基于三维测量模型的立体视觉传感器的现场标定技术

提出了基于双目立体视觉传感器三维(3-D)测量模型的传感器现场标定技术，并建立了标定数学模型。相关实验表明，这种标定方法简单，具有较高的标定精度，最大尺寸测量误差小于0．05mm，对标定环境及靶标的摆放姿态无严格要求。     

基于物质吸光度的气液两相流相含率测量模型

为了建立近红外信号特性与气液两相流不同流型相含率的关系,本文基于朗伯-比尔定律及物质的吸光度,对近红外接收信号与气液两相流相含率的关系进行了探究.将八通道近红外检测装置安装在河北大学多相流实验系统,并针对泡状流、环状流、弹状流三种流型下共87组工况点进行了多组实验,针对不同流型建立了相应的相含率测量模型,其中泡状流模型...     

气液两相流中气泡形态及运动特征参数提取

对气泡发生装置中竖直向上气泡的形态及运动特征提取方法进行了研究。采集原始气泡图像,进行图像灰度化、差影和中值滤波等图像预处理,针对气泡图像的特点,提出动态阈值压缩大津法进行阈值分割,并结合扫描线种子填充算法与图像形态学运算进行孔洞填充,同时基于边缘面积属性对气泡特征区域进行自动识别。实验结果表明,该方法简单有效,鲁棒性强,可以很好地将目标气泡从背景中分离出来,有效提取气泡周长、面积、圆形度和质心坐标等形态特征参数,并实现气泡运动速度的测量。     

气液两相流压差波动信号小波去噪中阈值规则的确定

利用小波分解、滤波、重构对压差波动信号进行去噪处理,消除实验中由于各种因素产生的噪声,得到了较为满意的压差波动实验数据,该方法与其他处理方法相比,得到的处理信号不失真且去噪效果明显。比较发现小波去噪的结果与阈值选取相关,通过分析确定合适的阈值选取规则,使得处理后的信号能满足以后分析的需要。研究表明选择的阈值可广泛应用于不同流型和不同取压间距的压差波动信号。     

气液两相流中改进图像互相关测速的完整实现

针对气液两相流中密集气(液)相速度场准确测量的需要,提出了改进图像互相关测速的完整实现方法。基于傅里叶变换的图像互相关测速原理,采用回归迭代互相关算法以提高测量精度,基于相邻速度属性对误矢量进行修正,并采用亚像素拟合方法准确定位,通过对不同拟合算法进行比较,验证了3点高斯拟合算法的优越性。实验结果表明,本文提出的测量方案可以有效提高图像互相关测速的精度。     

视觉与激光相融合的大尺度钢板三维测量

为了精确测量大尺度钢板的三维形状,构建了激光技术与计算机视觉相融合的三维测量系统。首先,利用光学扫描仪快速得到大尺度钢板的稠密的三维数据;同时,分别利用激光全站仪和光学扫描仪测量钢板周围激光标签;然后,根据激光与光学扫描仪测得的激光标签的三维数据,建立误差场;最后,利用误差场校正光学扫描仪测量的钢板三维数据。实验结果表明:本文方法与单独使用视觉方法相比,测量速度基本相同,但测量精度提高近100%。能满足大尺度钢板三维测量的要求。     

基于遗传算法测量两相流速度

为了提高互相关法的测量精度,本文提出了一种基于遗传算法测量气固两相流速度的方法.首先通过对两个传感器之间的流动噪声输送过程进行分析,在建立两个传感器信号之间数学模型的基础上,提出一种系统脉冲响应函数的数学模型.其次简要介绍遗传算法的基本原理,以及利用遗传算法求解系统脉冲响应函数的方法.最后通过实验来验证该方法的可行性.实验结果表明:此方法能够比较精确地求解出渡越时间.这也为两相流流速的测量提供了一种有效的手段.     

声发射信号分析与气-固两相流粒径测量

气-固两相流相关参数的实时检测对过程控制和高效运行具有重要的意义。针对现有气-固两相流参数检测法的缺陷,依据经典声发射理论,设计一套空气-玻璃微珠的声发射信号检测装置,进行试验并评价。选用不同粒径的玻璃微珠在撞击速度分别为1.98m/s、2.80m/s、3.40m/s和4.00m/s下,获取气-固两相流的速度、粒径的声发射信号,并采用功率谱估计对其进行分析。试验发现,功率谱估计的幅值、面积与固相颗粒的撞击速度、粒径呈良好的线性关系,通过验证试验,粒径检测的相对误差小于8.5%。因此,声发射结合功率谱估计的方法测量固相颗粒粒径是可行的。     

