Parameter Optimization of Laser Triangulation Sensor Based On PSD

According to the theory of laser triangulation measurement,it can be used to test not only plane but also curving surface profile. As a non-contact measurement of optic-electro on a single spot,its advantages are high measurement speed,high precision,great anti-jamming,small measurement spot,easy operation,wide application range and so on. Laser triangulation measurement based on PSD makes system perfect with small volume,high sensitivity,low noise,high resolution. The system’s precision is above 0.5%. It shows that with simpler specified PSD software it can be found a convenient way to optimize system design,improve reliability,shrink volume,reduce power and shorten exploitation period.

基于遗传算法的激光位移传感器小型化结构设计

为实现激光位移传感器结构的小型化,采用了一种单片反射镜式激光位移传感器结构,并利用遗传算法对该结构的灵敏度、工作距离和传感器结构参数进行优化。首先,在该结构中利用一片反射镜将入射光进行偏折,使得传感器内部的光路拓宽到横向空间,以提升传感器内部的空间利用率。随后,通过遗传算法对传感器的结构进行优化设计,得到在特定约束条件下传感器的结构参数最优解。最后,设计相应的成像系统进行验证。结果表明,与传统的激光位移传感器相比,单片反射镜式结构可在保证传感器灵敏度和工作距离不变的情况下,将传感器的纵向尺寸从55.9mm减小至31.0mm。表明反射镜的引入可有效减小传感器的尺寸。结论对于激光位移传感器的小型化设计具有参考意义。

基于引力搜索算法的激光位移传感器参数优化

为了优化中等量程激光三角位移传感器性能及体积,以200 mm~500 mm量程为例,建立了数学模型实现结构参数优化。在传感器结构设计中,采用平面反射镜对光路进行折叠,以工作物距、透镜焦距、线阵探测器件位置以及反射镜位置为被优化量并定义了目标函数,采用引力搜索算法(gravitational search algorithm,GSA)实现对位移传感器的结构优化。经过算法迭代,相同宽度限制下所得优化后的结构参数与传统激光三角结构相比,在500 mm处灵敏度提高24.29%,非线性误差由11.40%降低为7.43%。结果表明,此结构与优化算法对激光三角位移传感器性能与体积有较大的正向优化效果。

正二十面体和二十面体对称病毒

本文从结晶学和拓扑学角度出发,分析了正二十面体的结构特征,并分别阐述了二十面体对称病毒的“准晶体构筑的二十面体原理”和二十面体上的点与球面上的点的拓扑等价关系.并且,在可单纯剖分的基础上,对其二十面体病毒的拓扑表面和三角形剖分数给予了详细的描述.

一种关于大位移激光三角法测量参数标定方法的研究

本文介绍了怎样用逼近法来标定激光三角法测大位移中的参数，逼近法是基于最小二乘法原理，标定参 数精确性高．

基于约束Delaunay三角网的茶鲜叶几何参数识别

为自动识别不同方位茶鲜叶的几何参数,在鲜叶轮廓点均匀化、稀疏化的基础上,引入约束Delaunay三角网,对叶片区域进行三角剖分,然后根据端点三角形、跨接三角形及交汇三角形的特点,计算叶片中轴线及主干中轴线,据此确定茶鲜叶的方位并对叶片进行排序,与此同时,还计算了每张叶片的长度、宽度、面积以及叶柄间距,提出反映大宗茶原料粗老度的几何特征指标,探讨了质量等级细分的方法。通过对150幅图像中174根茶鲜叶的识别结果表明,识别正确率达94.2%,平均每根鲜叶的处理时间为74.7 ms。

基于点云的树木枝干形态参数提取技术

以三维激光扫描的不同分辨率树木枝干点云数据为数据源,分别使用迭代的凸包算法和三角网生长法提取其不同层次的等值线模型和Delaunay三角网格模型,并使用射线碰撞检测技术提取以上模型的形态参数。通过对比分析表明,当分层数相同时,使用不同分辨率的模型提取的参数精度相差不大,与实际测量数值相比误差在5%以内;而当分辨率一定时,层数越多的模型,其效果越好,提取的参数精度越高。因此,在三维激光扫描仪的使用过程中,可适当降低分辨率以减少扫描时间,而在建模的过程中,通过提高分层数量以此获得较好的模型表现效果。

基于轨迹点控制面积法的水平井地质储量计算

根据高含水开发阶段井网特征和水平井轨迹特点,提出了利用轨迹点控制面积法计算水平井的地质储量.通过3种不同储量计算方法对比,证明该方法是一种精确度较高的水平井地质储量计算方法.

