基于改进自动网格法的嵌入式应变测量系统

为了实现应变测量系统的智能化、低成本、非接触实时检测,针对橡胶材料大应变测量的特点,研制了基于改进自动网格法的嵌入式非接触应变测量设备.以高性能达芬奇DSP芯片TMS320DM6437和CMOS图像传感器为核心构建了一套集图像采集和图像处理于一体的处理模块,并使用控制芯片S3C2440实现整体控制功能.针对传统自动网格法在嵌入式应用中的缺点进行改进,在其基础上设计了适用于嵌入式系统的新的算法,并针对DSP硬件结构特点进行了优化设计.在完整系统上对橡胶材料进行了非接触纵向拉伸试验,实验结果表明本系统能够实时准确地计算出应变结果,验证了技术方案及算法的可靠性,图像处理速度达到20帧/秒,应变的测量范围超过了100％.     

视频引伸计技术在试验机上的应用

在金属材料拉伸试验中,传统的接触式引伸计测量存在诸多缺陷。视频引伸计采用CCD作为光电传感器,可非接触测量材料拉伸过程中的变形量。试验前,在试件上做好标记,通过试验时标记的变化测得应变量,实现了金属材料在加载过程中应变的实时测量。     

基于模态法的形变重构技术应用研究

针对相控阵雷达领域天线阵面结构实时变形监测的需求,研究了基于模态法的应变测量形变重构方法。该方法采用光纤光栅传感器测量面板表面应变,通过模态理论实现应变–位移的转换,重构出反射面形貌。文中以某相控阵雷达实验平台为研究对象,通过有限元软件提取其模态位移矩阵和模态应变矩阵,计算获得应变–位移转换矩阵。通过实验测量,提取了多种工况下面板的应变值,采用模态法进行了反射面形貌重构,对重构结果和实际位移值进行了比对与分析。结果表明,模态法形变重构可以较为准确地重构反射面变形。     

材料拉伸标线图像跟踪方法

在材料拉伸实验中,传统的基于接触式引伸计测量存在诸多不足。为了实现对材料拉伸变形的实时在线测量,研究了一种材料拉伸标线图像跟踪的非接触式测量方法。其测量原理是用相机成像跟踪材料试件上制作的标记线,根据标线区域灰度分布特征跟踪计算标线位置,实时跟踪测量两标线之间的变形位移。实验结果表明,标线图像跟踪方法完全可以应用到材料应变的实时测量。该方法具有良好的灵敏性、稳定性和抗干扰能力,并且测量速度能够达到每秒采集20帧图像,满足实时性的要求。     

数字散斑相关在电致伸缩效应测量中的应用

利用数字散斑相关方法对纳米钛酸钡／聚氨酯复合材料进行了光学实验，研究了其在外加强直流电场作用下的电致伸缩应变随电压变化的规律。采用CCD及计算机处理系统，实时获取了外加高电场作用下试件表面位移场的散斑图；应用数字散斑相关方法获得了试件的应变量与外加电场强度的关系，从而得到试件的电致伸缩系数。对该方法进行了详尽的阐述，并对测量结果进行了分析。实验结果验证了数字散斑相关方法测量电致伸缩效应的可行性和有效性，为电致伸缩效应的测量提供了一个有效途径。     

基于DSP的尺寸检测系统信号采集与处理技术

根据热轧钢板自身发光特点,设计了基于线阵CCD和DSP的无光源钢板尺寸在线测量系统。利用DSP外部存储器接口（EMIF）与直接存储器访问（DMA）的特点,实现对CCD输出数据的并行高速采集。采集的数据进行滤波后二值化,得到反映钢板宽度的脉冲信号,求出该脉冲宽度就可以计算出钢板宽度。该系统实现了基于DSP的线阵CCD数据采集与处理,达到了对热轧钢板尺寸实时在线测量的目的。     

