回转面测量平台系统设计

针对目前回转面形被测件形位参数测量的不足,提出并设计了一种新的测量系统。该测量系统集高精度的光学测量方法、无磨擦的气浮回转工作台、精密二维工作台及可编程控制的电控方法于一体,可用于对航天惯性器件等回转形被测件的形位参数进行高精度的测量。最终的实验特性分析表明本测量系统的可行性。     

用低分辨率CCD进行高精度边缘检测的一种新方法——模糊成象法

本文从信息获取的角度出发，提出了一种用低分辨率ＣＣＤ进行高精度边缘检测的新方法，可从根本上突破象元间隙给尺寸测量精度带来的限制，其实质是用光学方法对输入图象进行某种变换（波形展宽），变换的结果使ＣＣＤ探测到更丰富的边缘信息，再用数学方法对其进行反变换（拟合），以恢复被测物体的精确边缘位置信息。     

高精度图像测量系统

图像测量系统的测量原理是通过处理被测物体图像的边缘而获得物体的几何参数。为提高图像测量系统的测量精度,本文提出了一种具有保持特征和滤波功能的十字窗口边缘自动检测算法。该算法能有效地抑制图像边缘检测中的噪声,并且能对非均匀照明的图像进行自动变阈值设置,从而能准确地检测出图像边缘。并在此基础上,又提出了以多项式插值为原理的新的亚像元边缘检测算法,使图像测量系统的CCD摄像机的分辨率提高约60倍。     

非扫描并行三维共焦检测技术综述

共焦测量方法由于其高精度、高分辨率及易于实现三维成像数字化的独特优势而被广泛应用.近年来,非扫描三维并行共焦技术引起各国专家的普遍关注,该技术将单点扫描变为多路并行探测,同步对被测表面的不同点进行检测,从而无需扫描实现全场同步测量.该文论述了近年来国内外在共焦并行全场检测技术方面的研究进展,介绍了国内外几种并行共焦检测系统的情况,及作者已进行的有关研究进展.     

缸体内部盲孔形位尺寸测量方法研究

针对细长缸体内部盲孔检测手段落后、检测精度低、可靠性差及只限于接触式检测的现状,采用内窥光电检测技术、光栅位移检测技术、精密机械技术和现代传感技术等多学科技术,研制了缸体内部盲孔形位尺寸检测系统,实现了对工件盲孔形位、边缘倒角大小以及缸体主孔内表面加工质量的非接触检测。设计了内窥光学系统和视频显微系统,实现了对小孔光截轮廓的成像。实验结果表明,所研制的缸体内部盲孔形位尺寸检测系统工作性能稳定可靠,系统设计达到了对缸体内部盲孔形位的检测要求,实现了对工件的高速度、高精度和非接触检测。     

形位公差的标注与识读

1 形位公差项目应用的对象 从构成物体几何形状的角度讲，要素可分为轮廓要素和中心要素，轮廓要素构成物体的可见外形，中心要素依附轮廓要素而存在。14项形位公差对被测要素的限定不尽相同，六项形状公差中，除了直线度的被测要素既可是轮廓要素也可是中心要素外，其他五项形状公差要求被测对象只能是轮廓要素。位置公差涉及到被测要素和基准要素两个方面。在三项定向公差（平行度、垂直度、倾斜度）中，被测要素和基准要素既可是轮廓要素也可是中心要素；在两项跳动公差（圆跳动、全跳动）中，被测要素必须是轮廓要素，而基准要素只能是…     

激光全场光衍射测量

提出了测量全场应力应变的一种新方法。它可用于测量被测物体整个表面的变形量。这种方法为非接触测量,不影响被测量物的表面。其方法是利用全场激光衍射通过CCD采集计算机成像。编写数字图像处理程序对被测物表面变形信号进行处理取得被测物表面的全场变形信息数据,同时可以观察衍射条纹形貌以及变化全过程。     

