一、三轴向非接触型视觉测量仪(论文文献综述)
雍晟晖[1](2021)在《激光扫描式大空间测量场动态测量定位技术研究》文中研究说明在大尺寸装备制造体系中,大型构件或子装配体的生产装配精度控制技术是整个装备制造过程的关键之一,而在生产装配流程的精度控制中,数字化测量技术是核心。随着大型装备制造技术发展,许多工程应用中需要现场实时监控部件的空间位姿完成多点对接任务,或者需要对部件实施从设计、生产到尺寸检验的全周期精度跟踪,而激光跟踪仪逐渐无法满足多点实时定位与并行测量的任务需求,因此基于前方交会测量场部署的分布式测量系统得以快速发展。课题组前期研究的精密激光定位系统(Accurate Laser Positioning System,ALPS)是针对大尺寸空间测量定位难题研发的一种分布式坐标测量系统,其具备测量精度稳定、多靶并行定位、实时姿态解算等优秀特性,在航空航天、船舶制造、工业自动化等领域具有广泛应用前景。当前,ALPS系统在静态场景的测量误差可达±0.2mm,而在动态场景下的误差极不稳定,需要引入其它技术辅助解决动态测量精度问题。本文在ALPS静态测量模型的基础上,借助捷联的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的量测模型,研究一种多传感器融合的动态测量定位技术,解决自主导航、盲区推估、高频数据刷新问题,拓展了 ALPS在动态测量定位任务中的功能。本文主要从ALPS动态误差补偿、IMU位姿测量原理、融合系统标定与定位方法、融合系统硬件平台设计、标定与定位性能验证等方面对ALPS动态测量定位技术进行了研究与讨论。课题主要完成的工作如下:1.在分析ALPS在动态测量定位中误差产生过程的基础上,探究了 ALPS测量系统动态测量的误差形成机理;阐述了 IMU的测量误差机理,研究了将IMU测量数据和APLS定位数据相融合的误差补偿方法。2.针对ALPS和IMU融合的测量系统,利用MATLAB工具软件建立ALPS与IMU的数据模型,研究在实际场景下使用扩展卡尔曼滤波理论进行量测数据融合的方法,并利用数据仿真验证了基于松耦合的数据融合理论。3.基于实际IMU的物理器件性能参数,建立了惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)与ALPS测量系统的坐标系统一过程的物理模型与MATLAB数据仿真模型,探讨了基于空间旋转轴线约束的融合系统动态测量方法,并仿真实验验证了系统动态测量算法的正确性。4.基于Xilinx Zynq 7000平台前端设计了高性能嵌入式数据采集处理器,探究了ALPS单帧数据快速解算方法,将相关驱动算法固化进前端处理设备中,将ALPS系统自身的数据输出频率提升到35Hz,为IMU数据融合修正过程提供基础。5.根据扩展卡尔曼滤波数据融合方法,基于融合测量处理前端设备设计了标定实验与直线轨迹拟合实验。实验结果表明,本文设计的系统标定方法最终三轴标定误差分别为±(0.382°,0.537°,0.463°),直线轨迹拟合误差在±2.388mm以内,验证了 IMU量测数据融合进ALPS系统提高整体动态测量能力的可行性,使ALPS/IMU融合系统可在慢速AGV导航等场景需求中展开应用。
