基于激光视觉传感器的机械零件形貌检测方法

形貌检测一直机械零件加工的关键技术,当前机械零件形貌检测方法存在许多不足,形貌检测误差,耗时比较长,为了获得更加理想的机械零件形貌检测结果,设计了基于激光视觉传感器的机械零件形貌检测方法。首先研究机械零件形貌检测的研究现状,找到引起机械零件形貌检测效果差的原因,然后引入激光视觉传感器对机械零件图进行采集,并对原始图像进行去噪、均衡化处理,提取机械零件形貌检测特征,最后根据特征进行机械零件形貌检测,并进行了机械零件形貌检测仿真测试,结果表明,本方法对零件1的检测误差为3μm,对零件2的检测误差为5μm;对零件1的检测时间为7 ms,对零件2的检测时间为6.5 ms;有效减少了机械零件形貌检测误差,提高了机械零件形貌检测精度,具有更高的实际应用价值。

高水平应用型大学“检测技术”课程教学探索与实践——以北京信息科技大学为例

构筑全环境立德树人“大思政”格局,是全面提升高水平应用型大学教育教学质量的关键所在。“检测技术”是电子信息大类专业特色主干课程,其教学内容与仪器领域科技前沿紧密结合,具有高度的学科交叉特性。融合思政元素开展教学工作具有独特的优势,是新时代教育教学改革的必然趋势。以北京信息科技大学“检测技术”课程为例,探索了以课程教学为主线、科技前沿技术服务课程思政的教学模式,在教学实例方面,从激光干涉产生的“小”条纹入手,引导学生关注知识点背后隐藏的“大”学问,启发学生见“微”知“著”,树立精益求精的科学态度,坚定科技报国的理想。

基于激光测振技术的铣床电主轴振动特性研究

采用激光测振技术获取了机床不同转速下的振动信号,并分析研究了其振动特性。使用激光测振仪采集机床电主轴的振动速度信号,避免了传统传感器带来的附加质量问题,提高了测量的准确性。完成电主轴在不同位置测点和不同转速运转状态下的振动信号采集实验,对采集到的原始振动速度信号和原始振动速度信号,经积分得到的振动位移信号,并进行时域分析。结果表明:在所测转速范围内机床电主轴的振动位移平均幅值稳定在1μm范围内;在所测转速范围内,随着转速的增加,电主轴各个测点的振动烈度是先缓慢增加再减小再快速增加的趋势,在14 000 r/min振动烈度局部最小,该结果可指导实际加工过程中的加工参数选择;电主轴上测点轴向方向位置距离主轴端部越近,振动烈度越大,检测主轴振动状况是否异常时应选取靠近主轴端部的测点来代表电主轴的振动状况。

面向激光测振应用的改进相位生成载波解调算法

为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时,系统中存在的非线性失真问题,提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性失真。其中,低频相位调制由三角波信号驱动压电换能器生成,确保小信号情况下椭圆拟合结果的准确性。迭代重加权椭圆特殊拟合可以减小离群数据的影响并避免拟合结果退化为双曲线,具有精度高、鲁棒性好和计算效率高的优点。实验结果表明改进相位生成载波解调算法可以有效抑制激光测振实验系统的非线性失真,在不同相位调制深度(0.8~3.4 rad)下解调信号的信纳比和总谐波失真稳定,对应的标准差分别为0.55 dB和0.03%。系统的响应线性度优于99.99%,动态范围可达103.9 dB@500 Hz,总谐波失真为1%且工作频宽为20~8000 Hz。与传统相位生成载波解调方案相比,该算法不仅显著抑制了非线性失真,还克服了椭圆拟合算法在小信号下无法工作的缺点。

光加热光纤光栅阵列液位测量方法研究

安全可靠的液位测量是现代工业领域的重要技术需求之一,提出一种基于光加热光纤光栅阵列的液位测量方法,即利用泵浦光加热掺钴光纤,控制温度场,利用光栅阵列测量温度场分布,由于气液导热性能的差别,气液界面处温度突变,从而确定液位。实验中,将掺钴光纤与密集光栅阵列紧密固定在一起,将1.5 W的泵浦光输入衰减系数分别为0.71 dB/cm和0.28 dB/cm的掺钴光纤中,沿着光传播的方向,温度变化均呈指数函数衰减。液位测量的精度与范围由主要取决于泵浦光功率、掺钴光纤吸收系数,经对比最终选定0.28 dB/cm的掺钴光纤作为液位实验的加热光纤。实验测量了不同液位下的温度场分布,证明了利用测量温度分布来测量液位的可行性,液位变化范围0~88 mm以内的误差为2 mm。所提出的传感系统结构简单,成本低廉,在液位测量方面具有潜在的应用价值。

