Modeling of a Linear Scanning 3D Vision Coordinate Measurement System

This paper theoretically analyzes and researches the coordinate frames of a 3D vision scanning system, establishes the mathematic model of a system scanning process, derives the relationship between the general non-orthonormal sensor coordinate system and the machine coordinate system and the coordinate transformation matrix of the extrinsic calibration for the system.

基于STL模型的焊缝横截面提取方法

目的:针对线结构光视觉传感器获取的截面轮廓与焊缝主方向不垂直,不能完全反映焊缝横截面真实形貌的问题,提出一种基于STL模型的焊缝横截面提取方法。方法:以线结构光轮廓传感器采集的原始离散点数据为基础,通过RANSAC算法进行轮廓分割,提取特征点和焊缝边缘,确定焊缝主方向;利用分割后焊缝截面轮廓点拼接焊缝表面三维点云;在此基础上,采用泊松算法对点云进行曲面拟合构建STL模型;采用基于三角形面片位置信息对STL模型进行分层处理,获取焊缝横截面轮廓。结果:对有无缺陷焊缝表面点云数据进行处理,结果表明,所提方法能够准确地提取焊缝横截面轮廓。相较于传统方法,获取的有缺陷焊缝横截面轮廓偏差平均值减少46%,最大值降低28%,标准差减小41%。结论:本方法能够有效提取焊缝横截面,可以解决线结构光视觉传感器获取的截面轮廓与焊缝主方向不垂直,不能完全反映焊缝横截面真实形貌的问题,能够为后续焊缝缺陷识别、损伤评估和修复提供重要数据支撑。

永磁同步电机的T-S模型模糊变结构鲁棒控制

提出一种结合T-S模型与变结构技术的模糊变结构控制器,用于永磁同步电机系统的鲁棒速度跟踪。经过状态变换得到以定子电流与反电势的电机模型,用T-S模糊规则表示该模型,定义一组期望状态变量并将速度跟踪问题转化为稳定问题。选择全局模糊滑模函数,采用自适应技术对不确定性上界进行估计,所设计全局控制器由T-S模糊局部补偿器与滑模监督控制器构成,给出了自适应律及稳定性的证明。该设计方法能够充分利用模糊逻辑控制和滑模控制的优点,且控制系统的跟踪性能和鲁棒性得到显著改善。试验结果证明了该方法的有效性和正确性。

基于T-S模糊模型的非线性时滞系统的变结构控制

基于T-S模糊模型和变结构控制策略,研究了一类带有参数不确定项的非线性时滞系统的变结构控制问题。首先,利用变结构控制理论选择滑模面,根据可达条件提出了一种变结构控制方法,该方法确保系统的运动轨迹在有限时间内到达滑模面并一直保持在滑模面上。当不确定项不满足匹配条件时,根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)的方法得到了系统状态全局稳定的充分条件。最后给出了一个仿真加以说明该设计方法的有效性。

轴承用20CrMoH钢S-N疲劳曲线的拟合

为了合理并高效地设计20CrMoH钢轴类零件的安全服役应力,根据轴类零件使用工况用标准旋转疲劳试样进行了旋转弯曲疲劳试验,并采用Parabola曲线模型拟合了中寿命区到长寿命区的中值S-N曲线以及在0.1%失效概率和95%置信度条件下的P-S-N曲线,最后利用疲劳应用统计学,对线性数学模型和Parabola曲线模型两种拟合方法进行了对比。初步研究发现:无论是在50%失效概率还是在0.1%失效概率、95%置信度条件下,与线性数学模型拟合方法相比,Parabola曲线模型拟合得到的S-N曲线结果均具有较高的相关系数,在中、低应力区有着较为保守的疲劳寿命估计,而在高应力区也更贴近原始数据。

基于T-S模型的一类非线性系统的变结构控制算法

针对一类非线性系统,基于T-S模糊模型提出了一种变结构控制算法.采用带有非匹配参数不确定性和时变时滞的T-S模糊模型来近似代表原非线性系统,使用线性矩阵不等式设计了一个渐近稳定的滑模面,所设计的控制器能够克服时变时滞和不确定性因素的影响.仿真结果表明该算法具有良好的稳定性和鲁棒性.