何睿[2](2020)在《基于数字光栅的构件三维识别研究》文中认为制造业在我国地位弥足重要,据2018年统计,制造业GDP占我国总GDP的29.4%,同时制造业在新技术研发,经济发展乃至于国际竞争中都不可或缺。而数字化则是制造业自动化的瓶颈所在,三维重建技术在逆向工程,质量检测等领域应用广泛,是工件数字化的基础。传统的工件测量方法受限于难以在精度,效率与成本之间达到平衡,难以实现在行业中广泛普及。本文从硬件和软件两个方面构建了一个结构光视觉检测系统,研究了设备的选型与系统的标定,工件表面点云的生成与点云的后续处理,如分割,配准与可视化,同时采用一系列实验对系统各个环节进行验证。本文首先结合本系统的使用场景,对硬件设备进行选型。对相机成像原理与投影仪-相机几何关系进行建模,得到相位-高度映射。设计流程对相机内参数与映射关系中的参数进行标定,实验表明该方法简单快速,且对投影仪,相机相对位置不严格。其次研究了工件表面三维形貌重建技术。采用四步相移法计算物体表面受调制光栅相位,采用改进的质量引导法和多频外差法对相位进行展开。基于针孔原理对物体相位-三维形貌关系进行推导。通过实验验证上述算法能够完成复杂表面的三维建模,同时得到前者在小范围内效果较优,而后者在大范围内效果较优的结论。接着研究了三维点云后处理技术。针对目标点云与背景混杂的问题,采用OTSU算法结合Kmeans算法,将目标点云与背景进行分割,有效解决了局部收敛问题;针对大尺度物体不能单次完成测量问题,采用FPFH描述子对点云特征进行提取,RANSAC算法进行点云粗匹配,ICP算法进行精匹配的方法进行点云配准,结合应用场景设计实验,实验表明该算法可以用于复杂场景点云的匹配。针对点云可视化效果差的问题,采用泊松重建的方法对点云表面进行重建,实验表明该方法可以有效刻画点云的局部特征。最后在软件系统搭建方面,采用C++语言,在Visual Studio 2017上对软件系统进行开发。将系统标定,三维重建,点云后处理等功能采用模块化设计进行封装,并开发简易的人机交互界面方便用户使用。
吴岛[3](2020)在《基于滑移率辨识的汽车制动时序视觉检测系统研究》文中研究指明近年来,随着我国经济的稳健增长和交通运输业的快速发展,道路网络和交通设施得到了前所未有的改善和提高,促使汽车行业迅猛发展,汽车保有量不断增加,随之而来的行车安全问题成为全社会关注的焦点。对在用汽车的各项指标进行定期安全检测是保障汽车行车安全的主要途径,其中制动性能又是所有指标中最重要的一项。尤其是半挂汽车列车,作为当前公路货运的主体,正在向多轴化、重型化方向发展,其车体较长、结构复杂,制动性能各项指标都具有重要意义。目前,针对汽车制动性能检测的方法主要有两种:路试检验法和台架检验法。路试法须有特定的场地,受气候条件影响较大且重复性差,一般作为辅助检测手段。台式检验法占地小,不受气候条件影响,重复性较好,是目前汽车检测站和科研机构进行制动性能检测的常用方法。台架检验法主要通过滚筒反力式制动检验台或平板式制动检验台进行检测,可以检测出整车制动力和、制动不平衡及阻滞力,满足多数车型的检测。然而,半挂汽车列车由于轴数较多,不同的制动时序会对列车的制动稳定性造成直接影响,前轴制动快制动瞬间列车易发生折叠,后轴制动快制动瞬间列车易发生拖拽。台式检验法受台体结构的限制,无法实现半挂汽车列车制动时序的检测,从而难以反映整车的制动性能。虽然国家标准GB 18565-2016对汽车列车的制动时序检测方法做出了要求,但受检测设备的成本和结构制约,目前并无相关可行的制动时序检测设备,所以检测方法不具现实意义。因此,研发出一套高精度、智能化的汽车制动时序检测系统势在必行。随着中国制造2025战略部署的不断推进,在以机器视觉为核心的工业4.0大趋势推动下,汽车检测领域也正朝着信息化、自动化、智能化的方向迈进。因此,本文以此为契机,立足国家标准和现有技术手段,将视觉技术引入汽车制动时序检测,提出了基于立体视觉的汽车制动时序检测方法,设计和研发了汽车制动时序视觉检测系统。本文根据半挂汽车列车制动失稳机理及制动时序对制动稳定性的影响,明确了引起不同制动时序的因果关系。