改进Debevec-YOLOv5的高反金属表面缺陷识别方法研究

高反零件具有极强的反光性,对此类零件利用机器视觉识别时,所采图像存在高亮干扰因素,无法对零件表面缺陷进行正常检测识别。基于高动态范围成像技术提出一种改进Debevec算法与YOLOv5相结合的表面缺陷识别方法,对Debevec算法的相机响应曲线算法与图像合成算法利用粒子群算法进行改进,并利用YOLOv5对合成后的图像进行缺陷识别。对合成图像进行信息熵等客观评价指标计算,结果表明改进算法对反光件的图像合成质量优于Debevec算法与Mertens算法,由改进算法合成图像输入YOLOv5进行识别的错检率与漏检率低于Debevec算法与Mertens算法,具有实用价值。

基于三维激光扫描技术的边坡稳定性分析

三维激光扫描技术具有不接触、扫描速度快以及分辨率高的特点,本文详细阐述了三维激光扫描技术的原理及关键技术,通过实例对控制点的布设方法,点云数据采集、拼接、滤波、精简等关键技术进行详细论述,并通过建立二期数据的模型对比,对边坡的稳定性进行分析。试验结果表明,三维激光扫描技术用于分析边坡稳定性是可行的。

基于HDRI的高反光金属表面缺陷检测方法研究

为解决具有高反光特性的工业零部件的视觉检测难题,提出一种基于高动态范围成像(HDRI)的高反光金属表面缺陷检测方法,并针对传统方法中标定相机响应函数速度低的问题,提出一种改进的相机响应函数快速标定方法。首先搭建试验平台采集高反光金属表面序列图像;其次设计快速标定算法标定相机响应函数,获得图像像素值与曝光量之间映射关系;进而将不同曝光时间下的图像序列合成一幅高动态范围图像;最后运用自适应多阈值分割与Haar-like特征提取算法对合成的高动态范围图像进行表面缺陷检测。实验结果表明,文中方法在保证相机响应函数标定准确度的同时,具有计算量小、标定速度快的优点,而且合成的高动态范围图像细节清晰,满足高反光金属表面缺陷检测要求。

激光扫描测头自适应调整方法研究

针对被测物和环境光的多样性对激光扫描测头的测量精度造成的影响,提出一种基于图像质量评价和光条成像质量评价的自适应调整方法。该方法基于图像归一化照度对图像质量进行评价,依据评价结果对摄像机参量进行调整;基于光条横截面归一化高斯模型对光条质量评价,依据评价结果调整激光光强。通过试验,分别得出了图像质量和光条质量评价标准,为实现激光扫描测头的自适应调整提供了一种方法。

基于机器视觉的液压阀阀芯关键尺寸的自动检测系统

提出一种基于机器视觉的阀芯的关键性尺寸检测的非接触型自动检测系统。该系统针对某液压阀阀芯关键几何量进行测量,测量过程实现自动化,测量精度高。系统采用高精度绝对式圆光栅记录液压阀的角度信号,同时通过误差补偿来减小空回影响和定位误差,再由高分辨力的CCD图像采集系统进行图像处理,最终得出测量结果。以该系统为指导研制的检测仪能自动保存历史数据和生成报表,研制结果表明,仪器的不确定度优于5μm。

型材拉弯件回弹的激光扫描检测技术研究

针对拉弯零件的回弹检测,采用激光扫描检测设备得到拉弯零件的点云检测数据,利用Geomagic Qualify软件的比较分析功能,对拉弯件的点云数据和CAD模型进行3D、2D比较,得出了型材的整体偏差分布以及主要截面的偏差情况。并利用Geomagic Studio软件从点云数据提取拉弯零件引导线,对引导线进行曲率分析。

