基于计算机视觉的圆轴直径精密检测

应用计算机视觉技术精密检测圆轴直径 ,在对圆轴图像边缘进行空间矩亚像素定位的基础上 ,直接利用截面边缘亚像素位置信息 ,精确计算分辨率截面的直径 ,并给出整个圆轴直径的估计。实践表明 ,本算法可达到 0 0 0 11mm的精度     

面向回转类零件圆度的机器视觉测量方法与试验

针对工程应用中回转类零件的圆度测量精度不高、效率低等问题,提出了基于改进的Zernike矩亚像素边缘特征提取算法的回转类零件圆度视觉测量方法。建立了回转类零件轴截面图像的机器视觉测量系统,在分析零件轴截面图像特征的基础上,将传统的Zernike矩算法与最大类间方差法相结合得到改进的快速算法,提高了亚像素边缘点的定位精度。建立了轴截面圆度测量数学模型,应用标准量块对系统进行标定,实现了回转类零件直径与圆度的非接触式测量。试验结果表明,该方法不仅可使直径与圆度的测量达到亚像素级精度,还避免了传统测量方法造成的低效率与误判,实现了快速、准确、非接触式测量。     

齿形链链板视觉集成测量

构建了基于计算机视觉的齿形链链板的测量系统,对直线和圆的边缘定位,提出了新的亚像素算法,计算了齿形链链板的销孔直径及圆度误差、链板节距和两直边夹角,对测量结果进行了误差分析。将图像处理、参数计算、标定等整个测量过程集成起来,通过标准样件对被测零件图像进行坐标变换,确定待测区域并完成标定。实验表明,改进最小二乘直线拟合定位误差是常规最小二乘拟合误差的1/4。而圆的亚像素定位可使CCD的分辨率提高42倍,大大提高图像边缘的定位精度。利用亚像素方法测量时,销孔直径为2.563mm,链板节距为6.296mm,两直边夹角为60.453°,圆度误差为14.7μm。单一链板的整个测量过程不足1s。     

亚像素精度的行星中心定位算法

为实现深空探测中对行星目标的光学自主导航,提出了亚像素精度的行星中心定位方法.首先,建立了导航相机和目标行星的坐标变换关系,结合光学成像理论分析了行星成像的边缘特性;提出使用行星图像有且仅有的一段半圆形边缘,通过圆拟合法实现行星的中心定位.然后,根据行星图像的边缘分布特征,改进了Canny算法以快速提取行星的真实边缘,并利用最大距离法提取半圆形边缘.最后,分析了传统高斯函数亚像素边缘检测算法的理论依据,基于成像理论提出了改进型高斯函数亚像素边缘检测算法,并通过圆拟合求得行星的亚像素中心.仿真和月亮实拍实验显示,改进型定位算法的精度达到了0.02和0.68 pixel,比传统插值算法约高0.03和0.21 pixel,在可靠性、定位精度、抗噪声等方面均满足深空探测的需要.     

复合式二次边缘检测的红宝石球直径高精度测量

为了对红宝石球直径进行非接触式、高精度测量,本文提出了一种复合式二次边缘检测法。首先,对拍摄到的红宝石球图像进行预处理后使用自适应阈值的Canny边缘检测算法对红宝石球图像进行一次边缘检测;其次,采用基于像素加权平均的图像融合算法对红宝石球二值化图像与边缘检测图像进行融合,对融合后的图像进行边缘提取,选择三次样条插值法对边缘图像进行插值,通过曲线拟合获得图像边缘的亚像素坐标,根据坐标进行圆拟合,结合标定得到检测结果,完成复合式二次边缘检测,从而实现对红宝石球直径的高精度测量。实验结果表明：对6 mm的红宝石球直径测量,测量精度可达1.5μm,定位精度不超过0.1个像素,满足企业测量要求,为后续实现工业自动化检测提供了较好的技术支持。     

