三维显微光切法表面粗糙度的非接触测量技术

基于三维视觉检测原理对三维显微光切法表面粗糙度非接触测量技术进行研究。使激光光线与被测工件表面相切,利用工业相机采集获取表面微观轮廓,采用图像处理技术恢复出微观轮廓的几何形貌。根据设计算法,由表面粗糙度评定算法得到表面粗糙度的R_a、R_z等评定指标。这种测量方法效率高,适用范围广,且非接触式测量可避免对工件表面的损坏。     

基于机器视觉非接触测量金属应变量

针对现有材料试验机上普遍采用的传统应变测量方法存在的不足，设计了利用CCD摄像机单目视觉非接触测量材料应变量的方法。该方法在试件上打上王字标记，通过该标记变形时的比例关系测得应变量。其测量精度已达到应用要求。     

基于机器视觉复杂形状工件的非接触测量方法

介绍一种利用机器视觉技术完成复杂形状工件断面尺寸检测的非接触测量方法,该方法利用数字图像处理算法对高分辨率CCD器件采集的工件断面图像进行处理,可实现多品种工件的多参数自动测量。通过系统结构和工作过程分析了影响测量精度的因素。     

非接触式呼吸与心率信号采集系统

为实现卧床病员生命状态的无感实时监测,设计了一种非接触式呼吸率与心率监测系统。首先,根据心脏射血收缩过程的力学特性,选择灵敏度高、稳定性好的压电陶瓷传感器采集心冲击力学信号。对信号进行去噪,滤波放大等处理,通过数字化采集得到心冲击图(Ballistocardiogram,BCG)。其次,通过对心冲击图进行平滑滤波提取呼吸信号,利用快速傅氏变换(FFT)获取呼吸信号频率。采用带通滤波器去除BCG信号的呼吸包络以及高频干扰,获取BCG信号的单位时间J波波峰数,推算出心率值。最后,为验证系统的准确性与一致性,与BIOPAC采集的呼吸及心电图(Electrocardiogram,ECG)信号进行比对,结果表明本系统呼吸误差率小于4.5%,心率误差率小于9.7%。通过BlandAltman分析,表明监测系统的心率测算准确度与BIOPAC具有较好的一致性。     

基于像素差值的非接触位移测量技术研究

针对接触式位移测量系统中,由于存在磨损或打滑等原因造成精度降低的现象,利用图像传感器,通过比较前后两帧图像像素差值的方法设计了一种非接触式位移测量系统。着重分析了该系统的测量精度,指出了非接触式测量误差的主要来源,并给出解决方案。实验结果表明,该方法可在10cm垂直距离上测量位移,平均测量误差仅有0．208％。     

基于机器视觉的齿轮参数测量系统

针对传统的机械接触式齿轮测量仪器操作复杂、易产生主观误差等问题,提出一种基于机器视觉齿轮参数非接触式测量系统。首先利用图像灰度变换、直方图均衡化方法对图像进行预处理,提出小波变换模极大值法计算图像的矢量模值和相角,寻找梯度方向极大值点,选取自适应阈值方法提取目标图像边缘。对齿轮的边缘轮廓形状特征,采用最小二乘法拟合原理,计算齿轮的齿根圆直径、齿顶圆直径、齿数和模数等参数。以两种参数的齿轮零件测量为例进行实验分析,结果表明,测量值满足测量精度要求,证明了所提测量系统的可行性。     

基于计算机视觉的织物疵点自动检测的研究方法

织物疵点采用自动检测代替传统的人工检测是纺织品质量控制和管理的重要环节,同时又是纺织自动化的重要标志之一。简要综述了近年来计算机视觉在织物疵点领域的应用和发展情况,着重讨论了自动检测技术近期所涉及的各种方法及其在疵点检测上的应用。开发适合我国的织物疵点自动检测系统,具有深远意义。     

基于多目视觉的弯管空间参数测量方法

针对大尺寸复杂弯管空间参数的测量精度难以保障、测量效率低的问题,提出一种基于多目视觉的非接触式弯管空间参数测量方法.该方法根据多目视觉原理,利用基于中心轴线的匹配方法,从不同视点获取弯管空间轴线的三维坐标,并利用边缘线计算弯管外径,最后利用三维建模技术重建被测弯管的三维模型.设计并建立了一个八目相机的弯管空间参数测量系统,测量实验证明该方法和测量系统可以实现弯管空间参数的快速测量,测量时间可控制在1 min内,两端面中心点测量误差为0.25 mm,外径测量误差为0.0721 mm,弯曲角度测量误差为0.278°.     

