Data Fusion and Sensors Model

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基于激光点云数据的叶片型面三维重构

在四坐标叶片型面检测基础上,提出基于激光点云数据的叶片型面三维重构方法。激光位移传感器对叶片型面进行多视角扫描采样,快速采集叶片型面海量点云数据。运用由点到线到面的数学建模原理,先基于端点一阶导矢连续法拟合出光顺NURBS曲线,再依据分片能量法构建辅助曲面拟合出光顺NURBS曲面,最后对分片NURBS曲面进行统一描述,构造出精确光滑的叶片型面,实现叶片型面的三维重构。实验结果表明:采用该方法实现对各类叶片复杂型面的三维重构,重构误差均<0.015 mm,能够满足精密零件的测量需求。

基于激光位移传感器的城轨列车受电弓滑板磨耗检测方法

针对城市轨道交通(简称:城轨)列车受电弓滑板磨耗检测精度较低的问题,提出了一种基于激光位移传感器的城轨列车受电弓滑板磨耗检测方法。设计了受电弓滑板磨耗检测装置。采用该检测装置,通过数据筛选、数据融合和倾斜校正,获取受电弓滑板的实际轮廓线;将受电弓滑板的实际轮廓线与标准轮廓线进行曲线配准,获得受电弓滑板的磨耗曲线,实现受电弓滑板磨耗状态检测。在实验室搭建受电弓滑板磨耗检测装置进行实验,实验结果表明,与传统的检测方法相比,该检测方法具有较好的检测精度,符合城轨列车受电弓滑板磨耗测检测的实际要求。

基于3D激光扫描传感器的焊缝区域跟踪方法设计

一般二维数据传感器在智能焊接领域应用中,跟踪焊缝区域时,焊接枪抖振会导致跟踪误差大的问题,提出基于3D激光扫描传感器的激光焊缝自动跟踪方法,应用3D激光扫描传感器获取到完整的激光焊缝3D位置数据。对采集到的焊缝位置信息展开全局最优解处理,提取激光焊缝的相关特征。对激光焊缝跟踪相关的距离特征进行分类处理:设计模糊跟踪算法,利用基本论域方法建立目标边缘特征模型,调整激光焊缝隶属度参数,实现目标融合特征分类。在激光焊缝特征分类的基础上,利用变论域理论提高焊接跟踪控制准确率和焊缝成形检测效率,完成焊缝区域的控制跟踪,实现无人化焊接。实验结果表明:这种方法在减小跟踪误差中有明显的效果。

基于2D位移激光传感器的钢轨波磨动态检测方法

针对2D位移激光传感器在高速和宽波段的钢轨波磨动态测量过程中受到点头振动和噪声干扰的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)的分趋势式数据拼接方法。首先,将采集到的波磨数据进行EMD,并将其分为长趋势与短趋势;然后,通过盲识别方法提取出数据采集中产生的偏移角度,从而准确提取出相邻采样数据之间的相干数据集;最后,通过不同趋势段的数据配准完成相邻采样数据集的拼接。实验结果表明:所提方法可稳定、精确地在真实铁路测量环境中对钢轨波磨进行测量。

基于线扫激光传感器的轨面巡检方案设计

该文针对轨道交通领域轨面巡检的需要,设计一种改造方案,实现在自动化移动平台上加载线扫激光传感器,实现对于轨道道面的自动化巡检,减少人员投入,提高巡检效率。

基于激光传感数据的拥堵路口交通信号灯控制

针对城市车流高峰时段的道路拥堵问题,提出基于激光传感数据的交通信号灯智能控制方法研究。在道路两侧均匀布置激光传感器节点,采集实时的激光传感数据和车流量信息,并构建一种两层级的交通信号灯控制模型,以提取的交通路口实时传感数据作为输入项进行模糊推理,并求解出交通信号控制模糊子集,最后推导出当前车流长度、车辆在路口的平均滞留时长及车辆的延误时长等变量,达到缓解交通拥堵,提高通行效率的目的。仿真实验数据表明,提出的拥堵交通信号灯智能控制方法具有良好的控制效果,可以明显减少车辆延误时长,提高道路通行的效率和安全性。

