电子虚拟实验室中X-Y坐标仪的建立

本文介绍了电子实验室中X-Y坐标仪的建立,首先分析了二阶电路,然后利用LabVIEW软件对X-Y坐标仪进行了设计,最后给出了三种不同的阻尼情况来调试X-Y坐标仪,结果表明所设的X-Y坐标仪与理想的情况相符。

基于微处理器和多通信方式的大坝变形智能监测仪器的设计与实现

变形监测作为大坝安全状态感知的重要手段,具有测值直观、能全面反映大坝安全状态等特点,对保障大坝长期安全稳定运行具有重要的意义。目前大坝水平位移自动化监测主要使用引张线法、真空激光准直法及垂线法。尽管CCD垂线坐标仪已在大坝工程实践中广泛应用,可该仪器存在不支持现场配置、现场实时数据读取等不足,且无直接远程交互功能,需要接入其他采集装置或转接设备才能进行远程通信。本文设计的智能式CCD垂线坐标仪运用微处理器及以太网接口,不需要接入其他采集设备,可直接接入软件系统,解决了仪器集成复杂、传统通信方式不稳定等问题;并运用蓝牙通信和智能手机APP,解决了现场参数配置、实时采集显示的问题;提出了一种反馈式自适应调光技术,提高了仪器的自适应性和稳定性。

基于多级联深度学习处理器的机器人手术器械检测和姿态估计算法研究

目的:为完成器械护士机器人手术器械识别及传递任务,提出一种基于多级联深度学习处理器的手术器械检测和姿态估计算法。方法:提出的多级联深度学习处理器CYSP算法级联了添加坐标注意力模块的YOLOX(YOLOX with coordinate attention block,CA-YOLOX)、分割一切模型(segment anything model,SAM)、主成分分析(principal component analysis,PCA)等功能模组。首先,应用CA-YOLOX进行器械种类识别,完成x、y坐标粗定位;其次,利用SAM分割器明确手术器械在RGB图像中的位置,引入深度信息和相机内部参数获得手术器械点云;最后,对手术器械点云使用PCA算法获得其质心、主方向和法线方向,凭此求解目标坐标系(手术器械质心坐标系)与机械臂基坐标系间的旋转平移(rotation and translation,RT)矩阵,并将该矩阵转换为四元数传递给机械臂控制单元,使机械臂可以到达相应位置拾取器械,完成器械传递任务。在自建的手术器械图像数据集上完成迁移训练并评估提出算法的效果,在七自由度机械臂上进行器械传递实验并评估该算法的成功率。结果:多级联深度学习处理器CYSP算法在手术器械数据集上的识别准确率为98.52%,器械传递实验的成功率为94%,识别平均用时为0.28 s。结论:多级联深度学习处理器CYSP算法具有较好的可靠性和实用性,能有效辅助器械护士机器人完成手术器械识别及传递任务。

基于机器视觉的指针式仪表自动读数方法研究

为了实现指针式仪表的精确自动读数,提出了一种基于机器视觉的指针式仪表自动读数方法。针对仪表展开图像中可能存在的部分刻度不可见和刻度间隔非等距的问题,构建了刻度线缺失下的插补方法和非等距情况下的指针读数计算模型。插补方法利用刻度间距的统计信息,实现了位置的自动插补。指针读数计算模型采用二次样条函数提高计算的精度。实验结果表明:该方法能够有效地减小读数误差,更好地满足指针式仪表的自动读数要求。

矩阵模式下高速检测汽轮机叶片

针对汽轮机叶片的结构特点,设计了一种快速、精确的装夹装置,并采用矩阵测量方案,在三坐标测量机检测汽轮机叶片复杂曲面时不仅保证了检测的稳定和精度,也实现了高速、高效检测。

关于在五轴数控机床上加工涡轮叶片的研究

制造业领域开发了一项创新技术,该技术深度融合了UG与特定的软件模块,用于加工不同表面,从而提高生产效率、降低成本并减少加工涡轮叶片的周期时间。本文描述了使用与5轴CNC机床集成的UG NXCAD/CAM软件优化刀具路径。涡轮叶片的初始模型在UG NX CAD中构建,随后利用UG NX CAM软件的高级功能进行刀具路径的规划与优化。加工完成后,涡轮叶片通过先进的3D坐标测量仪进行全面检测,结果显示,采用该技术加工的涡轮叶片在尺寸精度上达到了极高的标准,偏差极小,充分验证了该技术在提升加工质量与效率方面的卓越性能。