利用非接触测温仪进行设备诊断

红外测温仪通过接收物体向外辐射的电磁波能量,无需接触,便可测得物体的温度。用这种方法可快速、准确地测量正在运动的物体、环境恶劣的物体或者人无法靠近的物体的表面温度。便携式红外测温仪旨在查找设备中的一些过热点。固定式测温仪和扫描式测温仪可监测生产过程中物体的温度,如冶金工业中钢带的温度、玻璃板和水泥回转炉表面的温度、运动中塑料薄膜的温度、传送带上涂漆的温度等。     

应用CMM实现非接触视觉测量的改造

针对光学坐标测量机售价昂贵，难以在国内厂家普及的实际情况，结合立体视觉测量非接触快速测量的坐标测量机可在大范围内准确运动的优点，应用立体视觉测量技术对后者进行了改造，可在一定精度范围内替代光学坐标测量机，此外，还通过试验对其测量精度进行了验证。     

基于光流法的气密性检测装置研究

针对用气泡检测小型压力容器气密性的方法存在工作效率低下以及较多的安全隐患等问题,进行了气泡图像处理法的研究。搭建了气泡图像采集系统。利用Matlab软件结合光流算法处理气泡图像,研究了基于光流理论的Horn-Schunck气泡图像处理算法。对气泡图像进行了定制阈值的图像区域分割,获得了层次分明的气泡图像;基于此方法设计了一套半自动化的气密性检测系统。利用此系统自动得到了气泡的数量和大小并以此计算泄漏量以及泄漏的部位。实验结果表明:此系统可准确检测的最小气泡直径为4 mm,气泡检测最适合的直径在8 mm左右,如气泡直径继续增大,气泡表面不规则程度加深,检测精确度变低,因此,该系统在一定的条件下能准确计算气泡数量及大小,实现了对泄漏气体的检测。     

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.     

基于CCD技术的型钢测长系统的设计

介绍一种采用高精度线阵CCD测量技术、光电检测技术、单片机技术设计的在线非接触式型钢长度测量系统的基本工作原理和软硬件组成。     

流速/温度共采的光纤布拉格光栅涡轮流速传感器

为实现敏感元件仅为单一光纤光栅流速传感器的多参数同时测量,提出了一种流速/温度共采的光纤布拉格光栅(FBG)涡轮流速传感器。该传感器通过涡轮实现流体冲击力对光纤光栅中心波长的频率调制,解决光纤光栅温度应变的交叉敏感,理论计算得到其流速检测灵敏度为2.91·10-2 m/(s·Hz-1)。为测试传感器的性能,搭建了传感器测试系统,并选取光纤动态解调仪解调的光纤光栅中心波长动态信号作为试验原始数据。应用快速傅里叶变换(FFT)法分析试验数据,得到传感器流速的检测下限为0.541 7m/s,检测灵敏度为2.57·10-2 m/(s·Hz-1),检测精度为25mm/s,略小于理论计算值,其主要原因在于圆管内流体的流速并非均匀分布的匀速运动,管道内壁对流体具有一定的黏滞力。应用经验模式分解分析原始数据获取其趋势项信号,得到该传感器的温度灵敏度为10.6pm/℃,检测精度为0.5℃。     

光学互相关测速系统设计与验证

针对两相流颗粒运动速度测量及基于互相关原理设计了双光路激光测速系统。采用搭建的变频电机带动绕丝产生已知旋转线速度的装置开展光学互相关测速验证实验。通过测量绕丝经双光路激光的光强衰减信号,再对两路信号进行互相关分析,从而得到测点绕丝旋转线速度。以电机转速计算的测点绕丝线速度作为参考值进行测量精度验证,得到光学互相关测速方法的测量相对误差在6%以内,验证了光学互相关测速方法的准确性。     

