圆弧刃刀具刀尖圆弧精密测量

圆弧刃刀具刀尖圆弧参数会影响加工尺寸精度、表面质量和刀刃耐用度,研磨和测量的精度要求已达微米甚至亚微米级别;针对其本底噪声强、圆弧刃直线刃过度不明显等问题,提出结合形态学闭运算、滑动窗口三点定圆和空间矩法,分步实现圆弧初、精定位;实验结果表明,算法具有较强的抗噪能力,可快速对0.2~0.8 mm的刀尖进行直线刃与圆弧刃正确分离,圆弧半径、圆度误差测量精度达亚微米量级,角度测量精度达0.1°。     

数字光弹性中六步混合相移技术

数字光弹性应力分析中常用相移法确定等倾线和等差线,最广泛应用的是十步相移法,针对单色光入射引起的等倾线耦合等差线的问题,增加采集白光入射4幅图像,使用不同光弹图像集分别计算等倾线和等差线,测量精度更高但操作复杂、效率较低。本文提出一种优化的六步混合相移方法,将十步相移法的6+4测量方法缩减为3+3的六步测量方法。用仿真模拟实验对本文方法进行误差分析,验证了其具有良好的抗噪性能和相移误差抗干扰能力。真实实验结果表明：与传统六步相移法相比,本文方法有效解决了等倾线耦合等差线以及波片失配误差的问题;与十步相移法相比,本文方法与其等倾线平均偏差约为0.01 rad,等差线平均偏差约为0.09 rad,在提高40%采集效率的同时保证了测量精度。     

相对角差法重建大口径平面光学元件面形

针对已有的相对角差法面形检测的原理验证装置,提出了一种具有更高稳健性的最小二乘积分面形重建算法。利用相对角差改写了经典最小二乘积分技术的代价函数,避免了积分重建中的测量误差累积的问题,空间复杂度和时间复杂度仍分别为O(N~2)和O(N~3)。仿真结果表明,本文算法的稳健性显著优于Zernike波前重建法与基于样条的最小二乘积分法(SLI);实验结果证明,本文算法可适用于大口径角差法面形检测。     

高噪声背景下激光条纹亚像素中心的提取

针对线结构光三维形貌测量中大量噪声易干扰激光条纹中心提取准确度的问题,提出了一种条纹亚像素中心提取方法。分析条纹图像中的噪声,采用平均法和中值滤波预处理图像;利用迭代阈值分割及形态学方法,获取条纹目标,引入距离变换提取条纹的像素级中心;根据像素级中心、二值信息及光强灰度,结合曲线拟合及重心法精确提取条纹的亚像素中心。仿真分析和实验验证下,相邻行条纹中心列坐标最大偏差值像素小于2 ,平均偏差像素值约为0.3,与传统方法相比,2项指标值更小。实验结果表明,算法有效利用条纹灰度分布规律,可降低噪声对中心定位精度的影响,更逼近条纹真实中心位置,抗噪能力极强。