通过分析汽车制动时序检测技术的研究现状,确定了本文的研究内容和技术路线,主要包括以下四个方面:(1)汽车制动时序视觉检测系统方案设计分析车轮滑移率与路面附着系数间的变化关系,提出视觉检测系统的测量目标:即以制动踏板开关的触发时刻为起始时标,各车轮滑移率分别达到20%的时间次序作为制动时序的检测结果,并分析影响滑移率辨识的关键因素。为准确识别车轮滑移率,以白色圆形标识物作为间接测量物,建立基于视觉测量的车轮滑移率测量模型及列车曲线行驶矫正模型。基于平行双目立体视觉测量原理,推导系统结构模型,对影响系统综合测量误差的关键因素进行讨论分析。最后从检测系统整体布置、检测流程和控制方案三个方面对汽车制动时序视觉检测系统进行方案设计。(2)图像处理关键算法研究为得到图像中圆形标识的中心坐标,根据圆形标识的图像特点对相关图像处理算法的适用性进行改进和优化。首先对采集的原始图像进行预处理操作,包括图像对比度增强、图像去模糊、图像去噪和图像锐化。然后对归一化后的左右图像进行边缘提取,为改善Canny算法对圆形标识的边缘提取效果,对传统Canny算法在梯度方向和自适应阈值方面进行改进研究。为准确提取圆形标识,分析现有椭圆检测理论提出适用于本文的椭圆检测方法,设计边界清除算法清除冗余边缘,以及融合最小二乘理论和Hough变换实现对圆形标识的准确识别和提取。考虑到序列图像进行立体匹配计算量大的问题,基于对极几何约束关系,提出一种归一化互相关(Normalized Cross Correlation,NCC)快速匹配算法。最后,根据三维重建模型和相机标定参数,对圆形标识中心坐标进行三维重建。(3)视觉检测系统标定与精度检定试验研究根据摄像机坐标系间转换关系,对线性成像模型和非线性成像模型进行论述,以建立本文的摄像机成像模型。分析张正友平面模板标定法的算法原理及不足之处,提出一种基于PSO-LM(Particle Swarm Optimization与Levenberg-Marquardt)组合优化策略的改进张正友标定方法,实现对标定参数的非线性全局优化,并通过标定对比试验对所提方法的有效性进行验证。为验证视觉检测系统对圆形标识的动态识别精度,设计一种模拟车轮制动的精度检定装置及方法,在多个目标速度下分类进行多工况试验,分析每种工况下的试验误差。(4)汽车制动时序视觉检测系统实车试验研究为验证检测系统整体方案设计的可行性以及图像处理算法和标定算法的有效性,选取同一辆在用半挂汽车列车进行重复性试验和九辆在用半挂汽车列车进行普适性试验。为分析视觉检测系统的测量误差,利用车轮上的轮速传感器设计一套轮速测量装置,结合非接触式速度测量仪构成校准装置,对比分析两组试验数据的示值误差和重复性误差,对本检测系统的准确性、稳定性及适用性进行验证。同时,在重复性试验中,鉴于测量结果误差存在不确定性,为科学评价本检测系统,对测量结果误差的不确定度进行评定。最后,分析和总结视觉检测系统相比于校准装置的试验误差。
万波[4](2020)在《内燃叉车人因舒适性优化研究》文中指出随着我国经济水平的飞速发展,叉车在基础建设、物流运输以及工业生产中的应用越来越广泛,叉车的振动噪声舒适性也受到更多的关注,成为衡量叉车质量的重要指标。国内对叉车舒适性的研究起步较晚,国产叉车整体振动噪声水平还有很大提升空间。针对某新型内燃叉车在怠速工况下出现整车振动噪声过大导致舒适性较差的问题,以该款叉车试验车为研究对象,开展了包括叉车方向盘手传振动舒适性研究、叉车乘坐舒适性研究和叉车驾驶室噪声优化研究在内的叉车人因舒适性研究,对内燃叉车人因舒适性优化起到指导作用。通过前期摸底试验,确定叉车主要目标点振动噪声峰值及频率。通过TPA(Transfer Path Analysis)传递路径试验与分析研究从发动机到方向盘的振动传递情况,进行方向盘约束模态试验与仿真分析,确定方向盘处发生共振,对方向盘进行结构优化避免共振,减小方向盘振动,并根据国际标准ISO-5349验证改进前后方向盘手传振动舒适性优化效果。