激光三角位移传感器信号采集系统设计

基于LabVIEW虚拟仪器技术,使用LK-G3100激光位移传感器和阿尔泰PCI2005数据采集卡硬件,在LabVIEW2009软件开发平台上设计完成了模拟量信号采集系统。设计的信号采集系统实现了激光位移传感器的模拟量电压信号的采集和处理,将数据采集技术、网络通信和数据库管理技术集成在同一个控制系统之下,并且结构设计简单、通用性强、扩展便捷和数据传输效率高。有助于将本数据采集系统应用于不同测试装置,使得本数据采集系统具有很好的通用性,便于嵌入其他应用测试系统。

一种雷达和摄像机的空间标定方法

多传感器融合技术已经广泛应用在智能汽车环境感知领域中;雷达和摄像机的空间标定是伴随信息实时融合的道路检测技术的基础;结合智能汽车的实际应用,提出了针对激光雷达和摄像机的空间标定方法;通过特制的标定板来获得雷达数据和图像数据,选取激光雷达坐标系作为世界坐标系,通过参数拟合的方法来求取图像坐标系与雷达坐标系的变换关系,进而实现两种传感器的空间配准;该方法只需要标定板就能够完成激光雷达和摄像机的空间标定,标定精度高,实现了多个传感器世界坐标系的统一,避免了后续处理中数据解释的二义性;实验结果表明这种方法简单准确,满足系统要求。

超薄壁回转件旋压后外径在机测量方法研究

为准确测量超薄壁回转件旋压后的外径尺寸,提出了一种基于重构横截面轮廓曲线的等效外径在机测量方法。该方法利用周向均布的3套线激光位移传感器与旋轮架的轴向移动模块,获得回转件任意轴向位置横截面的外轮廓数据;通过对3套传感器所获截面数据的坐标变换及数据匹配,实现截面完整轮廓数据的精确拼接,并以离散数据点的保形曲线重构方法重构截面外轮廓曲线,利用同一闭合曲线各变形状态的长度不变性,得到了截面等效外径;分别以芯轴及薄壁回转件开展了外径检测实验。实验结果表明:所提方法可准确测量超薄壁回转件外径,其精度为0.019 mm.

视觉与激光融合SLAM研究综述

在分析归纳视觉SLAM和激光SLAM优缺点的基础上,对视觉和激光融合SLAM的研究进行了梳理和总结;重点介绍了视觉和激光融合SLAM方法,主要包括视觉和激光传感器的标定及融合SLAM算法;探讨了现有研究存在的问题和不足,认为现有的融合多是松耦合算法,并未真正实现数据层面融合;梳理了视觉激光融合SLAM的最新研究进展,包括深度学习和多智能体的结合;最后提出两种传感器在数据层面的融合研究,机器学习技术与SLAM结合将成为未来的主要研究方向。

CE-1立体相机影像与激光高度计数据不一致性分析

直接利用CE-1激光高度计测高数据制作月球表面模型,分辨率、精度都较低。利用激光测高数据改善三线阵CCD数据立体定位精度是一种有效方法。通过计算立体影像外定向参数、激光脚印(footprint)月固坐标,基于物方空间到像方空间的快速反投影算法,分析研究立体影像与激光高度计数据不一致性,目的是为后续CE-1探月三线阵影像数据与激光测高数据联合平差处理提供相对基准控制。通过不一致性分析试验,得到一些有益的结论,这些分析结果有望在下一步联合平差处理中获得应用。

一种基于激光传感器快速检测透平叶片的方法

以标准球作为测量基准,以线扫描激光传感器作为测量手段获取透平叶片的全数据测量点云.测量设备采用四坐标测量机搭载激光线扫描传感器的方式,以保证叶片的测量效率,并兼顾测量机的控制准确度.通过测量机获得透平叶片的点云数据,并对获得的截面点云数据进行误差补偿、去噪、简化等预处理操作,利用非均匀有理B样条曲线拟合算法得到叶片特征曲线.实验结果证明该方法可以有效地提高叶片前后缘的重构准确度,并为叶片的三维建模提供更为准确的原始数据.

