基于计算机视觉的片烟形状测量方法

为准确描述片烟形状,基于计算机视觉提出了一种片烟形状测量方法。采用基于Mean-shift均值漂移算法的图像分割方法实现图像中片烟区域的初步提取,利用形态学梯度算法精确提取片烟轮廓。分别使用分形维数和傅里叶描述子两种方法对片烟形状进行定量描述,并以一组形状各异的片烟为测试对象,对分形维数和傅里叶描述子形状描述能力进行了分析实验。结果表明:对于不同形状的片烟,分形维数与傅里叶描述子的取值差异明显,且两种方法的取值随着片烟形状差异的扩大而增大,表现出单调性,验证了两种方法对片烟形状均具有可靠的描述能力。将两种形状定量方法同时运用于片烟形状测量系统,能够有效评价片烟形状。

基于免形状测量模式的复杂形状测量机设计

为了高精度高效率地测量数学模型未知的复杂几何形状,介绍了"免形状测量模式",分析了该测量模式对仪器的基本要求,基于该模式设计了一台移动工作台式测量机。测量机以直线电机为驱动元件,以高精度长光栅为测量元件。为减小被测件重量对测量机的影响,设计了封闭式真空负压的空气静压气浮导轨和共平面的H形二维结构。设计了具有制动功能的Z轴和气浮隔振等关键部件。仪器量程为300 mm×300 mm×300 mm,测量不确定度为1.8μm,能测量数学模型未知的复杂几何形状。

精密工程中的“免形状测量模式”

为测量未知名义几何模型和参数的零件,提出了"免形状测量模式".该测量模式通过高精度获取被测轮廓的"数据微粒",建立典型几何要素及其内在不变量的理论模型,作为识别被测要素几何形状的准则;根据识别准则识别被测轮廓的名义几何形状;利用数据处理与误差分析软件,确定几何参数进而完成误差评定.论述了两个关键问题,即几何信息获取和几何形状识别.分析了几何信息获取的关键技术,阐述了对测量仪器的要求,介绍了结合内插和外插技术的自适应采样策略;提出了用于几何形状快速识别的6个算子;研制了测量仪器FormFree300,实现了"免形状测量".

表面粗糙度和形状测量技术的最新发展动向

触针式表面粗糙度测量仪自发明以来至今，虽然基本测量原理没有多大变化，但近年来在高性能、多性能化以及降低价格，从一维测量到三维测量等方面有了很大的进步。为实现高速、高精度测量，在非接触测量方面，采用了老触针以及显微技术：例如，ＳＴＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）扫描遂道显微镜、ＳＥＭ（ＳｗｅｅｐＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）扫措式电子显微镜、ＳＰＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）扫描式探针显微镜等。该技术发明时间虽不长，但各国学者，在多方面进行了大量研究，已开发了适用于超精微细表面的测量技术。

SFS与特征点对应技术结合的形状测量法研究

以特征点对应技术为基础的摄影测量术有着广泛应用，但存在着测量数据稀疏的缺陷，对此提出了SFS(Shape from shading)与特征点技术相结合的方法，加密插值点，解决复杂表面形状测量问题。首先设计了用于测量的摄像系统，然后讨论了图像平面的剖分算法，最后给出SFS与特征点技术结合的有限单元形式，并设计了多重网格加速求解算法。算例表明，该方法效果令人满意。

反求工程中三维几何形状测量及数据预处理

分析反求工程的体系结构 ,综合介绍实物三维几何形状测量方法及其技术特点和发展现状。

激光自动聚焦三维形状测量系统的研究

基于激光自动聚焦测量方法提出一种实现快速、精密三维形状测量的扫描速度控制算法。介绍了系统的构成及激光测量头的原理。自动地对曲面轮廓进行连续扫描测量不仅提高了测量效率。

形状测量的光学方法应用于组合薄壳的屈曲模态测量

本文应用影像云纹法、频率编码法对短圆柱组合薄壳的屈曲现象进行了研究,给出数字化的初始曲面和屈曲模态图象,将现代光力学法用于快堆主容器结构稳定性模拟体分析实验研究,取得较好的实验结果。本项目的研究成果,为我国制定快堆主结构的安全性评估提供科学依据。

发动机喷油嘴微小喷油孔尺寸和形状测量系统

本文介绍一种集光学方法和机械接触方法优点于一体，用于测量发动机喷油嘴微小喷油孔尺寸和形状的测量系统，并首次给出对直径２１４μｍ的油嘴微小喷油孔尺寸和形状的测量结果。该系统测头直径为４０μｍ～１００μｍ，测量精度优于１μｍ，测量力小于１０μＮ。

三维形状测量方法及发展趋势

随着科学技术和工业生产的迅猛发展 ,许多领域越来越多地提出了对三维工件尺寸和形状参数测量的要求。在广泛调研的基础上 ,系统地介绍了目前三维形状测量的主要测量方法 ,对每种方法的基本原理与主要优缺点及精度进行了分析 ,阐述了它们的发展现状及应用范围 。

在三维形状测量中运用条纹投影解决相位-高度关系的混合方法

高度估算函数的提出是基于三维(3-D)测量系统中使用数字光处理(DLP)投影仪和一台照相机的几何分析,本研究所提出的3-D投影测量方法是一种结合了几何参数测定和最小二乘法的混合方法。此方法使用相位-高度关系相关参数对于一个线在平面中的分析和使用最小平方估算法的相关参数测定。该方法具有每幅图像行一个功能取代了每个图像像素一个功能。投影机的正选条纹图案被投射在物体上并由照相机图像来计算出测量点的相位,然后利用条纹图案的相位和测量点的高度之间的关系通过参数在水平平面坐标上表现出来。实验表明当x-z的工作范围为100 mm×50 mm时,该模型的误差在±0.1 mm之间。因此,该方法可以显著降低在3-D测量中使用投影仪和照相机之间几何关系的绘图函数的数量。