A CO2 tracer-gas method for local air leakage detection and characterization

A method for local measurement of air leakage rate is presented that can be used to accurately and quickly assess leakage rates across a surface, such as around a valve or hatch in a pressurized gas tank or a window in a building. The method uses a small local enclosure with constant volume placed about a region on the structure under investigation (e.g., a window), which is depressurized and injected with a small concentration of carbon dioxide as a tracer gas. The time variation of the pressure and carbon dioxide concentration inside the enclosure are monitored and used to quantify the leakage flow rate as a function of pressure difference. This method uses a small enclosure with internal mixing so that a quasi-steady-state condition is quickly achieved. Because of the small size of the enclosure, advanced data processing techniques are necessary to reduce uncertainty in determination of the rate of change of the carbon dioxide concentration that arises from sensor variability. Results of a laboratory demonstration of the proposed leakage detection and characterization device are reported for the problem of leakage through a circular hole in a plate with prescribed pressure differences. Experimental results from the laboratory tests are found to be in excellent agreement with results of a numerical simulation of leakage flow through a hole, as well as predictions from a number of empirical equations for this problem found in the literature.     

基于图像处理技术的光纤准直器封装新方法

运用"可检测性"概念和Design For Test(DFT)方法,提出了一种基于图像处理技术的光纤准直器封装方法。在装配前利用机器视觉和数字图像处理技术保证插针到达正确相位,然后保持插针相位姿态不变插入不锈钢套筒,同时光纤插针做进给运动,以调节插针和自聚焦透镜在不锈钢金属套筒中的间隙,使插针快速地到达最佳装配位置,保证输出光功率最大。该系统主要由CCD摄像机、图像采集卡、系统控制和图象处理软件构成,由计算机控制其装配全过程。实验证明了该系统的有效性和实用性,其相位误差可控制在公差±3°内,满足光纤准直器装配精度要求。该封装方法已应用于生产,较大地提高了生产效率和产品合格率。     

空腔流激振荡在流量测量中的应用探讨

基于空腔流激振荡原理,提出一种结构简单、又无运动部件的流量测量装置。该装置在测量过程中,具有压损小、动态响应快等特点。同时,提出可利用空腔流激振荡进行能量收集,为测量过程中的信号测量、数据处理、数据传输等供电。     

基于计算机视觉的指针式仪表智能判读方法

指针式仪表的自动读数是近年来的热门研究内容，但一直存在由成像畸变导致的误差较大的问题。本文提出了一种基于计算机视觉的指针式仪表示值精确判读方法，在对指针式仪表图像中的指针与表盘长刻度进行提取并对其倾斜角度进行检测的基础上，依据针孔成像模型，分析了摄像机内部畸变参数对两直线间夹角成像失真的影响，建立了指针与零刻度间夹角、长刻度与零刻度间夹角的失真校正算法，采用牛顿插值法对指针与零刻度间夹角和仪表示值间的关系进行函数逼近，提高了基于计算机视觉的指针式仪表智能判读的准确度。对0．5级伏安表的判读实验证明了方法的有效性与正确性。     

Evaluation of transient effects in the pressure-time method

The pressure-time is a method for measuring the flow rate in closed conduits and is typically used in hydropower applications. The scope of the present paper is to examine the physics of flow during a pressure-time measurement using experimental data and two-dimensional numerical simulations. The Unsteady Reynolds-averaged Navier–Stokes (URANS) equations coupled with the low-Re k-ω SST turbulence model are employed for the simulations. The contributions of inertia, pressure gradient, viscous and turbulent shear stress terms are investigated in the flow during a pressure-time measurement. It is shown that away from the wall and in the initial moments of time, the turbulent shear stress is comparable with the pressure gradient. With increasing time, the contribution of the inertia term becomes progressively significant and comparable with the pressure gradient and turbulent shear stress terms. Close to the wall, both viscous and turbulent shear stresses are the dominant terms which are diminished by increasing the time.