基于虚拟现实全视野刺激下便携式眼震视图仪所测视动性眼震参数的可信度研究

目的探究便携式眼震视图仪基于虚拟现实全视野刺激下测得的视动性眼震(optokinetic nystagmus,OKN)参数的可信度。方法单纯随机选取2022年7月—2023年6月兰州大学第二医院纳入的60例健康受试者为研究对象,按照随机数表法分为两组,每组30例,对照组采用传统全视野刺激眼震视图仪,观察组采用便携式虚拟现实全视野刺激眼震视图仪,对比两组设备的OKN参数数值。结果观察组左眼眼震次数、慢相速度、快相速度、慢相时间、快相时间、增益、慢相速度/快相速度、慢相时间/快相时间为(21.26±4.26)次、(51.23±4.45)°/s、(304.52±12.26)°/s、(280.52±24.26)ms、(50.52±12.26)ms、0.74±0.26、0.18±0.04、6.05±1.26,与对照组对比,差异无统计学意义(t=0.332、0.196、0.545、0.479、0.019、0.310、0.968、0.186,P均>0.05)。两组自发性眼动试验结果对比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论虚拟现实全视野刺激下便携式眼震视图仪用于测定OKN参数的可信度较高,与传统全视野刺激眼震视图仪所测得的OKN参数比值差异较小,并且二者所测得的自发性眼震试验结果亦无明显差异,表明便携式眼震视图仪在眼震检查方面具有较高的准确性。

基于桥梁自然纹理的全场位移监测方法

结构健康监测系统在桥梁上的测点十分有限,测试数据不完备导致结构安全状态评价困难。提出一种自然纹理条件下的结构全场位移监测方法。通过尺度不变特征变换算法提取结构表面自然纹理特征点,将提取的自然纹理特征点作为结构变形前后的点源数据,通过特征点匹配建立起变形前后特征点的位置关系。进一步,建立结构变形前后自然纹理特征点相对位置变化数学模型,提出结构全场位移矢量计算理论。最后,通过试验梁对方法进行验证,获得了试验梁的全场位移监测结果。验证结果显示,结构边缘挠度最大误差4.94%,平均误差为2.08%,全场位移矢量最大长度误差0.68 mm,最大角度误差0.76°,计算得到的全场位移矢量与结构实际变形一致。

基于全视域GA-SVR模型的鱼类行为双目视觉观测系统标定

针对大视场水下环境鱼类行为视觉观测系统较难准确标定的问题,该文以双目立体测量系统为例,提出一种基于全视域GA-SVR(genetic algorithm-support vector regression)模型的鱼类行为三维观测系统标定方法。该方法选用具有圆点靶标的方形标定板为标定工具,通过设计具备前后左右移动能力的简易滑动轨道,实现了标定板的全视域空间定位。然后利用HALCON算子获取标定板靶点二维坐标,联立标定板空间位置,构建训练样本集。选取SVR模型对样本集进行训练,对比不同的寻优算法对支持向量回归模型的参数组合寻优结果,选用最优参数分别建立X,Y,Z轴标定模型。试验结果表明,利用遗传算法进行参数寻优构建的标定模型,其X、Y、Z轴测量均方误差分别为0.959、0.893和4.381 mm,互相关系数分别为0.999 988,0.999 998和0.998 356,优于差分进化算法和粒子群算法参数寻优的标定结果。与传统标定方法比较,该方法单点测量均方误差为1.861 mm,距离测量均方误差为0.706 mm,均低于空气中标定方法(单点均方误差27.75 mm;距离均方误差10.188 mm)和水下测量标定方法(单点均方误差8.215 mm;距离均方误差2.832 mm)的标定结果,有效的提高了鱼类行为视觉观测系统的定位精度。该研究可为鱼类行为量化方法研究和优化提供理论支持和技术参考。

光学三角法全视场自扫描测头的设计与研究

本文基于光学三角法测量原理 ,设计了一种通过改变光平面与成像光轴夹角来实现对视场内被测零件表面扫描的视觉测头。通过紧凑的旋转镜片反射机构驱动光平面在物空间做扫描运动 ,将全视场自扫描功能封装在线结构光视觉测头内部 ,使扫描成为线结构光视觉测头的一项内置功能。光平面定位精度实验以及尺寸测量的重复性精度实验均表明这种设计方案的可行性。这种自扫描测头对中、小尺寸零件三维尺寸的快速检测有重大的实用价值。

基于机器视觉的材料力学性能全场测量方法

随着机器视觉测量技术的不断发展,在材料力学性能测量方面,机器视觉领域内的多种方法均表现出很好的应用效果。叙述了机器视觉技术在力学性能中全场光学测量方法,着重介绍了基于机器视觉的视频引伸计、数字图像相关和散斑干涉等技术进展及应用。对机器视觉在力学性能全场测量的技术研究与应用进行了总结,并展望了未来的发展趋势。