阶梯轴尺寸及形位误差的机器视觉检测

介绍了基于数字图像处理技术的阶梯轴机器视觉检测方法。对原始数字图像经滤波、二值化、边缘检测及细化等处理后得到轴轮廓图像。通过对轮廓分析,自动测出阶梯轴的长度、直径、圆度误差、同轴度误差,并给出测量后的尺寸结果,分析误差产生的原因。     

柔软棒材端面几何形状精密图像检测技术研究

研究了柔软棒材几何形状的测量原理,提出一种基于亚像素图像测量技术的香烟滤棒圆周长和圆度误差精密检测方法。该方法采用小波变换进行图像去噪处理,用Sobel算子提取图像边缘,用改进的随机Hough变换提取单像素圆边界,用Zernike矩进行边缘亚像素校正。最后给出了圆周长和圆度误差的评定方法与检测结果。     

工业CT图像圆精确测量

圆形结构特征大量存在于工业CT图像中,有效地检测出圆并获得其参数,在图像测量及逆向工程应用中具有重要的意义。利用基于Facet模型的亚像素边缘检测算法检测图像边缘,利用计算圆存在的概率大小识别边缘图像中的圆,实现工业CT图像中圆的检测和参数测量。研究圆存在概率算法特点,通过构造专用链表数据结构存储计算数据、限制计算时圆心选取范围的方法,改进圆存在概率计算效率低、占用内存大的缺点。使用空间分辨力为2.0lp/mm的电子直线加速器工业CT系统,扫描重建出包含10个圆的800*800像素工业CT图像,首先对图像进行基于Facet模型的亚像素边缘检测,然后进行基于存在概率的圆检测和测量。试验结果表明,改进的圆存在概率算法计算效率明显提高,图像中圆参数测量精度优于0.5%。     

基于线结构光的空间圆几何参数测量方法

在双目视觉测量中,针对工件圆孔边缘特征点难以寻找,提出了把线结构光与圆孔边缘的交点作为特征点的方法,有效避免了匹配困难的问题。首先提取圆孔边缘像素点,根据最小二乘法拟合椭圆方程,在圆孔边缘上打出多条线结构光,提取工件表面上的激光条纹中心,并拟合出直线方程,联立两个方程,得到圆孔边缘点的像素坐标,结合两相机的内外参求出该边缘点的空间三维坐标,最后利用空间圆的几何特性拟合出圆孔的中心坐标和半径值。通过实验验证了该方法简单易行,灵活性高,精度较高。     

基于空间矩亚像素技术的车身钣金件小孔的检测

将非接触测量及图像处理技术用于检测车身钣金件上一些位置和形状精度要求很高的小孔。采用空间矩亚像素算法对孔边缘进行精确定位,测量了孔的直径、中心位置及圆度;分析了影响测量精度的相关因素。实验结果表明,该方法具有很高的稳定性和精确度,并适用于在线检测。     

基于直线拟合的高温板材边缘检测方法

提出了一种基于最小二乘原理的垂直拟合边缘检测方法。该方法针对高温板材热膨胀率测量过程中异常边缘点随机出现的特点,利用最小二乘法同时拟合两个相互垂直方向上的边缘直线,并进行多次重复拟合使边缘直线逐渐接近真实值。实验表明,该方法能在异常点存在的情况下准确、快速地拟合出高温钢板图像的边缘直线。     

一种利用寻边器和XYZ平台测量和调节同轴度的方法

介绍了一种利用寻边器和XYZ平台测量同轴度的方法,这种方法利用了数字式三维工件寻边器高精度、多功能和XYZ平台能在三维空间上移动、具有较高重复定位精度等优点。寻边器吸附在XYZ平台上,旋转XYZ平台各轴丝杠,使寻边器的测量头从轴表面选定点开始沿着特定方向移动。不断调整轴的位置,可使电主轴和测功机具有较高的同轴度,以满足电主轴18000rpm的高转速加载可靠性试验要求。最后,利用求距法推导计算出了电主轴与测功机的同轴度表达式。     

