量方法

高反光表面的三维面形测量是光学三维测量领域的难题之一,本文提出一种基于逐像素调制的高反光表面三维测量方法,可解决光学三维测量中因过度曝光而导致的相位信息无法获取的问题。首先,通过投影最大灰度值的灰度图识别饱和像素点的位置;然后,依据投影低灰度下横纵条纹图进行过饱和区域坐标匹配,并结合一种新的相机-投影仪强度映射关系,逐像素求解过饱和像素点的最佳投影灰度值;最后,投影重新生成自适应条纹投影序列,并结合多频外差相移法用于相位恢复和三维重建。实验结果表明:所提方法的间距平均误差和标准偏差均小于文中其他方法所得的测量值,相对于传统方法,该方法的平均误差减少了61.9%,标准偏差减少了67.7%。本文所提方法的调制度高,速度快,能保证很高的测量精度。

基于模拟退火-粒子群算法的wMPS布局优化

空间测量定位系统是一种在多测站协同作用下实现坐标测量的大尺寸测量系统,因此测站布局优化成为了重要研究问题。为解决此问题,本文提出了一种基于模拟退火粒子群算法的测站优化部署方案,以定位精度,覆盖度,使用成本作为优化函数,运用粒子群算法及模拟退火算法进行协同搜索,并建立模拟退火粒子群算法的测站布局优化流程,对两到四个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,该方法能快速收敛于最优解并获得一种较优的测站布局。

高灵敏度微位移零差干涉方法

干涉测量技术被广泛应用于纳米级的微观形貌测量,为了提高干涉测量的精度和灵敏度,提出一种基于白光干涉和激光二次干涉相结合的高灵敏度零差干涉测量方法。设计了高灵敏度零差干涉系统,利用激光二次干涉的零点对白光干涉的暗纹进行定位,使其在零光程差时达到斜率最大值。利用波动原理和干涉条纹的强度公式分别对白光信号和激光信号进行分析,并提出将白光和激光干涉信号相结合的灵敏度计算方法。对系统及其灵敏度进行了仿真,最后搭建光路,将白光干涉条纹调至暗纹位置,以此来定位激光二次干涉的零位,并进行数据采集。所述测量方法的灵敏度相比激光二次干涉至少提高1832倍,相应的测量不确定度仅为±0.2887 mV。所述测量系统能够有效解决传统干涉测量中计算量大的问题,灵敏度高、稳定可靠。

室内空间测量定位系统布局仿真研究

室内空间测量定位系统是基于光平面交会原理的大尺寸分布式坐标测量系统,具备大量程、高精度、多任务并行、全空间实时测量等特点,应用广泛。该测量系统在测量过程中需要在空间不同位置放置多个发射站同时工作,而发射站在空间的不同布局对测量精度有着较大影响。为得到一种较好的布局,研究发射站光平面在测量点的不同交会方式对测量稳定性的影响,推导建立数学模型,以此来评价布局的优劣。在此数学模型基础上设计遗传算法来求解较优布局,并对实际测量中常用的两站到四站的测量系统进行优化仿真研究。仿真结果表明在给定测量条件下,利用此数学模型设计的算法可以优化布站,得到一种较好的空间布局,提高测量稳定性。

伺服定位技术汽车大梁视觉测量系统研究

为实现对汽车底盘大梁上装配孔孔径和孔位尺寸的自动测量,设计基于伺服定位技术的视觉测量系统。基于大梁CAD设计图上装配孔的分布特征,划分目标图像采集区域,提取拍摄单帧图像时相机的位置坐标,并以该坐标值控制伺服电机运动和启停,触发相机采集目标图像;同时,伺服电机编码器反馈位置坐标给驱动器,为图像测量提供位置基准,对单帧图像上装配孔的圆心坐标进行归一化处理,从而实现对整个大梁尺寸的自动测量。实验结果表明:该系统对大梁装配孔的孔径尺寸测量误差约0.30 mm、孔位尺寸测量误差<0.90 mm,能够实现汽车大梁关键尺寸非接触、全自动测量。

就让我们从这里出发吧——《走啊走 诗在走》编辑手记

《走啊走诗在走》是一本独特的童诗绘本,它通过图文合奏的形式,讲述了一个“孩子”从家出发,走到广阔的田野,在自然中与花鸟虫鱼嬉戏,最后又走回了家的故事。本书由诗人金敏与当代水墨艺术家李知弥联袂创作,水墨风格的画面将散落的诗歌串联起来,构成了一幅美丽的生活画卷。寥寥几句的文字、淡淡写意的画面,把中国江南的自然之美.

新生儿喂养现实疗法联合泌乳促进护理对初产妇泌乳启动时间及母乳喂养率的影响

目的探究新生儿喂养现实疗法联合泌乳促进护理对初产妇产后泌乳启动时间及母乳喂养率的影响。方法采用随机数字表法将本院2020年6月到2021年1月收治的60例初产妇分为2组,每组30例,对照组采取常规护理,观察组在常规护理的基础上实施新生儿喂养现实疗法联合泌乳促进护理,比较两组的产后泌乳启动时间、母乳喂养率。结果观察组的产后泌乳启动时间为(3.15±0.21)h,短于对照组(P<0.05);观察组的母乳喂养率为90.00%,大于对照组的66.67%(P<0.05)。结论将新生儿喂养现实疗法联合泌乳促进护理应用于初产妇,能促进产妇尽早泌乳,提升母乳喂养率。

基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究

利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先,利用单相机获取平面靶标图像,经图像处理后得到四个特征点的像素坐标,并使用EPNP算法进行姿态解算;其次,对姿态角测量误差进行了仿真分析,为提高姿态测量精度提供了理论指导和依据;最后,提出一种与高精度二维转台结合的坐标系配准方法,利用该方法对三个方向姿态角精度进行验证。实验结果表明:当绕x和y轴的转动角度在[-6°, 6°]时,姿态测量误差小于0.1°,可以满足测量应用需求。

基于视觉与激光准直的激光跟踪姿态角测量方法

针对大型装备建造、航空航天、汽车等领域对姿态测量技术的需求,提出一种以激光跟踪设备为基站,视觉测量与激光准直技术相结合的姿态测量方法。首先对测量模型中涉及的坐标系进行了定义,其次建立了激光跟踪设备坐标系与视觉坐标系之间的转换关系,通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角的测量,在上述基础上,基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量。最后在实验室环境下搭建了姿态测量验证实验平台,将靶标装载在三自由度摇摆台上,利用六轴绝对关节臂姿态角测量值作为基准进行比对,实验证明,在测量距离为2.5 m处,姿态角测量范围为-20°~20°时,姿态角测量误差绝对值可控制在2°内。