基于双三次插值和高斯拟合的光条中心亚像素提取方法

针对结构光三维测量的高精度要求,提出一种基于双三次插值和高斯拟合的激光线条亚像素提取方法。该方法首先对光条图像进行感兴趣区域提取、高斯滤波等前处理,其次用形态学方法细化激光线条得到初始中心点,然后使用五点拟合法得到光条法线方向,在光条法线方向上取亚像素的拟合点,利用双三次插值得到亚像素坐标的像素值,最后进行高斯拟合,到光条亚像素中心。实验结果表明,算法平均精度值为0.389147像素,消耗时间为0.056 2 s,具有较高的提取精度和稳定性。

三维光学模型的激光图像边缘检测研究

常规方法对激光图像进行边缘检测时,边缘检测会发生模糊,影响激光图像中心点的定位精度,为此设计基于三维光学模型的激光图像边缘检测方法。通过三维光学模型获取激光图像内部参数,分析激光粒子跃迁的能量变化过程,将图像分解过程用维矩阵模型进行表示,使用Gabor滤波器对激光图像进行滤波预处理,利用卷积神经网络完成采样运算,对比结果判定像素点是否为边缘点,完成检测。测试结果表明:本方法图像检测边缘检测得到的图像中心点定位横纵距离偏差都在0.1 mm以下,检测精度高于90%,检测时间低于1.25 s,验证了方法的有效性。

列车轮对内侧距光学快速测量系统设计及实现

列车轮对内侧距的准确、及时测量,是列车检修中必不可少的工作。目前,主要使用专用机械卡尺测量轮对内侧距。由于机械卡尺读数与记录都是人工操作,步骤繁琐。针对以上问题,设计了基于三角测距原理的列车轮对内侧距快速测量系统。首先,采用嵌入式处理器驱动摄像机的方式采集轮对内侧激光点图像,并根据激光光斑在像素平面的移动特征,提出快速搜索光斑初步位置方法,剪裁出含有光斑的局部图片;然后,利用阈值分割法和图像形态学处理法,过滤局部图片中光斑的背景噪声;最后,根据灰度重心法精确提取光斑中心坐标,计算轮对内侧距。为验证该系统的可行性,与轮对内侧距机械测量卡尺进行对比试验。试验结果表明,轮对内侧距光学测量方法准确有效。该系统能够大大缩短轮对内侧距测量时间,提高工作效率,在列车日常维护中具有一定的应用价值。

光笔式视觉测量系统中的测头中心自标定

考虑光笔式视觉测量系统的测量精度与测头中心位置的准确性相关,本文提出一种基于系统测量模型的测头中心自标定方法。该方法利用每幅光笔图像上的控制点信息,根据位置不变原理建立目标优化函数;利用非线性方程组最小二乘解的广义逆法对目标函数进行优化求解,获得测头中心在光笔坐标系下的位置。最后,借助参考标准锥完成标定,并结合平均思想改善收敛稳定性和速度来实验验证本方法的实用性。实验结果显示,测头中心坐标x、y、z轴的稳定性可分别达到0.033mm,0.030mm和0.043mm,且具有满意的收敛速度。另外,对测量工件圆孔直径与参考值进行比较表明:测头中心标定后,系统的测量精度可满足中等精度的工业测量要求。

基于逼近式回转定心法的孔心距测量

利用研制的激光位移传感器的机床测头,以机床为测量仪器的本体,提出了一种便捷高效的孔心距检测方法。该方法利用逼近式孔心定位法,借助机床坐标系,快速精确地得到孔心的相对坐标,进而获得被测工件的孔心距。与传统的孔心距测量方法相比,该方法具有快速、便捷、高精度、非接触式、在位检测的特性。利用一对标准环规验证了该方法的正确性,孔心距的测量精度在三坐标测量机上得到校验,测量误差达到微米级。实验证明:该方法能高效地完成孔心距的在位测量。

风云四号静止气象卫星测距站坐标测量点的确定及修正

风云四号(FY-4)静止气象卫星是通过测量多个地面站到卫星的距离实现对卫星的轨道确定和预报,所以测距站站址坐标是影响定轨精度的主要因素之一。星地间距离通常是指地面天线相位中心到卫星天线相位中心之间的距离,但是FY-4测距站天线的相位中心无法用作测距距离起始参考点和站址坐标测量点。本文针对FY-4测距站简易半转台天线的特殊结构,结合卡塞格伦天线的工作原理,确定出测距距离起始参考点及站址坐标测量点,并给出这两者之间距离的修正算法。最后根据FY-4卫星太空分布位置及各个测距站跟踪状况分析了修正结果,并对在工程中实施方法提出了建议。