基于边缘像元投影的微小轴承亚像素边缘检测

对于微小轴承的内径测量,基于机器视觉的非接触测量技术具有广阔的应用前景。针对轴承的边缘像素点,投影将感光像元划分成感光值不同的两个部分,像素单元的最终灰度值为投影两侧局部灰度统计值的面积加权平均值,取该像素的矩形邻域,并对其邻域灰度值进行高斯加权处理,将边缘投影按泰勒公式展开为二次曲线得到高精度亚像素边缘。针对微小轴承进行实验,将本文算法与基于直线拟合的方法进行比较,每毫米包括约217.18个像素,检测的圆度提高0.04%以上,标准差减少不少于7.27%,因此可更准确获取微小轴承内径的亚像素边缘。     

模具刃口轮廓误差的综合测量

介绍了模具刃口轮廓误差综合测量的原理以及直线、圆弧、任意曲线刃口轮廓的最佳拟合数学模型及误差评定方法,并结合冲裁模测量实例分析了测量系统的性能。     

鞋帮图像矢量化技术研究与实现

针对鞋帮自动缝制过程中实现由鞋帮图像的输入到数控代码生成的问题,设计了一个将点阵图像转换成直线和圆弧图形的系统.该系统通过对输入的鞋帮图像进行去噪处理,二值化,边缘提取,边缘细化,链码跟踪后采用对边缘线进行二次拟合的方法生成普通数控系统能够插补的直线和圆弧,即先将轮廓拟合成直线段,再将满足条件的直线段拟合成圆弧.所有算法都用Matlab软件实现,实现了由图像到图形的自动转换.     

2．16米天文望远镜光学系统的调整

叙述了 2 .1 6米天文望远镜卡焦及折轴光学系统的调整原理与具体步骤。调整后用恒星在卡焦光学系统焦面拍摄了刀口阴影图 ,加入熔石英像场改正镜后 [1] ,还拍摄了全视场的恒星星团照片 ,全视场底片线尺寸为 30 cm× 30 cm。结果显示 ,在全视场内从中心到边、角所有的星像都很圆 ,对其线大小测定 ,暗星直径为 0 .1 8mm～ 0 .2 0 mm。     

板焊缝图像处理

焊接过程中不可避免地受到弧光、飞溅以及烟尘等若干因素干扰,为了提取准确、清晰的焊缝图像,提出了利用中值滤波进行图像预处理,采用固定阈值的方法对图像进行分割,应用Canny边缘算予进行边缘检测,采用Sobel算子对边缘进一步细化,采用最小二乘法进行曲线拟合以得到更为精确的图像,最后采用几何中心法较为准确地提取焊缝中心。以上各过程都是利用Visualc＋＋实现,实验结果表明,方法快速有效,原理明了,算法简单,易于编程。     

Variations of instability in a rotating spindle system with various bearings

To drive the speed of spindle faster and faster, especially for micro-via-drilling, the gas bearing–spindle is a must. However, most investigations of the dynamic characteristics of the spindle system are limited to the ball bearing type of spindle. This work examines the dynamic instability of a rotating spindle system with various bearings to elucidate the difference between the ball and gas bearing–spindle systems. A round Euler–Bernoulli beam is used to approximate the spindle. The Hamilton principle is applied to derive the equation of motion for the spindle system, and the multiple scales perturbation method is employed to solve the instability solution of the system. The effects of bearing types and speeds of rotation on the dynamic characteristics and instability of a rotating spindle system are further studied.     

视觉测量中亚像元图像特征定位算法

提出一种利用Facet模型进行图像特征高精度定位的新方法。通过构造一组二维的正交多项式基底,能快速拟合Facet模型的曲面参数方程来表示图像灰度分布,再沿曲面上最大梯度方向的二阶导数的零交叉高精度定位图像角点和边缘特征。该方法采用拟合方法代替插值方法,能减少对噪声的敏感,可提高曲面小片构成的灵活性与边缘检测的精度及计算效率。通过对多幅不同真实图像进行试验验证,结果证明该方法稳定可靠、精度较高,能在视觉测量中有效地提高测量精度。