三坐标自动检测方案在监造工作中的应用研究

在铁路轴承产品监造过程中需要测量大量尺寸数据,且对尺寸测量精确度要求较高,传统采用轴承测量仪人工手动测量方式,人为影响因素较大且相对费时费力。针对以上问题,本文提出一种用三坐标测量仪代替传统轴承测量仪进行轴承零部件尺寸测量的方案,并对方案的可行性进行了验证,详细介绍了该方案的设计原理及分析验证过程。该方案已初步实施,有效提高了测量的精确性,确保了监造的客观性。

车钩校对样板检定自动测量程序研制

在检定车钩校对样板过程中,采用人工手动打点编程,存在触测角度偏差大、测量特征点坐标时测量力不均匀、编程用时较长等问题。利用三坐标测量机软件的自动识别特征功能,在三维数据模型上规划测量过程,编写自动测量程序,实现车钩校对样板自动测量。对比分析手动测量与自动测量的过程和结果,结果表明:手动测量结果与自动测量结果均符合偏差要求;两者的重复性试验显示,自动测量的结果更加稳定准确。

基于协同理论的大型仪器设备开放共享管理系统

为提高大型仪器设备的利用率,几年前,我校就建立了大型仪器设备开放共享管理系统,用户可以通过该管理系统查询仪器设备,并进行预约。该系统存在一些问题,为使用户更方便使用。最近我们对该管理系统进行了升级和改造,升级后的大型仪器设备开放共享管理系统实现了与各系统间的信息共享和协同工作,更方便用户的使用。本文对基于协同理论的大型仪器设备开放共享管理的系统构建进行了介绍,并较为详细的阐述了管理系统与各系统之间是如何协同工作的,为其他高校大型仪器设备开放共享管理系统的建设提供借鉴作用。

关节臂式坐标测量机数据采集系统的研制

研制了一种关节臂式坐标测量机多参数数据采集系统。在测量机的关节和臂身处分别设置由角度传感器、温度传感器、应变传感器以及单片机组成的智能传感器单元,各传感器单元由RS485总线进行连接,并通过RS485-USB接口与PC机进行通信。单片机完成各个传感器数据的采集并将数据上传到PC机;PC机程序由虚拟仪器开发平台LabVIEW完成,实现与单片机间的通信和数据处理,并通过动态链接库将坐标数据传送到标准三坐标测量软件POSCOM。实验表明,该测量系统能够很好地完成关节臂式坐标测量机的数据采集任务。

新型4-UPS-UPU并联坐标测量机刚柔耦合动力学性态

介绍了一种新型4-UPS-UPU五自由度并联坐标测量机机构,该测量机机构定平台通过4个结构完全相同的驱动分支UPS(虎克铰-移动副-球副)以及另一个驱动分支UPU(虎克铰-移动副-虎克铰)与动平台相连接。协同利用CAD、CAE和可视化虚拟样机技术,完成对4-UPS-UPU并联坐标测量机的刚柔耦合动力学性态研究。在SolidWorks中建立该测量机三维实体模型,在ANSYS中对测量机实体模型中的驱动杆件进行柔性化处理,最终在ADAMS中建立了测量机刚柔耦合虚拟样机。对该测量机运动输出响应、驱动杆动应力和固有频率等动力学性态进行了仿真分析。仿真结果表明:驱动杆件的弹性变形对测量机的动力学性能具有重要影响,该刚柔耦合虚拟样机能正确地反映测量机的动力学性态。

高精度发射方位角计算方法研究

针对靶场导弹试验,在未提供发射方位角时需进行发射方位角的计算,结合试验和工程实际提出了两种计算发射方位角的方法.通过算例,系统地分析了它们的差异和使用条件.算例表明,求发射方位角的两种方法效果良好,并已在靶场得到成功应用.