基于激光三角测量原理的自动机运动测试方法

为研究自动武器自动机运动规律,提出了一种基于激光三角测量原理的自动机运动参数测试方法,测试系统由线性CCD激光位移传感器、信号调理电路及信号处理软件构成.采用该系统对某一自动武器连发射击时的自动机运动位移参数进行了测试,与现有的方法相比,此系统操作简单,抗干扰性能好,所获取的实验数据具有较高的精度.

利用三角剖分算法进行小天体物理属性计算

提出了一种利用三维散乱点对小天体表面进行三角剖分,并对小天体的多个物理属性进行估计的简单快速算法.先将小天体表面的散乱点映射到单位球面上,再进一步映射到平面上进行三角网格剖分,避免了非凸边界对原有拓扑结构的破坏.在形成三角网格的基础上,将对体积的积分转化为对多面体顶点坐标的计算,并采用分割小四面体的算法简化了利用格林公式进行多次积分转化的计算过程,从而求出小天体的体积、表面积、质心、转动惯量、惯量主轴及其引力势、引力场分布等多个重要的物理量.通过仿真分析了散乱点数目对计算精度的影响,验证了该算法的正确性.

不同时间信息条件下多目轨迹交会测量点目标运动的方法

针对多相机对点目标的运动轨迹测量,提出不同时间信息条件下的多目轨迹交会法。对点目标运动轨迹进行时间多项式参数化描述,再将多个相机观察目标的系列视线与目标的参数化运动轨迹进行交会,通过最小化物方残差,确定出目标的运动轨迹。相对于传统的多目交会测量模式,本方法不仅能够有效地提高测量精度,而且能够在多相机之间观测不同步,或者时间未对准,甚至无时间信息的情况下仍得到目标的运动轨迹参数。相对于单相机测量模式时要求相机必须运动,多目情况下不要求相机自身运动。仿真实验和真实实验验证了该方法的有效性和高精度。

Delaunay三角形模型基立体图像编码

立体图像具有2倍于普通图像的数据量,给存储和传输带来了一定的困难,因此对立体图像的压缩和编码非常重要.文中讨论了Delaunay三角形模型基立体图像编码的各个环节,提出一种可以保持网格拓扑结构不变的视差估计方法.该方法是一个三步迭代过程:首先利用迭代块匹配算法得到较精确的匹配结果;然后利用迭代多边形匹配算法对得到的匹配结果进行优化,使得一些三角形的预测误差最小;最后删除掉视差不可靠的节点.利用变长编码来编码网格节点和视差矢量,并对残差图像利用DCT进行编码.实验结果表明,与基于块的传统编码方法和其他网格匹配算法相比,该方法在获得较高压缩比的同时,解码图像亦具有较高的主客观质量.

双目视觉测量系统结构参数设计

为了提高双目测量系统的测量精度,对影响系统测量误差的结构参数进行了分析研究。首先,介绍了双目测量系统的两种典型结构:纯平移运动结构和轴线汇聚结构,研究了三维测量中的三角测量方法,建立了这两种结构的三维测量模型,得到了结构参数与被测点之间的几何关系。其次,通过分析系统结构参数和被测量点误差之间的关系,推导并确定了结构参数与被测点测量误差之间的定量描述,得到了高精度测量条件下的系统优化结构参数。最后,在仿真实验数据的基础上,从几何的角度分析了结构参数对双目测量精度的影响。相对于传统数学误差理论的分析,文章分析结果对双目测量系统的结构设计更加具有实践和应用意义。

正多面体的结晶学分类

讨论了正多面体之间的关系,将正四面体、正六面体、正八面体归为结晶类,将正二十面体、正十二面体归为准晶类,列出了准晶态中的二十面体点群。

扩展共线方程结合车载组合全景相机影像区域网平差

利用扩展共线方程实现组合相机单片影像的空中三角测量,通过该方法来提高全景影像的定位精度。由于组合全景相机中各子相机刚性固定,相机间的相对位姿参数可以精确标定,因此利用扩展共线方程模型,可以将组合全景相机的构像单元从单个子相机影像扩展为整个组合相机获取的多张影像。与已有的球模型方法,包括球理想模型和球严密模型方法相比,本文所用的扩展共线方程方法使用各子相机影像像点作为观测值,避免了球模型方法中由各子相机摄影中心不重合导致的球模型投影误差和摄站内重叠区域融合误差。试验结果表明:与球模型方法相比,本文方法无需模型投影和摄站内重叠区域融合等繁琐的处理过程,避免了由其引起的精度损失,保证了空三网稳定性的同时提高了定位精度。

