一种线结构光自扫描测量系统的研究

为了实现对复杂自由曲面的快速精确测量,提出了一种由CCD摄像机、振镜和激光线投射器组成的全视觉自扫描测量系统。该系统利用光学三角法确定了一种新的测量物体表面三维坐标的方式。基于该方式,此测量系统使用平面靶标实现了对摄像机内部参数的标定,借助振镜转动驱动激光平面完成了对摄像机视场内被测物体的扫描,最终根据激光平面方程和计算机二维平面图像信息获得了被测物体的三维数据。试验结果证明,该系统能以较快速度实现自由曲面的精确测量。     

平行光线对双目视觉测量系统的影响研究

通过分析不同强弱平行光线，对系统测量数据的两阶段两步法CCD摄像机标定和扫描影响，寻找出一段范围的平行光线，进行CCD摄像机参数标定和被测物体的扫描测量。试验证明，使用验证范围内平行光线进行测量，可以提高该系统测量的精度。     

新型全场振动测量系统研究

着重介绍研制的两代电子散斑振动测量及其最新进展,并对纳米振动测量系统作详细介绍。该系统对振幅小于３０ ｎｍ 的振动能够进行全场测量,目前它是纳米全场振动测量的有效方法。     

数字图像相关法测量金属薄板焊接的全场变形

提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形.首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值.然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法.最后,借助于VC+ +6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统.为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验.实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5％,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维移和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段.     

光学三角法全视场自扫描测头的设计与研究

本文基于光学三角法测量原理,设计了一种通过改变光平面与成像光轴夹角来实现对视场内被测零件表面扫描的视觉测头。通过紧凑的旋转镜片反射机构驱动光平面在物空间做扫描运动,将全视场自动扫描功能封装在在线结构光视觉测头内部,使扫描成为线结构光视觉测头的一项内置功能。光定位精度实验以及尺寸测量的重复性精度实验均表面这种设计方法的可行性。这种自扫描测头对中、小尺寸零件三维尺寸的快速检测有重大的实用价值。     

铁路货车底部超限测量系统

铁路货物运输中，底部超限测量一直是安全监测上的难点。介绍了一种利用线激光投影结合图像量测进行铁路货车底部超限测量的方法。系统采用激光三角法的原理，利用红光线激光器和CCD传感器组成测量系统，并提出了一种快速的基于边缘提取的激光线提取算法；设计了精确的标定装置，提出了相应的标定方法，使超限货物能被准确地测出。描述了完整的系统硬件组成和软件结构，经过了多次实验，结果证明测量系统准确可靠。     

光学扫描和CMM测量数据的配准研究

研究了光学扫描和CMM测量数据的配准问题。给出了基于配准工作台的配准方法,分析了影响配准的误差因素;以法矢准则提取了扫描数据中的标准球数据,并由基准点连接线段的中点代替原来的基准点改进了三点定位算法。实验对比了几种配准方法的误差,验证了改进方法的可行性。     

双振镜点扫描三维形貌测量系统

针对远距离大尺寸物体三维形貌测量的要求,设计并实现了基于激光三角法原理的双振镜点扫描三维形貌测量系统。介绍了系统的结构和测量原理,并对系统进行建模,推导了被测物体表面测量点的三维坐标计算公式。构建了原型系统,利用专用的二维平面靶标在测量空间内自由摆放数次,根据靶标上特征点及其像点间的位置关系,以坐标系转换为基础实现了测量系统结构参数的现场标定。利用李萨如图扫描模式分别对靶标平面、已知直径的球面及石膏像自由曲面进行了测量实验。结果表明,测量距离1m处,测量点到拟合平面的距离误差均值为0.70mm,球面直径测量误差均值为0.51mm;测量距离10m处,测量点到拟合平面的距离误差均值为17.85mm。该系统可用于远距离大尺寸物体表面的三维形貌测量。     

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。     

视觉坐标测量中直接光学法透镜光学中心的标定

介绍了目前视觉坐标测量系统中摄像机成像中心标定的一般方法,即变焦距法、径向准直约束法和直接光学法,比较了上述方法的优缺点.详细介绍了直接光学法的原理以及实际标定过程的步骤,并进行了实验验证.实验结果表明直接光学法具有精度高、重复性好等优点,采用的标定过程可行.     