潜地导弹初始定位误差估算方法

针对潜地导弹初始定位误差的估算问题,提出一种基于发射惯性系下遥外差数据进行解算的初始定位误差分离方法。该方法基于制导工具误差的产生机理及传递关系。推导出了初始定位误差与遥外测位置差之间的关系,分析了定位误差对导航计算初始速度装订的影响,建立了利用地面测试数据估算初始段制导工具速度误差的数学模型。结合飞行试验数据对该误差分离方法的精度进行了分析,同时还讨论了遥外差信息的选取原则,计算结果证实了该估算方法的可行性。

基于无衍射姿态探针和全站仪组合测量空间隐藏坐标

针对大尺度空间中构件特征隐藏区的空间坐标测量,提出了一种基于无衍射光束的测量探针,并将该探针与全站仪结合构成了空间坐标组合测量系统。介绍了探针姿态测量系统和组合测量系统的结构与原理。测量时,首先将探针测头接触于被测点,并用全站仪或激光跟踪仪瞄准探针的光学系统,测得探针的空间位置坐标。接着,使用探针将测距激光通过axicon透镜变换为无衍射光,并由CCD摄像机获得图像。由无衍射光的中心一对一映射激光的入射方向,通过无衍射光图像定中计算,获得探针的水平角和俯仰角。最后,通过电子倾角仪测得探针滚动角;联合测得各姿态角和位置坐标,通过坐标变换,计算得出被测点的空间坐标。实验显示,该探针的姿态角测量精度为1mrad,组合测量空间位置偏差为±1mm,表明基于无衍射光束的探针与全站仪所构成的组合测量系统可满足大尺度空间中特征隐藏区空间坐标测量的要求。

基于光束平差法的像机内参数虚拟立体校准方法

为解决摄像机内参数的精确校准问题,对基于光束平差法的像机内参数虚拟立体校准方法进行了研究。通过对摄像机成像过程中各种畸变因素的分析,建立一个更加全面的校准模型;建立了关于校准参数的共线性方程,并对其进行线性化。构建基于Gauss-Markov原理的误差模型,实现对像机参数的优化求解。利用红外发光二极管随坐标测量机测头在校准空间内作定间距移动构成虚拟立体校准模板,保证了高精度校准控制点的获取。校准试验表明,该方法切实可行,能够解决视觉测量时摄像机内参数精确校准问题。

基于Halcon的指针式仪表的读数

为了实现指针式仪表的自动读数,提出了一种基于Halcon的极坐标变换、BP神经网络、形态学处理、几何计算相结合的方法。该方法考虑了仪表的圆心特征,对于各种不同的指针仪表,仅仅依赖仪表的图像信息,检测精度较高。实验证明该方法简单快捷,且有利于提高效率和精确度。

广义极坐标法测量渐开线轮廓误差的研究

提出了测量渐开线轮廓误差的广义极坐标方法 ,导出了测量模型 ,以此为纽带将展成法与标准极坐标法统一起来 ;给出了基于简易数控实现该方法的测量原理、测量控制策略以及在法向评定轮廓误差的算式 ;最后介绍了实测结果。

药筒烧蚀面积的图像测量方法

利用坐标测量和图像检测相结合的技术,提出药筒烧蚀面积非接触、高精度的自动测量方法。测量系统设计的基本原则是在保证测量精度的前提下尽可能地提高测量速度,设计系统组成部分中的关键结构和参数,针对可能产生误差来源采取相应的措施,以保证整个实际表面扫描与拼接的准确性。选择可手动调节参数的成像系统,利用偏色手段提高烧蚀区域图像分割的正确性。本方法已成功地应用于实际,在面积测量的准确度和效率方面取得了满意的效果。

基于LabVIEW的雷达自动测试系统

为了解决雷达测试中手动测试效率低下、误差率高的现状,本文介绍了一种基于LabVIEW技术的雷达自动测试系统。通过LabVIEW语言编程可以实现对频谱分析仪操作进行软件自动控制。利用全局变量和数据存储技术,LabVIEW可以实现控制参数的实时跟踪显示和测试原始数据文本文件的保存。文中尤其对应用中遇到的难点进行了详细介绍。华东电子工程研究所生产的XXXA雷达的地面集成测试结果表明:该自动测试系统是一种方便且实用的设计,值得推广应用。

便携式三坐标测量机在叶片修复中的应用

针对水泵及水轮机叶片气蚀、磨损等造成的缺陷无法精确修复问题,采用具有先进三维扫描测量技术的便携式三坐标测量机(CMM)系统,采集叶片的原始点云数据,利用逆向工程软件Geomagic和CAD重现叶片的原始叶型,并对存在缺陷的叶片进行三维扫描测量,并与原始叶型数据进行三维比对。试验结果表明,CMM系统可提高叶片的修复精度。