激光位移传感器在物体表面形状测量中的应用

激光位移传感器对位移的测量不仅是非接触式的测量方式,而且具有较高的精度,具有广泛的应用。本文研究了一种利用激光位移传感器测量工件上点的二维坐标,从而实现物体形状的高精度测量。通过一维电位移平台带动激光位移传感器扫描物体的表面,然后对测量的数据进行处理,进而得到物体的表面形貌。实验中采用的位移传感器分辨率为0.3μm,一维电位移平台重复定位精度高于2μm。

基于迈克尔逊干涉仪的斜率与形状测量系统

运用迈克尔逊干涉仪的原理,可以十分容易地建立实时错位散斑斜率测量与条纹投射三维形状测量系统。通过一个压电陶瓷相移器,还能够在错位散斑斜率测量与条纹投射形状测量方法中实现自动相移技术下的相位测量。经过去除噪声、试验结果的计算机自动评价,测量数据的质量明显提高。使用这些技术,比较成功地完成了两项测试实验:铝合金蜂窝板结构的内部缺陷检测和牙齿咬合面的形状测量,并给出了相应的实验结果和结论。

二次测量法及其在轮廓形状测量中的应用

二次测量法将轮廓形状的测量和数据处理过程分为两步:第一步为建模过程,首先在轮廓上布置N个采样点(称之为建模点),通过测量,获取采样点处的坐标值,然后根据各点的坐标值建立轮廓的形状模型;第二步为检验过程,在轮廓上再布置M个采样点(称之为检验点),根据建立的轮廓形状模型,重构各检验点的模型坐标值,再通过实际测量获得检验点的实际坐标值.将模型坐标值与实际坐标值对比,可以对建模采样过程中采样点的布局合理性和采样点数的充分性进行检验.本文以圆轮廓、自由曲线轮廓和圆柱轮廓为例,论述了二次测量法的原理以及数据处理过程,并通过仿真和实测试验验证了该方法的正确性.

基于静压气浮导轨形状测量仪的研制

形状测量仪是轴承行业不可缺少的测量装置,测量精度和测量速度是研制形状测量仪时要解决的主要问题。介绍了形状测量仪的结构,对测量仪的测量精度进行了分析,提出并设计了静压气浮导轨、解决了测量半径补偿问题,并用MATLAB和VB混合编程对方案进行了计算机仿真,研制了能满足精度要求和速度要求的形状测量仪。

基于等厚干涉的轴向空间相干度分析及其在表面形状测量中的可行性探讨(英文)

从等厚干涉的解释出发,推导出了二维空间的相干方程.基于空间相干方程,利用SLM产生了一个新的空间非相干光源.同时提出了新的相移方案,并结合这个新的相移方案,实现了轴向空间距离的探测和干涉条纹的相移.分析了空间方向角对相干方程的影响,并给出了实验验证.通过对非相干光源的参数和特定的空间距离以及空间方向角的匹配,重建了一个具有标准段差的实际物体的表面形状.为光学表面形状测量提供了新的思路.

带温度补偿的大型机架形状测量和变形预测

建立了大型机架温度场的模型.对缩小了的床身结构用差分法求出温度分布,和表面温度实验测定值比较,得到基本相符的结果.在结构温度分布数值基础上用 SAP-5软件计算出热变形量,从而初步获得一种补偿测量和形变预测的方法.

提高形状测量精度的直接与间接反射分离方法

针对光学三维形状测量中间接反射的存在导致三维测量精度下降的问题,提出一种分离直接反射和间接反射的改进结构光投影方法。该方法反向利用直接反射和相互反射间的相位差异,以格雷码结构光为基础设计出相互相位差为90°的调制结构光,将它投射到被测物体,以此分离出直接反射和间接反射;并加上改进结构光的正-反投影,来检测结构光条纹图像中的结构光边缘亚像素定位。实验结果表明,该方法不仅有效地分离出了间接反射,而且提高了被测物体的三维测量精度,扩大了三维测量范围。

圆柱形状测量的计算机辅助定心和调平系统的开发

根据径向偏差法,用一个旋转工作台对某圆柱进行形状测量,其测得的数据会随样件安装而产生某些误差,如偏心、偏斜等。为了得到精确的数据,在测量前应该用手工操作或自动装置消除这些误差。前者要求高度的技巧,后者则将导致较大的费用。本文阐述了一种消除安装误差的新的控制系统——设置在旋转工作台外部的微机控制自动定心调平装置。新开发的这一系统机构简单,费用低廉。特别是该装置可以容易地移植到常规测量仪上。

CMM形状测量任务的不确定度分析与评定

研究了坐标测量机(CMM)形状测量任务的不确定度评定问题,实现了CMM形状测量的不确定度快速、可靠地评定。给出了测量不确定度评定与表示指南(GUM)和蒙特卡洛随机抽样两种不确定度合成方法,平面度测量实验验证了不确定度评定方法的可行性,实验结果表明:GUM确定的不确定度精度意义不可靠,扩展不确定度相对于实际情况扩大了11. 1%;解决CMM形状测量任务的不确定度评定问题,具有较强的典型性和代表性,可有效地应用于解决其他精密仪器的不确定度评定问题。