通过前期试验结果,确定叉车座椅及地板处振动恶化原因,进行悬置系统隔振率计算分析,确定对悬置系统进行优化,对叉车动力总成悬置系统进行建模分析及优化,根据悬置刚度优化结果制作悬置样件,进行实车试验验证振动优化效果,并根据国际标准ISO-2631验证改进前后叉车乘坐舒适性优化效果。通过叉车噪声摸底试验,确定驾驶室内驾驶员耳旁噪声峰值及频率,通过声强试验研究发动机舱噪声向驾驶室的辐射情况,确定该叉车驾驶室噪声主要由发动机辐射噪声引起,采用隔声、吸音等措施进行驾驶室噪声优化,减小驾驶室耳旁噪声,并进行实车验证优化方案,基于声品质客观评价参数进行驾驶室噪声声品质评价,验证改进前后驾驶员听觉舒适性优化效果。
王倩[5](2019)在《三维激光扫描技术在地铁隧道监测中的应用研究》文中指出因地铁隧道建造在城市地下的特殊性,对地铁隧道安全性与稳定性的监测分析已成为非常重要的工作。随着测绘技术的不断更新,用于地铁隧道变形监测的仪器从单点精度测量的全站仪、收敛仪等发展到了可整体高效测量的三维激光扫描仪,突破传统测量方法缺点的特点和不断改进的扫描技术使三维激光扫描仪在地铁隧道监测上的应用和研究日益增多。论文首先介绍三维激光扫描仪在隧道监测方面的研究现状和应用,监测原理,获取点云数据的特点、精度和误差来源以及点云数据预处理方法。其次以昆明某地铁隧道为例,采用Amberg GRP5000移动式三维激光扫描仪采集地铁隧道内部完整的三期点云数据并通过数据处理对隧道断面进行分析,相比于传统作业方式极大提高了外内业的操作效率。针对地铁隧道的结构特点,对相对测量模式下的点云坐标转换、隧道横断面提取、断面去噪拟合等工作进行描述,借助初始参数实现隧道径向收敛、断面椭圆度和相邻环管片错台等分析与应用,结果如下:受上方压力影响,隧道在横向和竖向上存在收敛变形;三次监测数据在公共区间不同里程处的断面椭圆度变化不大,整体变形较稳定;公共监测区间共有13处管片错台,平均错台值为21.5mm。点云数据处理的精度可达mm级,隧道断面的整体变形程度不大且变形稳定。研究结果表明采用移动式三维激光扫描仪采集隧道点云数据,获取方法高效便捷,内业数据处理过程相比于传统操作更加简单明确,隧道点云数据的精度和应用价值较高。
任思敏[6](2019)在《基于LabVIEW的波浪能量采集控制系统研究》文中研究表明在各类绿色清洁环境能源中,海洋波浪能具有能量密度大、能源分布广泛等特点,因此,海洋波浪能采集成为科学家们研究的热点问题。要保证在不同波浪条件下波能采集系统都能达到最优效率,需要进行各种参数的测量和控制。因此,开发测控系统平台对加速海洋波浪能的开发应用具有较重要的理论意义和工程实用价值。论文结合NI CompactRIO嵌入式系统与LabVIEW软件平台,研制了一套波浪能量采集控制系统,并就相关基本算法进行了验证。主要研究工作如下:对波浪能量测控系统进行了需求分析与总体设计,设计了相关测控电路模块,研制了相应的硬件系统;对波能采集结构进行了整体结构的动力学建模,对能量转换结构进行了电磁学建模,为波能采集结构优化和最大功率控制策略等算法提供依据;利用LabVIEW编写了系统的相关软件模块,包括数据采集模块、数据存储模块、数据回放模块与PWM电流控制模块;研究了利用加速度传感器所测数据计算波高参数的频域积分方法以及基于模糊PID算法的PWM充电电流控制方法。最后,通过试验验证了以上两种方法的有效性。论文提出的测控系统方案,既能保证控制的实时性,又具有很好的可视性;既能观察控制中各中间参数,又有利于控制算法的修改和调试。该系统将为后续进行波能采集系统开发提供便捷有效的研发平台。
