基于数字相关算法的光点亚像元定位

在光电检测系统中,CCD本身的分辩力影响了测试精度的提高,因此需要对光点信号的位置实现亚像元定位。采用数字相关算法求出相关函数矩阵,然后再通过最小二乘法进行多项式拟合得到相关函数,求出相关函数的极值点作为光点的定位点。通过仿真试验结果显示。

连续全场数字图像相关的反向组合高斯-牛顿算法

反向组合高斯-牛顿算法提高了数字图像相关的计算效率,但是此算法的应用局限于两幅图像之间的配准。在不牺牲配准精度的前提下,提出了一种基于双立方插值系数缓存表和海森矩阵缓存表的反向组合高斯-牛顿算法算法,从而加速了连续全场数字图像相关计算效率。实验结果表明,使用3种不同尺寸子区域的人工模拟散斑图像配准时,本算法的计算效率提高了11.35%、14.95%和18.93%。当使用CCD采集的真实散斑图像时,计算效率提高了18.20%。所提出的算法对人工散斑和真实散斑图像显示出良好的效率性能。

基于STM32和FPGA的石油管道腐蚀测试仪

采用线性极化、电化学阻抗谱和法拉第定律相结合的方法,利用FPGA、STM32、DDS信号发生器、恒电位仪、三电极系统,设计了一种包括双通道同步高速采集电路、电子标签和U盘的准确计算石油管道内壁腐蚀速度的仪器,系统采用数字相关积分算法来计算阻抗谱的幅值和相位,电路中双通道低通滤波器提高了系统的信噪比,实现了高精度阻抗测试。测试仪通过GPRS实现与远端监控系统实时数据传输。通过对比试验,该仪器与CHI660D的测量结果基本一致,腐蚀速度测量范围为1×10^-4～50 mm/a。

基于三轴加速度传感器的抽油机悬点位移测量装置设计

针对常用单片机滤波算法不能有效滤除加速度数据中的杂波干扰和单轴加速度数据在加速度传感器与地面不垂直情况下不能准确计算抽油机悬点位移等缺点,利用自相关数字滤波算法对加速度数据进行数字滤波,并采用三轴加速度传感器ADXL362同时采集抽油机悬点三个轴向的加速度,通过相量合成对加速度数据进行修正,提高位移计算精度。详细介绍了硬件电路、抽油机冲次计算、抽油机悬点位移计算,最后给出了该装置现场测试数据。现场测试表明,该装置具有运行可靠、精度高、功耗低等优点。

基于椭圆检测的视觉测振技术

针对目标跟踪算法应用于视觉测振领域复杂度高及高频时由于去相关现象而导致信噪比降低等问题,设计一种改进的椭圆检测算法并将其应用于目标跟踪。通过悬臂梁振动实验,目标跟踪准确度高达99.7%,验证了所提算法的精确性,且测得的模态参数与传统加速度传感器所测值误差仅为1.7%,表明所提算法应用于振动测试的有效性。

目标追踪算法在岩石表面变形测量中的实现与应用

变形测量是岩石力学理论研究和工程实践的基础,数字图像相关算法在岩石变形测量中得到了广泛的应用,但在实际应用中存在位移云图边缘检测收敛性差、定量刻画参数少等问题。基于此,将目标追踪方法引入到岩石变形测量领域,提出基于目标追踪算法的岩石表面变形测量方法,该方法通过Harris角点检测,获取图像中关键特征点的位置,之后采用KLT算法计算出跟踪点在变形后图像中所对应的位置,从而确定岩石表面的全场位移。为验证算法的可靠性,开展室内岩石剪切试验,对比分析目标追踪算法和数字图像相关算法的试验结果。研究结果表明:目标追踪算法能够实现岩石表面的非接触位移测量,相比数字图像相关算法,精度和稳定性有一定提升。目标追踪算法解决了数字图像相关算法在岩石边缘处变形量计算不收敛、稳定性差等问题,真正实现了在可计算范围内全场位移量的拾取。提出利用信息熵来定量刻画岩石破坏过程变形场的演化特征,有助于更全面、更准确地分析岩石在各种复杂外载荷作用下的力学行为。所提出的一种新的岩石表面变形场测量方法,为可视化研究岩石表面变形演化规律及损伤特征提供有效的技术手段,同时也为岩土工程领域非接触变形测量提供一定借鉴。

基于FPGA高速数据采集的电化学阻抗分析仪的研制

以FPGA、C8051f单片机及高速AD/DA转换器、DDS信号发生器、频率响应分析器配合恒电位仪,设计一套包括正弦波输出、高速数据采集、实时图形显示的电化学阻抗测试系统。系统采用数字相关算法来测量电压与电流信号的相位差和幅值,提高测试精度,通过双通道信号积分和自动去偏置电路,极大地提高信噪比。通过试验发现,所设计的仪器与国外同类型仪器的测量结果几乎一致。并较后者具有更宽的频率分析范围。