一种基于双目相机与单点激光测距仪的标定方法

近年来,随着工业机器人技术的不断完善,利用相机与激光测距仪结合测量的应用不断增多。为了使两者之间配合的更加便利,两者之间的标定是必不可少的。本文提出了一种基于双目相机与单点激光测距仪的标定方法,以双目相机光心为原点,建立相机坐标系。将单点激光测距仪光点打到标定板上,并在标定板上形成光斑,通过灰度重心法提取光斑中心像素点,利用双目相机的内参矩阵及深度数据获取光斑点的三维坐标值。然后利用两个三维坐标点建立公式求取外参参数的粗略解,同时通过相机坐标系下多个光斑点的三维坐标建立约束方程,并利用优化算法对约束方程进行优化,得到精确的外参参数值。该方法做法简单,且对标定器件无特殊要求,通过该方法得到的外参参数精度高,鲁棒性好。实测结果表明,通过该算法得到的外参参数进行重投影后,平均相对误差小于0.30%,能够应用于实际生产过程中。

一种高精度单点激光三角测距方法

在非接触测量技术中,单点激光三角法测距以设备简单和具有较高的精度得到广泛应用;但用于成像系统的CCD镜头都有不同程度的畸变,为满足亚毫米精度的高精度测量,提出了实验标定法;首先对光学镜头的畸变参数进行标定,并用标定出来的畸变参数对畸变图像进行校正,然后对图像进行滤波和采用亚像素定位技术检测激光光斑中心,最后用逐段折线逼近法标定出空间目标点与目标像点的非线性关系,并详细分析了激光三角法的测距精度;实验表明,提出的测距方法能够达到亚毫米高精度,测量的均方根误差为24.9μm。

单点激光三角法测距及其标定

介绍了一种快速准确的非接触测距方法,阐明了单点激光三角法测距的原理及其测量系统的主要组成。针对测量用的光敏传感器-电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice,CCD)之标定曲线的非线性特性,着重叙述了用逐段折线逼近该标定曲线的方法,并给出了具体的算法程序。

基于CMOS单点激光三角法测距系统设计

根据三角法测距原理,运用单片机技术对距离进行测量,设计了一套基于CMOS的单点激光三角法测距系统。详细地介绍了系统的硬件组成和软件结构,针对测量用的光敏传感器之标定曲线的非线性特征,提出了用逐段折线逼近该标定曲线的方法,最后给出实验结果,并分析了各个参数对实验精度的影响。实验结果表明方案切实可行,该方法的测量误差小于3%。

基于单点激光检测的枪弹弹头快速匹配系统

枪弹弹头膛线痕迹具有不易破坏、难以伪装、唯一性和鉴定价值高等特点,其对于枪支批量建档、确定作案枪支等均具有十分重要的意义。针对基于显微镜检测、分段照相的传统弹头膛线痕迹匹配方法存在耗时长、效率低、受主观因素影响大,无法进行量化分析的缺点,设计一种基于单点激光检测的枪弹弹头快速匹配系统。该系统对弹头进行圆心位置和圆柱轴线的自适应调整,利用激光位移传感器对枪弹弹头表面膛线痕迹沿圆周方向进行360°环绕检测,多次检测数据叠加并利用广义形态滤波将检测数据进行降噪处理后,再利用皮尔逊相关系数进行痕迹相似度匹配计算,实现弹头痕迹快速匹配。实验结果表明,弹头快速匹配系统具有检测精度高、匹配速度快、对弹头表面纹理无破坏等优点,既可用于弹头之间的一对一数据匹配,也可用于一对多数据匹配,可以有效应用于枪支批量建档和确定作案枪支的作业中。

单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒件模态测试

针对薄壁圆筒构件模态测试的需求,提出了基于单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒构件模态测试方法。根据纯模态分析理论,在研究两端固定细弦自由振动的基础上,理论上建立了单点激光测振仪在两端固定的自由振动细弦上做连续扫描所得的振动信号和弦的模态振型之间的关系,研究了并提出了激光测振仪输出信号的处理方法。搭建了单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒构件模态测试平台,对薄壁圆筒构件进行了模态实测,获得了薄壁圆筒构件前五阶固有频率和相应的模态振型,并对测试结果进行了有限元模态分析验证。结果表明,模态振型一致,固有频率误差在5%以内,证明了提出方法的正确性和有效性。

利用测头等效法确定激光单点测头的方向

提出了一种利用测头等效法和迭代标定法确定激光单点测头方向的方法。该方法通过求解从激光测头的一维坐标向三维坐标转换的变换矩阵确定激光测头在测量机直角坐标系中的方向。利用测头等效法将激光测头等效为接触式测头,保证它在标定过程中的测量值不变,使其能测量空间的一个固定点,从而确定了求解变换矩阵的“共轭对”;利用迭代标定法保证了“共轭对”的确定满足测头等效条件,使变换矩阵的解(激光束的方向)逐步趋近于理想值。实验表明,当测头的一维测量精度为0.0128mm时,利用变换矩阵转换得到的三维数据的精度为0.0173mm,这证明利用该方法所确定的激光单点测头的方向具有较高的精度。

C194铜合金薄板单点脉冲激光弯曲特性数值模拟

为研究薄板脉冲激光弯曲特性,以C194铜合金薄板为研究对象,采用ABAQUS软件对其单点脉冲弯曲成形过程进行有限元数值模拟。结果表明:脉冲激光加热阶段,上下表面存在着明显温度梯度,这是单点脉冲激光弯曲成形过程的主要机制;在应力分布方面,受辐照区域在厚度方向均表现为残余拉应力分布,且存在着一定的梯度分布,单点脉冲激光辐照后,压力分布表现为"中拉外压";在位移场方面,随着温度由高到低,试样出现了由反向弯曲转为正向弯曲的变化,这与材料受热区域的正负应变、压拉应力的转变有关。

