基于机器视觉的马体尺测量系统设计与研究

传统马体尺的人工测量方法工作量大且存在安全隐患,对此提出基于线性回归理论和机器视觉技术的马体尺测量方法,旨在测量马体的基本数据如体高、体长、胸围、管围;首先,在Matlab中利用图像腐蚀方法得到马体轮廓,并在2D图像上精确定位马体坐标,获得体高、体长指标;然后,自定义胸径、管径指标,代入线性回归方程预测胸围、管围;最后利用Matlab GUI工具设计系统可视化界面,并初步完成系统的仿真测试;仿真结果表明,利用线性相关及线性回归理论解决3D指标的预测问题,具备测量依据和借鉴意义。     

基于STM32的数显轨距尺图像数据采集系统设计

为了实现数显轨距尺测量数据的采集、存储功能,设计了一种结构简单、性能稳定的数显轨距尺图像数据采集系统,实现了轨距尺图像数据的实时采集、显示、存储功能。系统能够获取数显轨距尺测量数据图像,并将图像显示在LCD屏上,图像信息存储于SD卡中,既完成了测量数据的实时传输,又实现了对测量数据的保存。系统以Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT6作为控制核心,利用OV2640作为图像传感器采集彩色图像,采用TFTLCD真彩液晶显示屏显示图像,利用FATFS文件系统实现SD卡的读写,从而使系统能够存储图像数据。实验结果表明,图像的采集系统稳定可靠,采集图像清晰,满足设计要求,对轨距尺读数的自动识别以及轨道测量数据的存储具有重要意义。     

CCD在超声光栅实验中的应用

本文详细探讨了超声波在液体中传播速度的测量方法；利用CCD测量技术实现了超声波速度的自动化测量；设计了响应的接口电路和信号处理系统，从而大大地提高了实验测量的精度和准确度．     

倾斜管式液体粘度测量方法理论及实验研究

本文提出了一种适用于高压下及低沸点物质液相粘度的测量方法-倾斜管式粘度测量方法,并设计和搭建了粘度测量系统.采用粘度测量系统标定的标准物质-纯水,通过测量其运动粘度,对该测量系统进行了检测.结果显示,该测量系统的相对偏差绝对平均值为0.65%,验证了该方法原理的正确性及测量系统的准确性.此外,测量了R134a饱和液体的运动粘度,进一步检测了该粘度测量系统.     

一种采用快速半导体线光源的阴影莫尔测量方法

物体三维轮廓、形变、振动、位移等参量的光电测量方法,以其非接触、高精度、高灵敏度以及易于实现自动测量等优点,而被广泛地应用。本文设计并实现了一种快速半导体线光源,提出了一种快速变光源阴影莫尔物体轮廓测量法,大大提高了阴影莫尔测量的速度和精度,实现了非接触、无机械运动、无运行噪声、全光电测量的IC形变测量与分析系统。该系统的3σ重复精度为10μm。     

采用广角数码相机测量图像显示系统的几何畸变

准确地测量含有广角耦合物镜的图像显示系统的几何畸变是实现图像显示系统几何畸变数字校正的前提和关键。提出了一种以非量测广角数码相机为测量设备的几何畸变的测量方法,首先给出了广角数码相机镜头畸变的标定方法,确定了数码相机镜头畸变系数,然后讨论了基于广角数码相机和Photoshop软件进行图像显示系统几何畸变测量的测量方法,分析了影响测量精度的因素。最后,将本文的测量结果与基于点物成像原理,采用单轴转台和普通数码相机进行测量的测量结果进行了对比,二者吻合得较好。从测量结果看,本文给出的测量方法,其测量精度可以满足工程要求,简单、易行。     

基于Levenbery-Marquardt算法的点衍射三维坐标测量方法

针对现有点衍射三维坐标测量系统中的坐标高精度解调问题,提出了一种基于Levenbery-Marquardt(LM)算法的点衍射干涉测量方法。基于L-M算法的点衍射测量技术是以点衍射干涉理论为基础,在实现干涉场相位分布信息解调的基础上运用基于L-M算法的二重迭代算法重构出点衍射源的三维坐标。为验证所提出测量方法的可行性,同时进行了计算机仿真和测量实验,并与三坐标测量机的测量结果进行了对比。结果表明:该测量方法可在xyz三维方向上100mm×100mm×300mm空间范围内实现优于微米量级的测量精度。该测量方法具有不依赖算法迭代初值、测量精度高、运算速度快、抗噪声能力强等诸多优点,在三维坐标测量及测量系统的校准中具有较好的实用性。     