实时计算CCD成像图形面积的研究

介绍了一种以CCD作为接收器件，快速实时计算变化图形面积的方法。该处理方法应用于CCD成像图形面积计算，采用光学成像技术和计算机图形处理技术，将CCD记录并逐渐形成图形边界轨迹所包围的面积实时、快速地计算出来，从而实现图像及其面积的同步显示。     

视频引伸计测量技术初探

在金属材料拉伸试验中,传统的接触式引伸计测量存在诸多缺陷.本文研究了视频引伸计测量系统的工作原理和关键技术,并且分析了视频引伸计的发展趋势.视频引伸计采用CCD作为光电传感器,可非接触测量材料拉伸过程中的变形量.试验前在试件上做好标记,通过试验时标记的变化测得应变量,实现了金属材料在加载过程中应变的实时测量.     

空间相机相关法实时检焦技术研究

自动检调焦技术是保证空间相机拍摄出高质量图像的重要技术手段，本文介绍了一种自准直法实时检焦系统。该系统用两块小口径五棱镜代替其他空间相机常用的大平面反射镜，用半导体激光器做光源，用CCD作为光电转换器件，通过测量两光斑在CCD上的移动量，从而计算出离焦量。本文采用相关法处理数据，并通过合理选取阈值和数据拟和技术，实现了亚像素测量精度。该系统具有结构紧凑，稳定性好等特点，实验结果表明检焦分辨率≤10μm。     

基于应变传感器的切削力测试装置实验研究

为了提高应变式切削力测试装置的动态性能,建立了测试装置的动力学方程,利用有限元软件分析了敏感元件的应变分布规律,并进行了装置的结构设计;开发了包含740B02压电式应变传感器、DH5863电荷放大器和PXI-6254数据采集卡的实验装置,通过测量敏感元件的应变,实现了切削力的动态测试。切削实验结果表明,该测试装置结构简单、动态特性较好,适用于较低转速下的切削力实时测量。     

基于计算机视觉检测技术自动计数系统的研究与应用

为了对生产线上螺纹钢自动计数，提出一种基于计算机视觉的自动检测系统。该系统利用CCD图像传感器获取实时图像，提取图像中的边界、灰度均值及灰度梯度分布3种信息进行数据融合，并结合多次阈值分割联合判断，达到自动计数的目的。实际应用结果表明该方法具有很高的精度。     

一种低成本基于眼动跟踪人机交互系统的研发an-Com

针对现存眼动跟踪系统价格昂贵的问题,研发了一种低成本且对用户无干扰的眼动跟踪系统。该系统使用一个置于用户正前方的CCD摄像机来捕捉人眼图像,然后使用图像处理软件提取人眼特征,根据特征间的相对位置计算出注视点在屏幕上的坐标。该系统能实时获取用户的注视点坐标,从而进行人机交互。     

CCD图像灰度与照度的转换标定方法

本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法,该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数,且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程:一是标定过程,即应用CCD摄像机进行照度测量前,标定CCD图像灰度与照度之间的转换参数和转换模型;二是照度测量过程,即通过CCD摄像机拍摄图像,将图像灰度代入已定的转换模型,获得测量对象的照度值。其中,灰度与照度转换模型的标定是利用CCD摄像机实现照度测量的基础和关键,文中主要讨论了该模型的推导过程以及标定方法。具体为:首先通过理论推导获得图像灰度与CCD传感器感应的相对辐照度的关系,然后借助以均匀光源搭建的实验系统标定CCD传感器相对辐照度与物面实际照度之间的关系,进而获得图像灰度与物面实际照度的转换关系。在转换过程中讨论了曝光时间、增益以及CCD相机与照度测量点之间的距离和角度对转换模型的影响,为CCD摄像机照度测量法的实际应用奠定了基础。实验结果表明本测量及标定方法适用于摄像机任意曝光和增益条件,经过本方法标定后,应用CCD摄像机进行照度测量,测量结果的相对误差在4.5%以内。     

Design and development of a CCD based optical tomography measuring system for particle sizing identification

This research investigates the use of charge coupled device (abbreviated as CCD) linear image sensors in an optical tomographic instrumentation system used for sizing particles. Four CCD linear image sensors are configured around an octagonal shaped flow pipe for a four projections system. The measurement system is explained and uses four CCD linear image sensors consisting of 2048 pixels with a pixel size of 14 μm by 14 μm. Hence, a high-resolution system is produced. The designed instrumentation system is calibrated using known test pieces. Spherical shaped and irregular shaped particles are tested on the designed system to complete analysis of the overall performance of the system.     