石油钻杆螺纹廓形参数在机测量系统研究

为解决石油钻杆因尺寸长、重量大等装卸不便因素给其两端内、外螺纹廓形参数测量带来的困难,设计并实现了一种安装于SCK230型数控石油钻杆螺纹修复机床上的非接触式石油钻杆螺纹在机测量系统。该系统利用数控机床的伺服功能带动二维激光位移传感器获取螺纹某轴截面的廓形数据;采用基于不连续度的自适应滤波算法对采集的廓形信息进行降噪处理,根据石油钻杆螺纹牙形的几何特征对降噪后的离散数据分段,以加权整体最小二乘法为基础拟合出各段廓型数据的回归模型;实时计算螺纹参数,判断加工质量。对NC50型石油钻杆螺纹及其标准环规的测量结果表明,该系统可在7.5 s内完成长度为25 mm的螺纹测量,测量精度为±8μm,重复性限≤4μm且重复性较高。设计的在机测量系统利用了良好的数控资源,实现了石油钻杆螺纹廓形参数的在机测量,提高了测量精度和效率。

基于激光三角法的三维轮廓测量系统研制

为了改善光电子技术、数字图像处理等3D打印相关技术课程的实践教学效果,设计了基于激光三角法的三维轮廓测量系统。采用单片机作为主控制器,步进电机驱动旋转靶台使待测物体做360°旋转,工业相机采集线激光器照射到被测物体的反射光,对图像进行二值化和滤波预处理、极值法提取激光线中心、点云坐标计算等处理后获取被测物体三维轮廓信息。实验结果表明,该系统能够准确获取被测物体三维轮廓,测量误差小于±0.5mm。

激光三角法内孔测头固有几何参数标定方法

为了实现对内孔零件几何参数的完整测量,内孔测头除包括激光三角位移传感器外,还应包括带动传感器回转的机构和支撑壳体。受被测孔自身尺寸和传感器测量范围的限制,传感器回转轴线与其发射激光束可能因异面而存在偏心值a;此外,传感器输出的测量值是参照传感器内某一平面,但传感器回转轴线与该参考平面间也会存在偏移距离b。a和b是此类内孔测头的固有参数,与测量结果直接相关,但在整个测量过程中不变,需要对其进行参数标定后才能用于内孔几何参数的精密测量,最后提出一种标定此类内孔测头参数a和b的方法,并进行了实验验证。

正廿面体病毒的三角形剖分数的数学分析

本文通过列表和绘制图像的方法,对计算正二十面体病毒T值的几个公式进行了数学分析。从而揭示出了T值与其它衣壳参数之间的内在联系。并阐述了一些参数比。为进一步加深对衣壳参数理解和认识提供了理论依据。

测角网坐标平差模型的Bootstrap参数估计方法

针对线性最小二乘法处理非线性模型产生模型误差的问题,文章将高斯牛顿迭代法引入测角网坐标平差模型中,给出测角网坐标平差模型的高斯牛顿迭代法计算过程。考虑到非线性平差模型的参数估计值是有偏估计,结合Bootstrap重采样方法对参数估值进行改善,提出测角网坐标平差模型的Bootstrap参数估计方法,并给出详细的迭代流程图。针对等精度与不等精度角度观测数据,设计两个测角网案例。实验结果表明,测角网坐标平差模型的高斯牛顿迭代解法能够削弱线性近似带来的模型误差影响,其参数估值优于传统的线性近似方法;而测角网坐标平差模型的Bootstrap参数估计方法比高斯牛顿迭代解法在提高测角网坐标平差参数估值质量方面更加有效。实验证明将高斯牛顿迭代解法应用于测角网坐标平差模型的必要性与实用性,也证明将Bootstrap重采样参数估计方法与高斯牛顿迭代解法结合并用于测角网坐标平差的可行性与有效性。