机器视觉测量中相机两步标定法的改进

在机器视觉中为了确定空间三维模型和图像模型之间的几何坐标关系,必须要建立相机的图像几何模型及其参数,这个过程被称为相机的标定。作为最广泛使用的标定方法之一,两步标定法使用了网格板来进行相机的标定。在标定中,相机的多数参数都是通过求解分析方程得到的,然后经过反复迭代得到其他标定参数,使用这种标定方法需要在多个位置拍摄多个图像。本文针对两步标定法进行改进。在改进的方法中,用到了一个呈直角的L形标定板,标定时得到一副包含两个垂直标定图像的图片,之后使用两步标定法进行必要的相机内、外部参数的计算。标定的结果显示误差低于0.7%,能满足要求。

近景摄影测量中的光束法平差快速算法

由于近景摄影测量的摄影方式灵活多变,光束法平差中构成的法方程系数矩阵不具有带状结构,导致基于整体广义逆法的求解速度很慢。为解决这一问题,提出了一种新的光束法平差快速解法。该方法以"R-T"模式的共线方程为基础,首先构建摄像机参数的法方程式,以整体解算摄像机参数的改正数,然后再逐点解算三维点改正数。采用该方法避免了组建整体误差方程式和三维点法方程式,能在保证精度的前提下有效提高计算速度。仿真实验和真实图像实验均表明,本文算法具有较强的可行性和鲁棒性,特别适合拍摄角度多变的近景摄影测量系统。

三维激光扫描仪的测距与水平角精度评定

以三维激光扫描仪Focus^(3D)X130为研究对象,通过实验验证了距离和水平角检校方法的可行性。由精度检校实验得出Focus^(3D)X130测距精度为5mm,测角精度0.0101°,与厂家提供的标称精度有一定误差。因此,在使用三维激光扫描仪之前进行测距和水平角精度的评定和校正将对后续扫描的精度产生一定影响。

室内大面积激光测速光幕靶面光能均匀性研究

针对大横截面室内靶道弹丸测速需求，提出采用一字线激光器作为光源，L形排布的光电二极管阵列作为接收的室内大面积矩形探测区域激光测速光幕构建方法，并对光幕面内光能分布均匀性进行理论及实验研究。首先对单个一字线激光器的光能分布进行理论建模及分析，通过实验验证了理论分析的正确性；其次对用两个一字线激光器拼接作为光源的1m×1m激光测速靶靶面内的光能分布均匀性进行了实测研究，对实验结果进行了分析，并提出了进一步提高光幕均匀性的方法，通过研究为实用室内超大面积激光测速光幕的设计提供了理论指导及数据参考。

长啁啾光纤光栅传感特性分析及分布式位置识别研究

针对复杂环境下传统位置传感器易受电磁干扰、复合材料兼容性差等缺点提出了基于长啁啾光纤光栅的分布式位置传感系统。通过对长啁啾光纤光栅传感原理的理论分析,得到其反射谱与作用力位置之间的关系,利用相关匹配算法对长啁啾光纤光栅的特征谱序列进行解调,并搭建了基于长啁啾光纤光栅分布式位置识别测试系统。试验结果表明:在0-300mm范围内,其位置传感监测曲线的线性相关系数大于99.98%;与标准位置测试数据进行对比,其误差低于±1mm。该传感方法适用于复杂环境下位置传感系统的分布式测量,具有较高的参考意义和实际应用价值。

某型无人机机体几何参数三维光学检测系统

针对某型无人机机体几何参数的快速检测要求,提出了基于工业摄像测量与面结构光面密集点云扫描相结合的方案,根据实际任务需求,分别开发出TNFP系统和TNS系统,并进行了实际验证。结果表明:"TNFP三维光学摄像测量系统"的测量精度为0.01mm,完全满足某型无人机机体几何参数的测量要求,而且检测速度快,可用于无人机维修人员对无人机机体几何参数检测的需要和设计生产部门对机体几何参数设计的需要。

微光学系统矢量衍射成像中畸变的衍射机理与计算

用瑞利—索末菲矢量衍射公式导出微光学系统矢量衍射像点光强分布的计算式,探讨矢量衍射成像中畸变的衍射机理与计算。模拟试验表明微光学系统矢量衍射成像不但要考虑横向场还要考虑纵向场,畸变校正要进行位置校正,光强也要做适当校正,有利于微光学成像系统的像差分析与处理。