SLAM激光扫描技术在地铁隧道竣工测量中的应用

轴线偏差和断面测量一直是隧道竣工测量的两个重要指标。传统使用全站仪或断面仪进行测量的方式不仅作业效率低,采集的数据量也较少,难以反映隧道内的真实情况,无法满足隧道竣工测量的要求。本文提出了一种基于SLAM手持激光扫描仪进行地铁隧道竣工测量的方法,并在上海市某在建地铁隧道内进行了现场试验。比较激光点云后处理得到的断面中心与设计数据,二者平均点位精度小于3 cm。这表明使用SLAM手持激光扫描仪进行地铁隧道竣工测量的方法有效可行,精度能够满足竣工测量的要求,具有广阔的应用前景。

基于图像预处理的光学元件表面粗糙度测量系统

在测量光学元件表面粗糙度时,测量结果往往比较片面,为此设计基于图像预处理技术的光学元件表面粗糙度测量系统。获取原始元件表面粗糙度干涉图像,通过对表面形貌图像实施图像去噪处理与倾斜校正处理获取滤波结果,通过自适应中值滤波算法实施图像的去噪处理。在粗糙度参数评定模块中,根据取样长度对评定长度下定义,实施光学元件表面粗糙度的全面评定。利用设计系统测量三种光学元件的表面粗糙度。实验结果表明:通过设计系统能够获取高成像质量的表面粗糙度干涉图像,实现多种元件表面粗糙度的全面测量,具有一定应用价值。

全风化花岗岩路堑边坡降雨侵蚀时空分布特征测试与评估

为了测试及评估全风化花岗岩路堑边坡降雨侵蚀时空分布特征,选取在建云南墨临高速公路某全风化花岗岩路堑边坡某段开展现场测试。首先结合三维激光扫描测试及电测量技术,获取边坡坡面形态特征参数及边坡电阻率剖面;然后引入高斯分布模型及分位数图示法实现边坡材料属性定义,通过电阻率差异映射边坡侵蚀状态。结果表明:边坡底部及坡中部(y=0~40 m)区域呈现大面积侵蚀特征,在各级边坡平台处则呈现多点集中高侵蚀特征,侵蚀影响深度达5 m左右;随着植被防护等措施的施加,大面积侵蚀特征变为多点集中侵蚀特征,评估结果与坡面形态信息具有较好的一致性。该研究成果对于该边坡降雨侵蚀灾害防治具有重要的实际意义,并对同类研究具有借鉴作用。

激光法水听器灵敏度计量校准系统研究

为满足水听器灵敏度校准的需要,开展了对激光法水听器灵敏度校准系统的研究。根据激光法水听器灵敏度测量的基本原理,综合分析国内外相关研究,最终采用反光透声条带的激光法水听器灵敏度校准方法进行测量系统设计,以消除传统薄膜法存在的夹持方式与夹具对声场造成的影响;为解决反光透声条带在测量频段的谐振造成相应频点测量误差过大的问题,对反光透声条带的振动模态进行了仿真,并对仿真模型进行了实验验证。仿真结果与条带频率响应测量结果基本一致,实现了条带谐振频点的准确预测,证明该模型对于条带选型具有指导作用。文章研制了激光法水听器灵敏度计量校准系统,并开展了校准实验。文中的实验结果与三换能器互易法的校准结果之间的误差不超过1 dB,证明该测试系统具备水听器灵敏度校准的能力,具有较高的军事和民用价值。

一种机械臂电机故障时频尺度诊断方法——基于深度学习和激光多普勒测振技术

机械臂电机振动信号的采集效果较差,影响时频特性分析过程,导致故障诊断效果与精度较差,为此提出基于深度学习和激光多普勒测振技术的机械臂电机故障时频尺度诊断方法。使用激光多普勒测振技术与小波阈值去噪算法,建立机械臂电机振动信号采集系统,获取并重构故障信号;提取电机振动信号的时域、频域等尺度特征,引入人工神经网络建立一个具备学习能力的故障诊断模型,将提取的机械臂电机故障时域、频域等尺度特征输入诊断模型中,输出分类诊断结果,即可完成机械臂电机故障时频尺度诊断。结果表明:利用该方法开展电机故障诊断时,检测结果与实际电机故障类型之间偏差较小,诊断效果好、精度高。

基于三维激光点云的固体火箭发动机喷管零部件尺寸测量方法研究

为实现固体发动机喷管小型零部件尺寸高效、精确的非接触式测量,采用三维激光扫描技术测量喷管的上支耳尺寸,通过点云粗配准和精配准将其正反两面的点云数据精准拼接,在传统的ICP(Iterative Closest Point)迭代最近点的配准方式上结合Octree算法,优化了搜索过程并排除了异常匹配点对,最后将配准后的点云模型导入Geomagic ControlX中进行测量。结果表明,与三坐标测量值相比较,36只不同上支耳的三维激光扫描精度基本保持在±0.05 mm范围内;测量15次单件上支耳获取测量结果的平均时间4.98 s,重复性小于2%,测量精度和重复性的满足工艺规程和要求。