曲线桥梁墩台中心坐标计算方法研究

曲线桥梁墩台中心坐标是桥梁工程测量中最重要的放样数据,常用的计算方法是导线法,但其计算步骤繁琐。通过分析墩台中心坐标与线路中心坐标的关系,提出"偏距法"的计算思路,即先按照中线里程计算出中线点坐标,在此基础上,按照该点的法线方向向外移动的偏距来计算,并结合生产实际案例计算与导线法进行比较,结果显示"偏距法"几何关系清楚,计算公式简单,并易于用计算机或编程计算器进行数据处理,可以大大降低曲线桥梁墩台中心坐标计算的难度,值得提倡推广应用。

线结构光视觉传感器测圆(类圆)孔中心两步法

针对基于工业机器人平台柔性三维视觉检测系统,提出线结构光视觉传感器测量空间圆(类圆)孔中心两步法。根据线结构光视觉传感器测量模型,确定被测圆心近似z向坐标。根据圆心相对摄像机光心的方位,确定被测圆心的x、y向坐标。该方法突破了传统空间圆(类圆)孔中心测量仅能采用双目视觉传感器的方式。研究结果表明,该方法切实可行,可以满足实际测量需求,能够极大地扩展线结构光视觉传感器的应用范围。

Eu^(3+)掺杂方钠石荧光材料的合成及发光特性

采用水热反应及后期热处理工艺合成了Eu3+掺杂方钠石结构的荧光材料Na8Al6Si6O24(OH)2·(H2O/NO3)2∶Eu3+。SEM图像显示,所合成的样品由一些长棒状和不规则多面体结构组成,平均粒径约为0.6μm和2μm。样品在394 nm(对应于Eu3+离子的7F0→5L6跃迁)激发下发出单色性较好的红色荧光,相应的色坐标值为(0.613 6,0.337 7),色纯度为85.5%,量子效率为0.36。随着Eu3+掺杂摩尔分数的增大,样品的红色荧光增强。当Eu3+摩尔分数超过7%时发生部分相变现象。发光热猝灭研究发现,样品的相对亮度和红色比在37~100℃内比较稳定。

直、平曲线道路相交点坐标及里程计算方法

在城市道路建设中,时常遇到某一直线与曲线相交的情况。本文用通过同心求垂距的方法在野外使用小型计算器,计算其交点坐标及相应里程,计算简便,精度较高。

关于光斑图像阈值分析及其中心点的提取

在工业中的测量和检测中经常会对已经获取的光斑图像提取其中的光斑区域,并且进行光斑中心点坐标的计算,根据得到的中心点的坐标来进行工业中所需要的检测。针对于镜片屈光度检测中采集的光斑图像具有图像背景区域亮度较弱,背景区域的面积也较大;同时光斑点区域的亮度较强,光斑点区域的面积相对较小的特点,提出一种比较适用于镜片屈光度检测中光斑图像的阈值的分割方法,以及使用了光斑轮廓提取的光斑点中心坐标的计算方法。和其他阈值分割的方法比较以后,所提出的方法对图像阈值的分割比较好,而且运行的时间也比较短。

汽车前照灯检测中常见问题

剖析了汽车前照灯光学特性及检测原理,分析了汽车前照灯检测中出现不合格原因,提出解决方案。

眼球光心标定与距离修正的3维注视点估计

目的在基于双目视线相交方法进行3维注视点估计的过程中,眼球光心3维坐标手工测量存在较大误差,且3维注视点估计结果在深度距离方向偏差较大。为此,提出了眼球光心标定与距离修正的方案对3维注视点估计模型进行改进。方法首先,通过图像处理算法获取左右眼的PCCR (pupil center cornea reflection)矢量信息,并使用二阶多项式映射函数得到左、右眼的2维平面注视点;其次,通过眼球光心标定方法获取眼球光心的3维坐标,避免手工测量方法引入的误差;然后,结合平面注视点得到左、右眼的视线方向,计算视线交点得到初步的3维注视点;最后,针对结果在深度距离方向抖动较大的问题,使用深度方向数据滤波与Z平面截取修正法对3维注视点结果进行修正处理。结果选择两个不同大小的空间测试,实验结果表明该方法在3050 cm的工作130 cm的工作距离内,角度偏差1. 0°,距离偏差117. 4 mm。与其他的3维注视点估计方法相比较,在同样的测试空间条件下,角度偏差和距离偏差均显著减小。结论提出的眼球光心标定方法可以方便准确地获取眼球光心的3维坐标,避免手工测量方法带来的误差,对角度偏差的减小效果显著。提出的深度方向数据滤波与Z平面截取修正法可以有效抑制数据结果的抖动,对距离偏差的减小效果显著。