高精度三维物体轮廓测量系统

西安交通大学精密工程研究所研制成功的高精度三维物体轮廓测量系统 ,不久前通过了由陕西省科技厅组织并主持的科技成果鉴定。高精度三维物体轮廓测量系统是以三角测量原理为基础 ,通过出射点、投影点和成像点三者之间的几何成像关系来确定被测物体轮廓各点的高度信息。具体方法是将一线结构光源 (光刀 )投射到被测物体表面 ,由两个对称分布的 CCD摄像机从不同角度获取光刀图像 ,通过图像处理和数据处理的方法得到整个被测表面各点的三维坐标 ,最终将此数据信息形成标准的 CAD/CMA数据文件 ,为产品的进一步设计、开发及数控加工成快速成…     

融入一维概率Hough变换与局部Zernike矩的双目视觉测量

针对被测物体理想角点不易检测致使测量精度不高的问题，提出一种融入一维概率Hough变换与局部Zernike矩的双目视觉测量方法。首先利用一维概率Hough变换对物体外轮廓边缘进行直线检测；然后根据直线检测结果建立感兴趣区域，在各局部区域内利用Zernike矩进行亚像素检测，并在两相邻感兴趣区域的相交范围内完成亚像素点筛选；之后通过正交总体最小二乘法进行亚像素边缘直线拟合，并进行关键点匹配；最后利用三角测量原理获得被测物体的三维空间信息完成测量。以连铸坯模型为测量对象，实验结果表明：此算法最小相对误差达到0.340 1%，满足测量要求。长度相对误差均值为0.394 5%，与传统SIFT,ORB算法相比分别降低80.01%和74.63%；与其他边缘拟合算法相比测量误差减小34.11%，运行时间缩短39.07%，验证了此算法的精确性和高效性。     

基于五束光的三维多普勒测振仪设计

为了实现物体的三维振动分析测量,设计了一种基于五束激光的多普勒振动测量系统.该系统将五束激光汇聚到一个焦点,并照射到被反射膜覆盖的被测物体表面,经过反射后,散射光被光电二极管接收,并进入高精度信号处理系统,分别得到五路振动信息,通过计算机处理后,可以分别解析得到包括频率和振幅的三维振动信息.实验结果表明,该系统有望被应用于高精度的无接触振动测量.     

基于DSP控制的高精度机械定位系统

介绍了一种应用于同步位置检测的高精度机械定位系统。系统基于转子磁场定向控制理论和误差补偿算法,采用DSP控制永磁同步伺服电动机,驱动高精度LM滚动导轨智能组合单元,实现对工作台的精确定位。在转子磁场定向控制理论和误差补偿算法基础上,给出了系统的组成及软硬件设计方案。采用C++\C语言对上下位机编程,实现了系统运动的快速性和精确性。实验结果表明,该系统达到微米级的定位精度并具有良好的操作性能。     

交流励磁三维定位系统中磁传感器设计

交流励磁定位系统可以对介入式微型医疗装置在人体内的三维位置实现非接触式遥测。在定位系统中，为了测量磁场分布范围宽、下限磁场微弱的交变磁场，本文设计开发了感应线圈式磁传感器。根据电磁感应原理，感应线圈先将交变的磁信号转换为电信号，再通过后级信号处理电路在强大的噪声背景中提取出有用的电信号，结合传感器的输入输出特性，即获得待测磁场大小。实验结果表明：磁传感器能准确测量微弱交变磁场，且具有宽测量范围、高分辨率、高稳定性和高精度的优点。磁传感器还能适用于一切非导磁环境中跨度大的交变磁场的测量，具有通用性。     

多工位数控转塔动力刀架设计

多工位数控转塔动力刀架是精密数控车削中心的核心功能部件。根据精密数控车削中心的研发要求,设计了一种电液结合控制的多工位转塔动力刀架。该刀架依靠伺服电机和液压系统完成离合和转位控制,利用高精度鼠牙盘进行精确定位。它能有效搭载12把动力刀具,搭载的刀具由伺服电机提供动力,根据刀具类型的不同,可以实现车、铣等多种加工。其特点是刀具转位速度快,分位精度高,重复精度高,可靠性强。     

角位移传感器在水文缆道定位数据采集中的应用

角位移传感器（自整角机）＋智能数字编码显示仪方案，可实现对水文缆道测流铅鱼（或缆车）水平及垂直定位数据测量采集、显示，具有缆道弧度自动修正和绞车定位控制信号输出等功能。可配接RS-232C和RS-485通讯输出口，与计算机联机运行。具有高精度、耐恶劣环境、运行可靠、操作简便等特点，广泛适用于自动化水文缆道的建设工程。     