激光切割调高器微距测量传感器设计

该文针对现有的激光切割调高技术需求,提出一种基于电容器原理的非接触式微距测量方法,该方法是通过克拉泼振荡电路将激光切割喷嘴与工件之间形成的电容器电容信号调制转化为一定频率的高频正弦波信号,并基于电流反馈型的运算放大器和波形转化电路实现高精度、无失真、极低时滞的信号放大与波形转化。最后通过实验分析,该传感器满足信号输出稳定、重复性良好、分辨率高和量程合适等要求,达到激光切割调高技术需求的理想测距效果。

数字化技术在工程测量中的应用

随着建筑工程的复杂性和规模不断增加,传统测量方法已难以满足现代施工项目对精度和效率的要求。文章通过分析某大型商业综合体项目,探讨数字化技术在工程测量中的应用及其优势。该项目包含多栋高层建筑、地下停车场和公用设施,技术要求高且施工周期长。研究涵盖了地面激光扫描(TLS)、多功能站(Multi Stations)、全站仪、GNSS接收器和无人机等多种先进测量设备的综合应用。利用BIM技术,将施工现场以IFC格式数字化管理,确保计划模型与实际施工状态的对比更加直观。通过Leica Infinity软件融合多种数据源,建立统一参考框架,减少测量误差,确保数据一致性。结果表明,数字化测量技术显著提高了施工精度和效率,有效保障了施工质量和进度。

基于线阵CCD的折射率和浓度测量装置

本文提出了一种结合激光器和线阵CCD的折射率测量方法,利用光线穿过平行板介质时产生横向位移的特性,实现对透明介质折射率和浓度的高效、准确测量。装置采用红色点状激光器作为稳定光源,并通过衰减片削弱光强,利用旋转平台精确调整入射角,最后用线阵CCD传感器捕捉光斑位置变化,再录入Matlab程序中,实现对介质折射率以及透明液体浓度的实时测量。

三维激光扫描技术在建筑工程测量中的应用

对三维激光扫描技术在建筑工程测量中的应用进行了研究,并取得了良好的运用效果。基于此,以古宅保护工程为例,将三维激光扫描技术和BIM技术相结合,实现连续精准扫描的同时,完成模型建立。利用这种方式获取高精度、高维度、数字化、立体化的建筑物测量数据,以此应对精度要求高、测量困难的复杂工况,为今后建筑工程测量工作提供有益参考。

地面三维激光扫描技术及运用分析

本文对地面三维激光扫描技术原理进行分析,相较于传统测量技术,前者在测量精准度与提高测量效率方面更具优势,且满足多点位、无接触、远距离测量需求。并从土方量计算、道路测绘等方面阐述地面三维激光扫描技术具体运用,使其在实际运用过程中准确把握该项技术要点,将其优势与作用最大限度地发挥,进一步提高测量工作效率和质量。

无人机测量技术在工程测量实践中的应用研究

无人机(UAV)测量技术具有高效、全面、高精度的数据获取特性,使得工程测量可以更灵活地应对各类项目,从而提高工程测量的水平和覆盖范围。据此,在研究无人机平台概况的基础上,明晰不同类型无人机在测量中的特点,关注无人机测量中的高精度相机与激光雷达的应用。进一步研究最新无人机测量技术在建筑工程、基础设施巡检、土地测绘三个方面的实践应用方式和优势,以期加快无人机测量技术在工程测量实践中的应用,推动工程测量领域朝着数字化和智能化的方向发展。

移动式SLAM三维激光扫描技术在绿化测量中的应用

移动式SLAM三维激光扫描技术是一种新型的遥感测绘技术,相较于传统的扫描技术,具备采集数据效率高、精度可靠、采集方式灵活机动等特点。文章制订了基于移动式SLAM三维激光扫描技术的城市绿化测绘技术方案,辅助GNSS、全站仪等传统测量技术,将其应用在城市绿化测绘项目中,结果表明,该方案显著提高了测量外业效率,成果精度满足大比例尺绿化测绘的要求,同时,采用激光扫描技术获取的点云数据及模型可以为城市绿化数字化建设及信息化管理提供空间数据基础。

基于激光测距技术的带式输送机集控技术研究

基于矿井当前带式输送机的能耗状况分析,基于激光测距技术这一基础理论,重点研究了基于激光测距技术的载荷检测原理,使实时检测带式输送机上的煤流状态和载荷分布情况成为可能,进而设计并应用了带式输送机集中控制系统检测装置,验证了系统的精度及节能效果,实现了预期目的。

定距角锥棱镜长度标准器校准技术的应用研究

本文针对定距角锥棱镜长度标准器的校准问题进行研究,阐述该装置的构成,提出一种光学顶点直接瞄准与快速装调的方案,并与激光干涉测长装置搭配使用。经实践检验,该装置可实现光学顶点、中心的迅速瞄准与定位,使角锥长度标准器更加精准可靠,快速准确地完成瞄准与校准,且结果精准可靠。