IIHS小偏置碰撞位移导向策略与结构评估方法

在美国公路安全保险协会(IIHS)公布的3批小偏置碰撞测试结果中,汽车主机厂(OEMs)普遍得分较低。该文利用IIHS小偏置碰撞的数学模型分析得出:侧向残余位移与侧向速度、纵向碰撞载荷与纵向速度存在正相关性,解释了测试试验现象。提出了基于轻量化设计的侧向位移导向策略,易于实施且效果得到了试验验证。提出了基于碰撞载荷组合工况的结构评估方法,以此预估开发车型的小偏置碰撞结构安全性能。因此,"笼式安全车身(safety cage)"不是应对IIHS小偏置碰撞的必要条件,其测试难度被高估,且其对车辆被动安全设计的区分作用将难以持久。

基于线结构光视觉技术的微小直径高精度测量系统

本文研制了基于线结构光的微小直径高精度测量系统,用于微小圆柱物体直径的测量。针对线结构光传感器应用于微小三维尺寸测量的特点,研究建立了适用的DLT改进数学模型,包含线性变换参数和畸变修正参数;研究设计了系统标定方法和流程,采用迭代标定运算过程,保证了系统标定参数的准确可靠;采用了自主研究的椭圆光条径向灰度重心提取方法进行图像处理,能够准确地获取椭圆光条中心的像素坐标;对系统进行了标定和重复性测量实验,实验结果表明系统的测量精度可达±1.6μm。

回转式激光线扫描测量仪

提出一种基于线结构光的回转式视觉测量系统 .首先介绍系统的组成和工作原理 ,建立了线结构光测头的数学模型 ,并用该系统对测头进行标定 ;然后确定转台的回转中心 ,实现了将测头二维测量值向被测物体三维坐标的转换 ;最后 ,给出了实际测量结果 .此系统能一次性完整测量任意工件的外表面 ,测量精度优于 0 .0 7mm.

结构光视觉传感器模型分析与研究

结构光视觉传感器是焊缝跟踪系统中的重要组成部分,通过建立结构光视觉传感器的数学模型,确定像面坐标与空间焊缝位置坐标的对应关系。在确定模型结构基础上,分析影响结构光视觉传感器测量误差的因素,分析了传感器的结构参数对测量误差的影响关系,提出结构光视觉传感器的优化设计方法,依据仿真结果判定影响结构光视觉传感器的最优结构参数,并通过实例求出其最优解。

移动荷载下Kelvin地基上无限大板的稳态响应

为评价机场跑道、公路、铁路道床等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,以移动荷载作用下Kelvin地基上无限大板挠度的数值计算分析为重点,采用积分变换法求得了Green函数,并就移动集中荷载、移动线源均布荷载和移动矩形均布荷载等荷载工况分别进行讨论,通过线性系统的叠加原理得到了相应的板挠度的积分形式解,并对此进行了数值计算分析.通过具体算例,对板挠度的时间变化规律、空间分布规律等重要特性以及地基阻尼、荷载移动速度等参数的影响效果进行了分析.发现板挠度分布受荷载移动速度的影响,而且随着地基阻尼的增大影响渐趋明显.