577nm激光多点与单点方式行全视网膜光凝治疗非增殖期糖尿病视网膜病变疗效比较

比较577nm激光多点与单点PRP治疗非增殖期糖尿病视网膜病变(NPDR)的治疗效果。收治NPDR患者50例(80眼),随机分为试验组与对照组各25例,试验组42眼(多点PRP),对照组38眼(单点PRP)。比较两组曝光时间、激光能量、光斑数量及总体治疗有效率。两组治疗后的光斑数量、视野平均阈值所对应的视觉敏感度、及总体治疗有效率并不具备显著性差异(P>0.05);而试验组治疗中所使用的能量密度及激光能量显著更低,差异明显,有统计学意义(P<0.05)。577nm激光多点PRP治疗效果与单点PRP相近,但其安全性却显著更高,因而多点PRP模式值得推广。

激光通量变化法探测水下声信号

该文将表面波理论与水声理论相结合,分析了水面微振动的物理过程及其表象的水声理论实质,提出了利用激光通量变化测量水表面质点振动位移的方法,设计了一个单点激光测量系统对此方法进行了实验验证。结果表明,激光通量变化法可有效探测水下声信号,同时对水面平整度的影响较宽容。

激光多普勒测振仪研究综述

激光多普勒测振仪以其在振动测量方面的优良特性,越来越受到人们的关注。本文介绍了激光多普勒测振仪的测振原理,重点介绍了单点式激光多普勒测振仪、扫描型激光多普勒测振仪、三维多普勒激光测振仪等的工作原理及优缺点。针对存在的问题与不足,对其在工程应用中的关键技术进行了探讨,提出改进建议。

基于萨哈-玻尔兹曼图与自吸收校正的单点修正激光诱导击穿光谱

为进一步提高单点修正激光诱导击穿光谱(OPC-LIBS)的定量分析精度,提出了基于萨哈-玻尔兹曼图与自吸收校正的OPC-LIBS方法,利用该方法对两个钛合金样品中的Ti、V和Al元素进行了定量分析,并将其定量结果与基于玻尔兹曼图的OPC-LIBS、基于萨哈-玻尔兹曼图的OPC-LIBS以及基于玻尔兹曼图和自吸收校正的OPC-LIBS的结果进行了对比分析。研究结果表明,所提出的改进方法在4种方法中可获得最小的定量误差,测量两个钛合金样品中3种元素的平均相对误差(MREs)分别为4.11%和3.99%,证明所提出的改进方法可有效提高OPC-LIBS的定量分析精度。

数控机床在线测量大直径技术研究

如何提高大尺寸工件的在线测量精度,是大型机械加工的重要课题。针对数控机床的加工环境,提出一种工件在线大直径测量方案,该测量方案利用机床运动的直线性、传统小直径测量的高精度、激光测距的准确性、工件旋转的周期变动性,准确得到加工件的直径值。文中详细讨论了测量误差的来源和误差补偿,以及数据处理方法。实验结果表明:该方案的测量精度完全满足IT6的加工要求。

基于三角法的绝对重力仪落体姿态测量系统的设计

针对绝对重力仪落体偏摆干扰测量结果的问题，提出一种测量落体姿态的办法。该办法采用单点激光三角测距的原理分析光路参数之间的关系，根据参数值进行元器件选择和结构安装。结果表明在短距离测量时（1～10mm），距离分辨率能达到微米级别。

单点与多点扫描模式激光治疗糖尿病视网膜病变疗效比较

目的:分析比较单点与多点扫描模式全视网膜激光光凝术(PRP)对非增殖性糖尿病视网膜病变(NPDR)患者的疗效及对视网膜结构和功能的影响。方法:回顾性系列病例研究。选择2019年1月至2020年7月在青岛市市立医院被确诊为重度NPDR后行PRP治疗且随访6个月以上的患者57例(93眼)。其中27例(46眼)行单点扫描模式激光治疗,分3~4次完成PRP,作为对照组;30例(47眼)行532 nm多点扫描模式激光治疗,分2次完成PRP,作为观察组。根据治疗前后最佳矫正视力计算治疗有效率。激光治疗后当天根据数字分级法进行疼痛评分。比较2组患者激光能量、光斑数量、能量密度,并测量2组治疗前1 d和治疗后1、3、6个月的30°~60°环形范围内视野平均阈值敏感度(MS)、闪光视网膜电流图(F-ERG)a、b波振幅以及黄斑中心凹厚度(CMT)。比较2组术前1 d荧光素眼底血管造影(FFA)无灌注区面积及术后6个月新生血管以及无灌注区情况。数据分析采用χ^(2)检验、独立样本t检验和双因素重复测量方差分析。结果:对照组和观察组治疗有效率分别为80%和85%,差异无统计学意义(χ^(2)=0.36,P=0.55)。观察组术后疼痛评分明显低于对照组(t=6.84,P<0.001)。2组激光能量和能量密度比较差异有统计学意义(t=0.24,P=0.02;t=12.84,P<0.001),光斑数量差异无统计学意义。治疗后1、3个月,对照组和观察组30°~60°环形范围内MS、F-ERG a波振幅及CMT与治疗前1 d比较差异均有统计学意义(均P<0.001)。2组患者治疗后1、3、6个月F-ERG b波振幅较治疗前均明显下降(均P<0.001)。术前1 d 2组患者FFA无灌注区面积差异比较无统计学意义,术后6个月FFA示2组均未出现新生血管及明显无灌注区病例。结论:532 nm激光单点与多点扫描模式治疗重度NPDR患者术后6个月视网膜结构和功能变化无差异,但多点扫描模式治疗耗时更短,疼痛感更轻,可提高患者依从性。