基于主动式全景视觉的管道形变检测及重构技术的研究

研究了一种采用主动式全景视觉传感器(ASODVS)的 管道内表面全方位检测方法。基于主动式全景视觉检测原理, 提出了一种能够快速、全方位获取管道内壁三维点云信息,实现视觉检测管道形变的全景激 光视觉系统; 利用携带有ASODVS的爬行机器人进入管道内部,采集激光横断扫描全 景图像;然后根据提 取的管道内壁三维点云数据计算最小直径、横断面面积等几何特征判断变形率;最后根据三 维点云圆周分 布的特征,采用三角格网模型进行三维重构。实验结果表明:基于主动式全景视觉的管道内 壁全方位检测 系统能够实时完成对管道凹凸形变的检测和识别,并恢复管道内壁的三维形貌,具有较高的 检测精度。     

复杂场景双目立体视觉测量精确定位系统研究

针对某复杂场景下对特定目标进行精确定位测量的 关键问题,依据双目立体视觉测量原理,结合OpenCV视觉开 发库标定摄像机内外参数,利用结果校准目标图像,借助于标靶类型进行图像区域分割并计 算出目标位置坐标,以此实 现精确定位测量之目的。研究结果表明,对于所确定的1.4~1.6m目 标测距范围,采用平行双目视觉测量模型和相机小孔 测量模型,获得了距离误差小于10mm、横向误差小于2mm和响应时 间小于350ms的测量结果,在满足实时性的同时具有较高的定位精度 。     

立体视觉测量系统中三维拼接技术的研究

为了扩大立体视觉测量系统的测量范围,实现大型工件的高精度测量,提出了一种基于控制网的三维拼接方法。通过在被测工件四周设置辅助测量控制点,基于单位四元数法建立测量控制网,并采用Levenberg-Marquardt(LM)优化算法对测量控制网的测量精度进行优化,通过测量控制网将系统在不同测位获取的测量数据转换到整体空间坐标系下,获得全局测量数据,实现测量数据的三维拼接。实验结果表明,此方法不仅扩大了测量范围,而且提高了大型工件的测量精度。     

结构光传感器在柔性视觉测量系统中的应用研究

针对柔性视觉测量系统的应用需求,根据介绍了基于线结构光视觉传感器实现棱线测量的相关技术,创新性地研究了采用线结构光视觉传感器实现空间圆孔测量的原理、方法,并对空间圆孔中心坐标的测量数学模型进行了详细地推导.基于线结构光视觉传感器实现棱线和空间圆孔测量的相关技术已经在江淮汽车厂C926汽车生产线上得到应用,采用双机器人形式对84个测量点进行了在线测量,取得了很好的测量应用效果.     

大尺寸视觉测量系统结构参数分析与试验研究

研究了基于大尺寸视觉测量系统的结构参数优化问题,图像传感器CCD外部姿态的优化布局可以提高测量精度。建立双目视觉测量系统结构的数学模型,对有效视场约束条件进行了数学描述。利用Matlab软件对不同结构参数进行仿真计算,结果表明被测点越靠近有效视场中心测量误差越小,而基线距越大以及基线与光轴夹角越大所产生的误差越大。最后,通过试验验证了摄像机外部姿态的误差影响特征正确性,从而为双目视觉测量系统的现场布置方法提供了依据。     

激光再制造粉末输送流量检测系统设计

为了检测粉末的流量,设计了一种激光再制造粉末输送流量检测系统,采用电容传感器来检测流量的变化并以2Cr13和H13金属粉末作为输送介质进行了测试试验.结果表明,输送介质为H1粉末的情况下获得较好的检测效果,在粉末的浓度变化大于10-1g/min时具有较好的分辨率.该系统可以用于送粉系统粉末流的检测.     

三维螺旋极板电容传感器的静态分析与设计

针对电容传感器检测场较为复杂的特点,借助ANSYS软件对其进行三维静态模拟,分析了传感器结构参数对三维检测场的均匀性与灵敏度等指标的影响。通过有限元计算和优化设计,得到了最优的传感器结构参数,如屏蔽罩半径R3=27.37mm,极板长度L=207.39mm,极板旋转角度θP=270°,极板张角θ=135°等。优化后的传感...     

基于光流场理论测量物体变形相位的新方法

基于光流场理论,提出一种由两幅条纹图像解调出 物体变形相位的新方法。首先根据光流场理论,获 得两帧连续图像之间的光流矢量场;然后运用双幅图像中初始图像的条纹频率与矢量场进行 计算,获得 物体的全场变形相位分布。模拟结果和实 验结果表明,本文算法将直观的运动矢量场和变形相位的提取相联系,能够解调出物体变形 相位信息, 不需要相位解包络运算,过程简单方便,并且在条纹越密集处提取的变形相位信息越准确。 本文方法为计算 物体全场变形相位分布和动态测量提供了新的途径。