精密孔径测量仪计量检定方法研究

精密孔径测量仪是一台以长光栅为标准，利用光电瞄准技术进行非接触绝对测量的高精度测长仪器；主要用于测量内孔直径，还可以用于测量轴径、两平行平面距离及玻璃尺刻线间距等。文中主要研究测量范围为（0～200） mm，分辨力为0.1μm的精密孔径测量仪的检定方法。

便携式二维激光位移传感器

设计了一种能应用于野外环境的便携式二维激光位移传感器,能够实时探测635nm激光在传感器靶面所呈光斑的二维位置坐标。利用CCD图像传感器和DSP数字信号处理电路进行图像的采集和处理。采用窄带滤光片和中性密度衰减滤光片消除太阳光的干扰,提高了图像对比度。采用超短焦距大视场镜头将传感器靶面成像在CCD靶面上,增大了量程,缩小了体积。编写算法校正了图像畸变。最后通过实验验证了该传感器有较高的测量精度。

基于回转密封表面微观构造缺陷所导致的功能失效及其监控

轴类零件回转密封面的微观构造缺陷将有可能引起动力总成类产品内腔的工作介质外泄,从而导致因功能失效而造成严重的质量问题。本文从回转密封表面微观结构的形貌特征出发,对其成因做了详细说明,描述了利用精密的表面轮廓仪、简单实用的悬线偏移法以及在线光学测量等三种检测方案,并介绍了以标准形式提出的用于评定回转密封面螺线状态的规范方法。

微小精密零件光学测量及反求设计

微小精密的零件因易变形、形状特殊和难装夹等特点,不宜用接触法测量,采用光学测量可减少量具和夹具夹紧引起的变形误差和热膨胀误差。利用光学测量CAD软件的输出功能,可以实现零件的二维CAD制图和三维CAD模型构建,实现由实物到模型的反求设计,为零件的仿制和改型设计提供可行方法。

自准直仪功能扩展的测量平台设计

自准直仪是一种光学测角仪器,利用光学自准直原理来观测目标位置的变化,对零件的直线度和平面度进行测量。由于被测工件的高度、长度和宽度等尺寸动态范围大,对测量仪器主体的支承平台提出了高度调整、横向平移、对焦旋转等方面的姿态精密调整需求。本文通过分析自准直仪的使用过程和特点,从测量范围、测量精度、测量过程中保持同一基准等要求,确保自准直仪测量精度最优条件下实现高准确度的高效测量,为自准直仪设计了一款专用的高精度、高稳定性的功能扩展测量平台。为实验室提供了高精度、高稳定性的测量实验保障,为相关平台的研发提供了理论基础和设计参考。

管材无凹模冲孔变形机理分析与有限元模拟

通过对管材无凹模冲孔后废屑以及管件断面的分析,得出了无凹模冲孔变形机理以及无凹模冲孔断面示意图;运用Deform-3D软件对冲孔过程的应力应变进行分析,可为无凹模冲孔的工艺优化提供依据。

基于机器人--扫描仪测量的蒙皮对缝检测技术研究

在飞机蒙皮对缝阶差与间隙的数字化检测中,以机器人—3D激光扫描仪测量技术为基础,提出了一种新的阶差与间隙测量方法。首先对机器人—3D激光扫描仪手眼标定进行理论分析,提出简单高效的手眼标定方法;然后利用机器人—3D激光扫描仪测量系统获取待测面对缝区域的点云数据,从图像中点位对缝区域,获取对缝区域的点云数据;最后分析缝区域点云数据,确定对缝的实际边缘点,从而计算出对缝的阶差与间隙。机器人—3D激光扫描仪测量系统检测对缝方法获得的数据更加精确,效率较高,由于机器人自由度较高,因此大大提高了飞机蒙皮对缝自动化检测程度。试验分析表明:提出的对缝检测方法实验结果的均值误差在0.03mm以下,最大误差不超过0.05mm,可以满足飞机蒙皮对缝的检测要求。