基于虚拟仪器的新型高速目标甄别系统设计

德国SICK公司的LMS 511激光传感器最高扫描频率可以达到54k/s,在测量高速运动目标过程中具有很高的数据传输频率,与此同时数据采集处理压力也随即增加。提出一种基于LMS511激光传感器的高速目标甄别控制系统:LMS 511激光传感器作为系统的发射和接收单元;利用LabVIEW编程环境作为上位机控制系统,高效的进行信号特征采集、选通、处理及存储。这种系统通过多组全反射镜平台提高激光传感器在一定区域内的扫描频率,改善甄别运动目标的效率,并且进行实时数据观测。

不同格式ASCII数据流解析方法研究

NMEA协议是为了全球定位系统(GPS)导航设备中建立统一的海事无线电技术委员会(RTCM)标准,是由美国国家海洋电子协会(NMEA)制定的一套国际通用的ASCII数据格式。目前很多无线通讯设备接口及通讯协议都遵循NMEA-0183格式。本文通过串口通信中ASCII实时数据流的格式介绍,对实时数据流解析方法进行了研究,并基于VC++2008编写了解析不同格式ASCII数据流解析程序,为卫星导航定位中实时数据的正确获取提供一定帮助。

专用密封圈及模具检测系统设计

针对专用密封圈及其模具型腔参数进行高效检测的问题,对密封圈及其模具特征、检测干扰因素、误差计算模型方面进行了研究,对密封圈及模具检测的原理与组成进行了归纳,在建立检测系统的结构与控制模型基础上,提出了一种基于激光二维扫描传感器的检测系统,通过多截面多角度扫描轮廓离散点数据并进行了曲线拟合,以判断对象的特征参数是否符合要求。该检测系统由自行设计的四维精密运动平台与高精度三爪卡盘式运动转台组成工件承载定位平台,利用激光二维扫描传感器和NI6229型数据采集卡形成了数据采集通道,并分析了该系统测量坐标系的建立和实现方法,提出了基于最小二乘原理的曲线拟合和特征提取算法。研究结果表明:该检测系统不确定度达到9.84μm,能够有效解决对密封圈及其模具进行高效非接触式检测的问题,提高密封圈制造质量。

激光位移传感器高速数据采集与处理系统设计

介绍了基于FPGA和单片机的激光位移传感器高速数据采集与处理系统的工作原理与软硬件设计,该系统采用FPGA作为核心控制器,主要完成A/D转换时钟控制、CCD像点位置提取、数据缓冲异步FIFO三部分功能。单片机负责键控、显示以及系统协调。这种基于FPGA和单片机的同步采集、实时读取采集数据的方案,可以提高系统采集和传输的速度。该硬件电路结构简单、成本低廉、可靠性高、功耗较低,满足了实际应用中的要求。

一种热电偶时间常数测试系统

时间常数是检测热电偶动态测试性能的重要指标.为了衡量热电偶的动态测试性能,设计了一种热电偶时间常数测试系统,包括热电偶、恒温槽、数据采集卡、激光对射式光电传感器.测试过程中,由激光对射式光电传感器记录热电偶接触恒温槽恒温介质时间点,由数据采集卡采集热电偶的温度数据以及激光对射式光电传感器的电压数据,由数据采集软件显示并记录温度与电压变化曲线.对热电偶的温度数据进行了拟合,测得热电偶的时间常数并与理论计算值进行了比较.最后对测试过程产生的误差进行了分析.分析结果表明,该热电偶时间常数测试系统可大幅度减少热电偶自身的热惰性所引起的测量误差,但仍会产生其它微小测量误差.

基于CCD的激光三角位移法测液位的性能研究

针对国内石油化工等行业中液位测量方法存在测量精度差、结构复杂及抗干扰能力弱等不足,利用激光位移传感器测量速度快、精度高、抗干扰能力强等优点,设计了一种新型的直射式激光液位测量系统。试验结果验证了该系统在液位精确测量中应用的正确性和可行性,提高了测量的稳定性和抗干扰性,激光三角位移法必将成为精确液位测量的发展方向。

热轧钢带信息管理系统的设计与实现

将光电测量技术和计算机技术应用到轧钢车间冷热轧生产线,实现了对热轧钢带的在线动态测量和记录,应用世纪星监控组态软件实现了信息管理自动化,为生产者和客户提供了准确的产品信息,实现了企业对生产质量的在线优化控制,创造了显著的经济社会效益。为实现企业信息化又迈进了一步。本文较为详细地论述了系统的硬件构成和数据采集,信息管理的实现,给出了系统的结构图和软件流程图以及工作界面图,并给出了本信息管理系统的部分程序。