计算机图像采集装置在锅炉空气动力场试验中的应用

基于计算机技术和CCD摄像机技术,设计了一种用于电站煤粉锅炉空气动力场试验的图像采集装置。介绍了装置的硬件构成、工作原理、主要性能及应用情况。     

光学图像的DSP压缩处理

光学CCD或者CMOS捕获的原始图像数据量过于庞大,若需将其用网络进行传输必然会占用较大的带宽,因此必须对其进行压缩。基于TI公司的多媒体DSP芯片DM642设计了图像的实时捕获系统,对捕获的图像采用AVS的帧内预测算法进行了压缩。通过对系统和算法的测试分析表明,系统对输入的模拟视频图像能达到较高的压缩比,压缩一幅图像的时间可达到16ms,满足了实时的要求。     

基于激光散斑的多普勒效应实验装置设计

本系统基于散斑干涉技术。通过LabVIEW和Matlab混合编程。设计了处理数字散斑的系统。通过Matlab实现图像处理程序调用。在LabVIEW下进行散斑图像采集和图像处理参数的设定。完成散斑图的处理。本系统设计理念新颖。采用了基于CCD的非接触测量。能够实现实时测量。该系统的原理可以应用于生物医学光学成像、微小粒子测量等领域。     

基于线阵CCD的空间目标外姿态测量系统

设计了9路线阵CCD相机组合的空间目标外姿态测量系统,它克服了采用面阵图像传感器用于姿态测量时存在的速度和精度的矛盾。该系统分别实时重构放置于被测物体上的点合作目标在世界坐标系下的三维坐标,经空间解算,确定被测物体的姿态角。着眼于合作目标和相机光学系统的相对位置及呼应,解决了多相机与多点合作目标一一对应时的目标干扰问题;设计了新的光学系统构架,提高了精度,节省了空间;实现了多相机测量系统的局部标定和全局标定。测试结果表明,该姿态测量系统可以实现对被测对象高精度、实时的测量,且具有合作目标简单,价格低廉等优点。     

单镜头大视场拼接成像方法及实现

在远距离目标轨迹测量系统中,当前的长焦相机由于CCD尺寸限制一般视场角度较小,无法实现对目标的可靠捕获。在对比当前的几种大视场拼接成像方法后,针对远距离目标测量系统的要求提出了一种通过控制单个相机进行圆锥旋转来模拟4相机阵列实现大视场成像的方法。设计了实验样机对该方法进行验证。首先根据该成像方法设计了相机运动控制方案和相应的机械结构,然后设计了相机的触发控制以及图像数据的传输和处理流程,最后使用该样机进行了实验。实验中样机经校准后采集到了相对位置正确的子视场图像,并拼接获得了大视场图像。使用视场角度为1.02°的小视角相机,实现了4个有一定程度重合的子视场2×2拼接,最终获得了1.93°的大视角。该方法为远距离目标测量系统中的目标捕获子系统设计提供了新思路。     

DNA芯片的CCD荧光检测

为了有效地提取DNA芯片的信息,叙述了DNA芯片的CCD荧光检测的原理及自行设计的检测系统。系统由CCD摄像机、荧光成像光学系统、图像采集卡等组成。利用高压汞灯作为光源,窄带滤色片作为激发波段和荧光截止滤波片,从而保证荧光分辨力和测量范围。通过CCD摄像机和图像采集卡进行图像采集,并对获取的图像进行处理。试验结果有效地获得了杂交后基因点位的关键特征的数据。