神经网络软测量模型中全共轭梯度算法

将神经网络运用到动态流量的软测量中,探索解决液压伺服系统中对瞬时动态流量的测试问题是该领域的一个难点和热点问题,详细论证了一种新的BP神经网络算法——全共轭梯度算法及其改进,最后通过试验验证了该算法的性能。该项研究对BP神经网络具有广泛的参考价值。     

三角Bézier曲面建模的RE系统与RP系统集成

为解决复合三角Bezier曲面与快速原型系统接口,以便实现两者集成,提出了按给定精度从复合三角Bezier曲面模型产生STL文件数据的方法,并在原型系统上得到验证,将推动反求工程与快速原型技术的进一步应用。     

金属粉末激光成形扫描方式

将扫描线断面轮廓形状近似看作一段圆弧、以相邻扫描线重叠面积与凹沟面积相等为原则确定扫描线间距。对分区扫描和环形扫描两种扫描方式进行分析和比较,环形扫描方式明显减少激光光闸开关次数、系统稳定性和零件成形精度提高,但是相邻扫描线间浸润性差、沟壑较深,而分区扫描方式扫描间距稳定单一、浸润性好、沟壑较浅,但是激光光闸开关频繁、空跳次数较多。改进扫描方式,将变向分区扫描方式与环形扫描方式相结合加工出无缺陷、全密度金属功能零件。     

基于神经网络的反求测量系统的标定

在层去图象法测量系统中,由于诸多因素的影响,物体的空间坐标与截面图象坐标之间存在着复杂的非线性映射关系。如果采用完全理想条件和线性几何失真方法来标定系统,则会影响测量精度,为此提出了一种基于神经网络的标定方法,显著地提高了测量系统的精度。     

利用激光跟踪仪对机器人进行标定的方法

提出一种简单的利用激光跟踪仪和线性方程最小二乘解对机器人进行标定的方法。通过将机器人运动学方程线性化,建立机器人末端凸缘盘位置误差与连杆D-H参数误差的关系方程。利用激光跟踪仪确定机器人的基坐标系,并通过圆周法求解每个关节电动机的直线方程,进而可以求得机器人的连杆扭角。通过激光跟踪仪测量机器人目标点的坐标值,并通过串口获得机器人6根轴的角度值建立标定方程。通过求解此方程,获得机器人的实际D-H参数,并将此参数应用于修正系统的运动学模型,能够提高机器人的绝对精度。最后对解算过程中的误差和原因进行说明,并对机器人的误差原因进行分析,指出标定过程中需要注意和改进的几个问题。     

金刚石砂轮的CO2脉冲激光修锐研究

利用CO2激光对树脂结合剂金刚石砂轮片的表面进行了扫描试验,对扫描前后砂轮片的表面三维形貌进行了测试分析,研究了激光脉冲频率和占空比等参数的影响。结果表明,尽管平均扫描能量密度一定,但频率和占空比对修锐效果均会产生影响,其中频率的影响更为显著。同时,通过使用铝工件和砂轮片的相对刻划试验,对不同扫描条件下刻划时的切向力与法向力之比进行了对比分析,发现由于该力比可以有效地反映出砂轮片的切削性能,因此可以用来对修锐效果进行定量评价。     

集成反向工程系统研究

将系统集成和面向对象的思想用于反向工程系统的研究。提出了一种集成反向（IRE）新概念,将反向工程在制造领域中的应用划分为四个分支,建立了集成系统模型。系统所需要的各种类型的数据和特征采用类的方式进行定义,适合解决反向工程系统中不同数据的传递和异类数据库之间联系等问题,并且容易实现与外界其制造系统之间的联系。     

ELECTRO-HYDRAULIC SERVO SYSTEM IN THE CENTRIFUGE FIELD

The mechanical charateristics of the electro-hydraulic servo system in the centrifuge fieldare analyzed. The hydraulic pressure law in the centrifuge field indicates the existence of the centrifugehydraulic pressure. The mechanical characteristics of the slide-valve and the dual nozzle flapper valveare studied, and it is found that the centrifuge field can not only increase the driving force or momentof the function units, but also decrease the stability of the components. Finally by applying Gaussminimum constraint principle, the dynamic model of the electro-hydraulic vibrator in the centrifugefield is established, and the mechanical restriction of the system is also presented. The study will behelpful for the realization of the combined vibration and centrifuge test system.     

铸件成形过程非稳定温度场的有限元模型

以Galerkin法建立非稳定导热问题的有限元方程。通过对守恒条件的讨论,确立了以单元边长为权因子的铸件成形过程非稳定温度场的守恒有限元模型。为了在模型中较准确地计入铸件凝固过程中特有的潜热释放现象,应用差热分析的原理实测了低碳钢的凝固潜热曲线,并建立与此相适应的潜热处理局部迭代法。因此,该模型具有可靠、简便、计算速度快和精度较高等特点。