基于组合标准器的显微CT系统测量方法研究

为保证显微CT系统测量精度,采用标准器与样品共同测量的方式设计了可用于共同测量的组合标准器,提出显微CT系统测量过程中修正比例误差与阈值误差的方法。在不改变显微CT系统扫描参数的情况下,对航空航天常用的轻质材料聚四氟乙烯样品进行独立测量,并与基于组合标准器的测量进行对比实验。结果表明,基于组合标准器的显微CT系统测量方法较样品独立测量方法有效减小测量误差1 μm～4 μm,鲁棒性好。     

基于成像/光强变化响应的中/短波红外辐射校准系统设计

受到测量方法的限制,现有的辐射校准系统只能在小-中型红外成像模拟器光学系统的透过率发生变化时实现辐射测量,无法在大型红外成像模拟器的视场光阑发生变化时实现辐射测量。针对大型红外成像模拟器部分仿真状态无法评估的问题,提出基于成像/光强变化响应的测量方法,并设计新型红外辐射校准系统。系统研制完成后,针对红外成像模拟器多辐射参数测量的需求,提出多参数标定方法进行系统标定。系统的辐射照度为6×10^-10～7×10^-4 W/cm²,工作波段为2.05～2.55μm和3.70～4.80μm,测量不确定度为1.88%。最后,利用新系统校准大型红外成像模拟器在不同仿真状态下的输出辐射。校准结果表明,新方法和新系统可以使大型红外成像模拟器在全仿真状态下实现多参数测量。     

一种使用线阵型CCD实现高精度二维位置测量的方法

介绍了一种使用ＣＣＤ测量位置的方法。与其它ＣＣＤ位置测量系统不同，通过设计一个特殊的光学系统，实现了使用两个线阵型ＣＣＤ进行高精度二维位置坐标测量。文中对该光学系统进行了误差分析，证实该方法具有很高的测量精度。该二维位置测量方法具有一些突出的优点：系统响应速度快，可以对动态目标进行测量；测量精度高；制造成本低。上述特点使它在工业制造领域内有着广阔的应用前景。     

五模声学超表面理论分析与定向反射声学仿真*

以广义斯奈尔定律为理论依据,对五模声学超表面定向反射的基本原理进行了解析推导和理论分析,获得了五模超表面的理想连续物性参数分布,并给出了五模超表面尺寸设计准则;然后将超表面离散,获得离散单胞的密度和体积模量,并以此为目标进行五模微结构设计,采用均匀化理论计算微结构的等效物性参数;最后,进行了水下声场的声波定向反射调控仿真实验,研究了入射波频率对超表面定向反射性能的影响,仿真结果展现了五模超表面宽频有效的声波调控能力以及调控的可靠性和准确性。本文的研究工作为五模声学超表面的设计和物理实现提供理论指导。     

用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的设计

为了实现校准能见度仪中标准散射体的快速准确定标,建立了用于校准能见度仪的标准散射体的定标系统.研究了定标系统中全景成像折反光学系统的设计方法.根据抛物面反射镜的光学特性推导出抛物面面型的计算方法.根据定标系统对光学系统的要求,完成全景成像色度计光学系统的设计.对全景成像折反光学系统进行建模仿真并设计实验验证光学系统的设计与仿真结果的正确性.实验结果表明:全景成像折反光学系统的空间检测俯仰角范围为0°~90°,方位角范围为0°~360°,且最小角分辨率为1°,与仿真结果基本一致,满足用于校准能见度仪的标准散射体定标系统中光学系统的设计要求.     

蔡氏电路的功能全同电路与拓扑等效电路及其设计方法

基于经典蔡氏电路方程的电容电压与电感电流变量及其状态方程归一化特点,提出了三种标度化、优化的电路设计方法:一种是方程变量都为电压的5运放电源限幅蔡氏电路,便于大规模集成;两种二极管非线性构成的功能全同蔡氏电路,与限幅非线性电路优势互补,可供大规模集成的细胞神经网络系统设计;同时,给出了与蔡氏电路为微分同胚电路的优化三次方蔡氏电路.各电路设计方法适用于以三折线为主的三次型混沌电路.最后,将本文提出的电路设计方法应用于混沌保密通信,实验表明该方法具有实用性和一定的应用价值.     