三维数字图像相关系统及其应用研究

利用双相机搭建了基于双目视觉测量技术的三维数字图像相关系统,并借助Visual Studio 2010平台,实现了从图像采集到三维形貌、变形、应变计算的软件功能,通过10Cr17不锈钢的拉伸试验验证了系统的实际应用性能。结果显示,三维数字图像相关测量系统的应变测量精度与引伸计相当,并且可以获得更全面、直观的测量数据,是全场变形、应变测量的有效手段。

全自动视野仪检查体会

阐述了严格掌握视野操作方法 ,视野检查离不开医患配合 ,避免延误诊断 ,对眼底病 ,视神经疾病 。

融合加速度与计算机视觉实测车致响应的梁桥损伤识别方法

基于结构振型相关参数的损伤识别方法对振型的空间分辨率具有较高要求。为了改进计算机视觉技术在桥梁结构全场振型提取和损伤识别方面的不足,同时充分利用SHM系统各类传感器采集的丰富数据,提出了一种基于计算机视觉和有限数量加速度传感器实测桥梁在移动荷载作用下响应的损伤识别方法。首先,通过理论推导研究了损伤前后任意边界条件单跨梁在移动集中力作用下的位移响应,并从理论角度分析了局部刚度损伤引发的结构位移响应和振型改变。在此基础上,提出了一种通过测量少量测点的计算机视觉位移和加速度响应,提取可表征结构真实状态的多阶高空间分辨率振型的方法,所得振型的空间分辨率取决于移动荷载速度和位移采样频率。根据所提取振型的特点,提出了一种多阶全场模态曲率面积差加权融合的结构损伤识别参数,该参数可以直接利用损伤前后该单元前后节点的模态转角求得。为了验证所提出的方法,开展了实验室简支梁模型在不同速度和大小的移动荷载作用下的多工况损伤识别试验。试验结果表明,所提出的方法可以通过计算机视觉和有限数量的加速度传感器实现模型梁全场振型提取,且该振型与测点加速度模态分析得出的结果相符,空间分辨率可达模型梁跨径的1/6 000~1/3 000。此外,所提出的损伤识别指标在不同工况下能够准确地识别损伤位置,即使损伤前后的移动荷载大小和速度存在差异,该指标也能较准确地定位损伤。

双目系统全视域采样的SVM标定模型分析

目的为改善摄像机间接标定采样不全、模型表达模糊问题,实现小视场下检测视域完备采样,提出一种基于双目系统全视域采样的支持向量机(SVM)标定方法。方法该方法利用六角晶格标定板靶点序号可读特点为基础,采集整个双目系统有效视域中检测点的视差坐标、世界坐标并建立完备的样本集。选取SVM对该样本集进行训练,将SVM算法得到的模型参数代入其决策函数中进行求解,获得公式化的标定模型。由于六角晶格标定板的四角和中心分布了5个互为非中心对称的多边形,可在标定板部分区域被采集的情况下获取标定板位姿信息,进而读取采集的各靶点序号。通过上下移动标定板,利用HALCON算子获取图像中各靶点的序号,建立双目视觉系统检测区域的完备样本集。最后,利用SVM算法训练样本获得标定模型,可以明确表达出标定模型的数学形式。结果与传统采样建立的模型进行对比分析,实验结果表明该方法建立模型的标定误差减小了24.51%,降低了标定模型在传统方法未采样区域的标定误差,证明了该方法的可行性。结论提出一种基于双目系统全视域采样的支持向量机标定方法,通过非中心对称的多边形确定标定板上靶点的序号,实现双目视觉系统检测视域的完备采样。实验结果表明该方法提高了摄像机间接标定的精度,具有良好的适用性和鲁棒性,适用于小视域内双目视觉系统的间接标定。

利用有限测点的振动位移预测全局应变的研究

在结构的健康监测中，应变和位移是较为常用的监测对象。传统的位移和应变获取主要采用接触式测量，如粘贴加速度传感器或应变片，虽然这种方法应用广泛但是对于轻质或旋转结构较为困难。非接触测量由于没有附加质量故可以获得较为精确的振动位移，但如何利用位移获取全局应变的研究还相对缺少。本文主要采用双目立体视觉技术获取结构上有限测点的振动位移，通过模态扩展理论将有限测点的位移扩展为全局位移，并根据应变模态与材料力学中应变和位移的关系预测结构的全局应变。在不同的激励情况下，将本文方法的预测结果与应变片测量结果对比，结果表明本文方法具有一定可行性，能够进行全场的非接触式应变测试。