基于 SURF 的快速图像匹配改进算法

针对传统 SURF 算法在图像匹配中使用固定阈值提取的特征点不均匀、匹配正确率低以及时间复杂度高的问题,提出 一种基于 SURF 算法的快速图像匹配改进算法。 首先,通过对 Hessian 矩阵行列式值分布的统计分析,提出一种阈值自适应方 法来提取更有效的特征点;然后采用四叉树方法对所提特征点进行均匀化以降低误匹配率,并提出一种划分深度自适应的方法 对四叉树算法进行改进,防止四叉树过度划分;最后,本文首次将 BEBLID 二进制描述子与改进 SURF 算法相结合,利用基于机 器学习的采样模式对特征点构建具有强描述性的二进制描述子,在提升匹配正确率的同时加快匹配速度。 实验结果证明,本文 所提算法在 Mikolajcyzk 图片数据集测试中的匹配正确率比传统 SURF 算法高 9. 7% ~ 27. 0% ,算法速度比 SURF 提高了 50% 以 上。 对比 SIFT、SURF、BRISK、ORB 算法,本文所提改进算法具有更优的鲁棒性和实时性。     

内燃机振动的隔离

本文对内燃机振动的单层隔振、双层隔振以及主动控制隔振做了详细理论综述和较全面地技术评价，并提出了主动隔振控制的一些措施。     

双激光位移传感器组合测头的光轴共线调校法

针对大型工件内尺寸高精度在机测量难题,介 绍了一种双激光位移传感器组合定值比较测头, 其功能可类比一把非接触式“内径千分尺”,能实现快速、无损、高精度和自动化测量。测 头在使用前,需 保持两束激光的光轴重合,而分立的激光束是否满足这种位姿关系一般难以确定。针对此问 题,分析 了光轴位姿误差对检测精度的影响,给出了允差值,提出了一种激光光轴共线性测量、调整 方法。分别利用已调校和未调校的测头对标准量块进行测量,证明了调校方案切实可行。     

可溯源至质量的静电力复现与测量技术

为实现10-5 N以下微小力值的测量及溯源,提出了一种高精度、可溯源至质量的微小力值测量系统,采用受控静电力发生装置复现微小力值,其基本工作原理是基于一种精密设计的圆柱形电容器,电容器内外电极同轴,外电极固定不动作为参考电极,内电极由弹性机构支撑和导向,通过改变内外电极间的电压产生静电力,从而将力学量追溯至电容及电压等电学量,利用砝码质量与静电力平衡的原理,可以实现微小力值的溯源.实验结果表明:电容变化梯度为0.82 pF/mm,完全可以复现10-6～10-9 N范围内的静电力.     

GPS不确定度理念在自动检测分选技术中的应用

测量不确定度是产品几何量技术规范(GPS)不确定度的重要组成部分,位于规范限附近存在一个不确定区,位于不确定区的测量结果会出现一定概率的误判现象。在测量不确定度基础上,提出了将ISO/TS 14253-1制定的按规范检验合格与不合格的判定规则应用于自动检测分选技术中。与传统的极限判定原则相比,本文给位于不确定区的测量结果提供了一个合理有效的判定原则,误判现象得到明显改善。本文以自主研制的活塞环自动分选仪作为实验平台,分别按照极限判定原则与按规范检验合格与不合格的判定规则对活塞环闭口间隙进行自动检测分选。结果表明:将测量不确定度应用于自动检测分选技术中,可以明显改善由于存在测量不确定度所引起的对测量结果误判的现象。     

飞机蒙皮图像扫描与定位系统研究

飞机蒙皮图像获取和定位是飞机蒙皮检测的关键技术之一。本文设计了飞机蒙皮图像扫描与定位系统，提出了一种由云台带动变焦相机和激光测距仪对飞机蒙皮扫描采集细节图像和定位细节图像的方法。标定了测距仪、变焦相机以及云台的位姿关系，实现了被测区域三维点云的获取，扫描点云精度在2.5mm以上。在变焦相机焦距最短时拍摄全景图，对全景图中飞机区域进行扫描获取该区域飞机蒙皮的细节图像，并实现了细节图像在全景图中的二维定位。利用点云配准获得系统与飞机的相对位姿，结合标定结果，实现了细节图像空间定位。实验结果表明在28m内，细节图像的二维定位误差小于8个像素，空间定位误差小于0.12m。     

基于单目视觉的激光光束方向标定研究

在由激光位移传感器组成的测量系统中,激光光束的方向是一个关键参数.方位角和俯仰角对于一条激光光束是最为重要的两个参数.本文中提出一种基于单目视觉的激光光束方向测量方法.首先,将CCD相机放置于基础平面上方,保持相机光轴与基础平面接近于垂直状态,并利用误差为10μm的圆孔型标定板建立单目定位模型.然后将激光光束发生装置放置在基础平面上并保持位置固定,同时在基础平面上放置特制靶块,使激光光束可以投射到靶块斜面上并形成一个激光光斑.在基础平面上方放置的CCD相机可以清晰的采集到激光光斑、靶块斜面的图像,应用相关算法提取出光斑质心的二维图像坐标.沿激光光束方向以相等间距移动靶块,通过CCD相机采集每移动一次靶块在当前位置下的光斑、靶块图像.利用相关的转换公式,结合靶块本身固有参数,将光斑质心图像二维坐标转换为基础平面下的空间三维坐标.由于靶块的移动,会得到靶块不同位置下激光光斑质心的三维坐标,将这些三维坐标拟合成空间直线表征待测激光光束.拟合直线得俯仰角即为待测激光光束的俯仰角.实验中,应用高精度仪器对靶块参数进行测定,并使用高精度标定板标定相机内外参数建立相应的定位模型.测量精度主要通过单目视觉定位精度、光斑重心提取精度来保证.结果显示,待测光束的俯角最大误差达到0.02°,光束间夹角的最大误差为0.04°.     

便携式激光干涉准直系统的研制

为了解决长导轨直线度传统测量方法中存在的问题,研制了一种基于楔形板的便携式激光干涉准直系统.系统采用16位高性能单片机MSP430进行数据处理,利用软件滤除测量数据中包含的交流信号,然后再通过D/A转换器对处理电路进行反馈控制,以消除光电信号中包含的不断变化的直流电平信号,从而提高系统的测量精度.系统的测量数据通过无线模块实时地发送给与PC相连的无线基站,再通过USB接口传送给PC,可以方便测量数据的记录与保存.     

汽轮发电机组转子轴系扭振系统部分模态施控特性研究

在汽轮发电机组转子轴系扭振动力响应计算结果的基础上, 根据独立模态空间控制的思想, 探讨了对轴系扭振部分模态进行施控的可行性, 导出了轴系扭振部分施控反馈最优控制规律, 并对一台 2 0 0MW汽轮发电机组转子轴系进行了主动控制部分施控的模拟计算, 取得了理想的效果.     

动态模板与互相关在激光三角测量中的应用

针对在激光三角法测量中,像点光强分布不规则变化导致质心法测量精度下降的问题,提出基于动态模板的归一化互相关函数法（NCC）计算像点位移。该方法将线阵CCD当前帧采集的像点图像作为下一帧图像的匹配模板,利用NCC法计算前后两帧像点的相对位移。以金属表面作为被测表面进行了实测,实验结果表明,动态模板的NCC法对像点光强变化具有较高的鲁棒性,测量精度为1%,绝对误差不大于6 μm。该方法相对于传统质心法在测量强反射表面位移时具有较大优势,对拓宽三角测量的适用范围有一定帮助。