动车组网络控制系统及技术分析

动车组的网络控制系统相当于人的大脑和神经,它在保证列车的行车安全、可靠性、舒适性方面具有至关重要的作用。为了给相关产品的网络控制系统设计提供借鉴,通过梳理中车已有典型动车组产品的网络控制系统,提取共性特征,总结归纳了动车组网络控制系统的组成、系统功能、拓扑功能、主要参数等内容。同时,乘客需求的提升以及轨道交通装备技术的不断升级,对动车组在速度、舒适性、智能化等方面提出了更高要求,为了明确动车组列车网络控制系统的发展方向,通过查询专利文献等途径,得出动车组网络控制系统新技术研究多集中在多网融合、列车冗余优化设计、列车自动驾驶、无线通信等方向,可以为轨道交通技术特别是网络控制系统技术的相关研究提供参考。     

基于速度平滑距离的高精度测量方法研究

随着卫星定位以及测定轨精度的提高，需要研究厘米量级的高精度测距系统。针对现有测控系统测量距离值存在较大随机误差的问题，提出了一种基于速度对距离值进行平滑的方法，以减小测距随机误差。为了保证速度的解算精度，给出了一种基于三阶锁相环路的跟踪接收方案，并对环路跟踪精度、速度平滑时间选择及优化等进行分析和仿真。仿真结果表明，新提出的接收方案和速率平滑距离方法能够实现对不同动态目标信号的有效跟踪，有效降低距离测量的随机误差，可为高精度航天测控系统提供一种解决思路。     

辨析声调的标度和归类方法 ——纪念赵元任先生标调理论发表100年

一个世纪前,赵元任先生发表了汉语声调标调理论,开创了汉语声调的定量研究,在国际上享有崇高的荣誉。新中国成立后,汉语语音学的研究蓬勃发展,汉语声调五度定调问题备受关注。20世纪20、30年代我国语言学家在美国的研究成果被介绍到国内。但不得不指出,在实际的调值计算中,没有准确遵循赵元任先生的理论,而是用简单的音高分段归类的方法代替“五度标调”。该文简要回顾20世纪20、30年代声调音高测量和数值化研究的历史,辨析汉语声调五度标调和归类的区别。并为赵元任先生的标调理论补充了计算公式,使标调理论得以准确实施。同时展望标调理论不仅在汉语的声调研究,而且在语调的研究中的应用远景。     

基于扭秤的激光干涉差动测量微小冲量方法

基于扭秤测量冲量原理,结合激光干涉法差动测量角度的方法,提出一种基于扭秤的激光干涉差动测量微小冲量的方法。介绍系统的基本组成和测量过程,给出扭秤结构设计参数,并对系统参数进行了标定,结合设计参数与标定结果,对系统的分辨率、量程和精度进行了校核,在典型的测量环境下,对激光烧蚀靶材所形成的Ns量级微小冲量进行了测量,给出了典型的测量结果并进行分析。结果表明:所提出的基于扭秤的激光干涉差动测量微小冲量方法,系统分辨率可达10-7Ns量级,测量范围跨5个数量级,最大可以测量10-2Ns量级冲量,测量精度优于95%。     

基于三线结构光的相机平面标定方法研究

相机标定技术是结构光三维视觉测量的关键技术之一,结构光系统的相机标定的精度对三维测量的精度有很大影响。首先对三线结构光系统图的相机标定方法进行了分析,简单介绍了工业相机成像的几何模型及标定的原理;其次利用Harris角点检测方法提取特征点坐标,并选用了BP神经网络来校正工业相机的畸变模型,以提高标定算法的优化速度和标定精度;最后采用张正友的平面标定法对校正后的摄像机模型进行标定实验,由实验结果知,该方法具有一定的准确性和有效性,在一定误差范围内,基于神经网络畸变校正的张正友相机标定能够有效提高视觉检测的精度。     

一种高准确度、高可靠的红外光电时刻测量系统

针对靶场试验对测量仪器的准确度及可靠性的特殊要求,开发了一种基于嵌入式PC/104模块和大规模可编程逻辑器件CPLD的红外光电时刻测量系统.介绍了该系统的组成、测量原理及其实现途径.靶场实验结果表明,该系统设计环境适应能力强,能可靠地工作在－35～45℃的环境下;测量准确度高,测时误差小于30 μs.     

基于DSP+FPGA的元器件焊接垂直度识别方法

为实现电路板上柱状元器件焊接垂直度的精准检测,设计了一款基于DSP+FPGA的垂直度识别系统。DSP承担核心算法任务,FPGA作为数据预处理单元,完成接口的逻辑、系统的互连以及数据通道。在硬件平台上嵌入了基于元器件形心配准的垂直度识别算法。首先对预处理的图像利用改进的Canny算法提取元器件的像素级边缘,并采用边缘跟踪算法去除噪点和干扰边缘并对元器件进行编号,在粗提取的边缘上用Zernike矩算法来精确定位元器件亚像素级边缘。在此基础上,提取元器件轮廓的最小外接矩形来修正边缘并得到每个元器件的形心坐标,最后根据形心的偏移距离来完成每个元器件垂直度的识别。实验结果表明,该垂直度识别系统的设计方案识别结果精度高,检测速度快,满足实时性要求,具有重要的实际工程意义。