基于F2812 DSP的机器人位置控制系统研究

为了满足机器人位置跟随精度和定位精度高的要求,建立了基于F2812 DSP的机器人位置控制系统。给出了控制系统的总体框图,分析了OSP运行的主流程,采用模糊PD控制算法进行控制。仿真试验结果表明,该系统能满足位置控制的要求。     

大型天文望远镜高精度摩擦传动的研究

提出了一种大型天文望远镜高精度摩擦传动的光学检测机构,用来检测主、从动轮旋转轴线的扭转角.并设计了相应的调整机构.利用这套机构使得主、从动轮的扭转夹角控制在30″以内.实验结果表明,在运行过程中没有出现抖动现象.传动系统长时间平稳运行的低速可达0.2″/s,运动位置精度RMS值为0.01″左右.30min内低速可达0.05″/s,位置精度RMS值为0.009″左右.正弦运动幅值30′,最大速度36″/s,最大加速度为0.18″/s2.这些指标满足了LAM OST天文望远镜的技术要求.克服了由于安装等原因导致旋转轴线之间存在扭转角,进而使得天文望远镜所跟踪的目标在视场中出现抖动,甚至严重会漂移出视场的局限,实现了外圆摩擦传动主、从动轮旋转轴线在空间平行的理想位置.     

带材检测控制系统的设计

以单片机为核心,将光电线阵应用到带材的边缘位置及宽度检测,设计出数字带材检测控制系统,为解决生产过程中带材的跑偏及宽度测量等提供了一种方法。本系统具有精度高、漂移小,光敏元件的线性误差影响可忽略等优点,能应用于冷轧带钢厂、印染、造纸、胶片、磁带等其它工业生产部门。     

GUlDELESS SPATIAL COORDINATE MEASUREMENT TECHNOLOGY BASED ON CODING POLE

A new method of guideless spatial coordinate measurement technology based on coding pole and vision measurement is proposed. Unequal spacing of bar code is adopted to pole, so that the code combination of pole image in measuring field is unique. Holographic characteristics of numeric coding pole are adopted to obtain pole pose and pole probe position by any section of bar code on the pole. Spatial coordinates of measuring points can be obtained by coordinate transform. The contradiction between high resolution and large visual field of image sensor is resolved, thereby providing a new concept for surface shape measurement of large objects with high precision. The measurement principles of the system are expounded and mathematic model is established. The measurement equation is evaluated by simulation experiments and the measurement precision is analyzed. Theoretical analysis and simulation experiments prove that this system is characterized by simple structure and wide measurement range. Therefore it can be used in the 3-dimentional coordinate measurement of large objects.     

光电探测系统辅助SINS的动态对准方法

针对陆地战车对定位和定向系统的要求越来越高,提出了一种高精度的对准方法。采用光电探测系统计算出精确的车辆位置和航向,在两次光学定位过程中利用运动约束与零速修正组合的方法估计出惯导系统系统误差,进而估算出光电探测系统与捷联惯导系统之间的敏感轴安装偏角。仿真结果表明:光电探测系统的定向精度优于10″,定位精度优于0.1 m,敏感轴安装偏角的估计精度优于20″,因此本系统满足陆用战车的高精度动态对准需求。     

基于MCF5235和FPGA的控制系统的研究与开发

多电机同步控制往往由于硬件系统资源不够或者处理速度不够而使控制系统精度不高。为了解决这一问题,使用32位嵌入式单片机MCF5235和现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种控制系统,该系统采用位置环、速度环和电流环三闭环实现位置控制。3个闭环控制任务在不同的芯片中进行处理,降低了对主控CPU资源的占用,提高了数据的并行处理能力。同时,将实时操作系统VxWorks嵌入到MCF5235中,对系统任务进行调度和分配,保证了系统的实时性和稳定性,降低了开发难度。在多电机、高转速的情况下,整个硬件控制系统提高了系统的精度和数据处理能力。仿真和实验结果均表明,在高转速的情况下,整个控制系统的动态响应快、超调小、转速波动较小,具有良好的动静态性能。