线结构光传感器的模型及成像公式

分析了结构光传感器的模型 ,从矩阵变换的角度推导出了传感器的成像公式。与几何成像法求传感器转换公式相比较 ,矩阵变换法的原理更简洁 ,参数意义更明显 ,推导过程更简单易懂。文章最后对传感器的特性进行了分析 ,得出了一些有指导价值的结论。

基于可变形模型的光条纹中心提取方法研究

精确提取光条纹中心是实现高精度线结构光视觉测量的关键。针对噪声和光条纹断线对提取精度的影响,提出了一种基于可变形模型的光条纹中心提取方法。模型采用可变形B样条曲线,在内能和图像势能的共同作用下发生变形逼近光条纹中心。用有限元法对模型进行求解,在内能和图像势能总能量极小时,获得准确的光条纹中心。理论分析表明,该方法可实现光条纹中心的亚像素级提取。

基于线结构光的3维目标测量与多分辨率建模

随着数字化技术的发展,对高精度的3维模型的需求也日益增长。介绍一个利用线结构光扫描获取目标3维信息的测量系统.详细介绍整个系统的硬件组成和目标表面3维轮廓的获取过程。还提出一种适用于线结构光测量系统的标定方法。为了根据需要调整3维模型的分辨率和数据量,使用改进的边折叠三角网简化算法实现多分辨率3维建模。实验中对3维目标进行测量并给出可视化结果。

应用市售设备的结构光系统模型及标定

建立了基于市售数码相机和投影仪的结构光三维测量系统,研究了系统的数学模型、标定方法及镜头畸变校正方法。在射影几何矩阵模型和三角法解析模型的基础上,结合市售设备内部结构参数精度高、工作稳定的特点,建立了实用数学模型。提出一种借助数码相机赋予投影仪"视觉"功能,向标定模板投射正交格雷码图案,从而确定数字微镜(DMD)像面点和空间标准点对应关系的投影仪标定方法。最后,作为上述数学模型的基础,设计了基于共线特征的校正模板,采用图像法将数码相机镜头畸变参数分离于系统参数之外单独标定。实验结果表明:仿真系统测量相对误差约为0.2%;实际系统测量相对误差<0.7%。结果验证了方法的可行性,重构的复杂表面具有良好视觉效果。

车灯线光源优化设计及其反射光亮区的计算机模拟

文章以汽车的一种典型车头灯的线光源优化设计为例,建立了满足具体设计规范的线光源优化设计的非线性规划模型。将线光源离散化为点光源,采用数值方法求出了该模型的最优解。根据所建的模型,用计算机模拟了线光源反射光在测试测试屏上的亮区形状和亮度。

线结构光传感器的数学模型及其测试方法

研究了线结构光传感器的数学模型，并给出了齐次坐标系下的表达形式。根据线结构光传感器的特点，提出了一种用简单的齿形靶及一个一维工作台实现求光平面在摄像机坐标系的位置参数的高准确度的测试方法，解决了对抽象光平面的瞄准问题。通过实验验证，证实了这种测试方法的可行性。

用“消隐点”法标定线结构光三维视觉传感器

提出了一种以线结构光为基础的三维视觉传感器，并根据所建立的数学模型，结合传感器的实际使用情况，提出用“消隐点”法对该传感器结构参数进行标定。该标定方法装置简单、速度快，在保证精度的同时简化了标定的过程。实验证明“消隐点”法是一种高效。

中国农业结构调整的多目标线性规划模型研究

农业结构的优化和调整涉及多种复杂因素。为了有效地改善农业生态环境,优化农业结构,促进社会、经济、生态的协调发展,本研究采用多目标线性规划的方法,以优化农作物的种植结构,改善农业水资源平衡和土地资源利用结构,提高农业系统的经济效益和生态效益为调整目标,建立农业结构调整的多目标线性规划模型。模型的运行结果表明,最优解是合理的、符合实际的,对改善农业生态环境,提高社会、经济、生态效益有着重要的意义。

水泥石结构强度数学模型

波特兰水泥石的结构是一个多相、多组分、多孔结构体系，且其结构随水化硬化的时间、空间和环境而演变。本文从热力学和统计热力学的经典理论出发，探讨波特兰水泥石结构强度的数学模型，提出水泥石结构形变方程的数学模型为：。水泥石的弹性强度数学模型为：，与实验结果相比，误差约－４．５％。