宋耀东,杨兴,刘志方,刘红魏,宋云峰[7](2018)在《基于激光多普勒技术的三维扫描测振研究》文中研究表明振动测量是现代工程技术中重要的检测和分析手段,振动测量的设备从接触式发展到非接触式,从单点测量发展到面扫描测量、三维方向振动测量,进而提出了三维扫描振动测量。提出一种三维扫描振动测量的方法及系统解决方案。该系统由3台单点LDV、3套振镜、2套视频采集系统组成。通过视频采集系统和振镜马达可闭环控制激光光点在前方被测表面的扫描,扫描过程中3套单维激光测振仪的光束聚集于一点,实现某点的三维振动精密测量,控制振镜马达的转动,可扫描整个面上的三维振动信息。
杨平,胡刚[8](2017)在《完善力学计量基标准体系 进一步夯实国家质量基础 “复杂与极端环境中力学计量基标准体系关键技术研究”项目获“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项支持》文中进行了进一步梳理力学计量在制造业等诸多产业中应用广泛,是支撑国家制造业的重要基础。随着我国经济发展质量的提高、产业转型的升级、军民融合的深入开展等,现有力学计量体系面临新的挑战,主要表现在力值、扭矩、振动等主要力学量的量程需求范围更宽、应用环境更复杂、形式更多样,力学计量已由传统的单分量、静态、实验室环境,发展到多分量、动态、复杂现场环境。为了解决多分量力与扭矩、多分量振动、大扭矩等复杂与极端力学计量中存在的系列问题,由中国
王祎雯[9](2017)在《多测头数据融合与协作测量中的关键技术研究》文中研究说明随着加工制造业对仪器仪表测量精度、稳定性等方面的要求越来越高,传统的接触式坐标测量机作为一种适应性强、精度高的测量工具正逐步朝着集成化、自动化、智能化的方向发展。其中,复合式坐标测量机集成了诸如接触式测头、影像测头、激光测头等不同类型的测量传感器,可以满足更多、更严苛的测量任务要求。相比于传统的单一传感器测量的坐标测量机,复合式测量机的优势在于其集合了不同类型传感器的测量特点,在适用性、精度、灵活性等多个方面都表现出更好的性能。本课题组在国家重大科学仪器设备开发专项项目“复合式高精度坐标测量仪器开发和应用”的资助下,对多测头数据融合技术和协作测量方法进行了深入研究。本文着重研究了不同测头自身参数以及坐标测量机误差的标定或测量技术,为后续的协作测量与数据融合奠定了良好基础。本文以现有的美国OGP公司ZIP-250型复合式坐标测量机作为方法研究的实验平台,以安装于其Z轴上的激光测头、该仪器的整体Z轴以及该仪器自带的影像测头为研究对象,针对其各自的参数或误差提出了具体的标定或测量方案。在此基础上,本文进行具体的实验验证了方法的可行性,测量得到各项参数或误差的具体值,并分析了各项影响因素对测量结果产生的影响,最终得出结论并提出展望内容。全文主要工作总结如下:(1)针对激光传感器光轴相对于工作台XOY平面的垂直度误差,提出了利用双斜面标准角度量块和正弦定理进行测量的方法,并以光谱共焦传感器为例,进行了具体实验测量得到其光轴相对于工作台平面的垂直度误差偏角值,模拟和分析了各项影响测量精度的因素。(2)针对复合式坐标测量机Z轴相对于工作台XOY平面的垂直度误差,提出了基于影像测量的误差测量方法,进行了实际实验测量得到该Z轴的垂直度误差偏角值,并利用激光干涉仪进行对比实验,验证了该方法的精度可以满足测量要求。(3)针对远心成像系统的参数标定问题,介绍了其成像模型和参数标定原理,设计制作标定板并完成了参数标定实验。另外,分析了标定板的图案和规格等因素对标定结果的影响,确定了各因素的优化值。
康飞[10](2014)在《基于机器视觉的轨道检测系统研究》文中研究指明轨距作为评价轨道质量的重要参数,其超限会造成列车运行安全隐患。因此,要对轨距参数进行周期性检测并及时对轨道进行保养维护。为解决中低速既有线人工轨距检测效率低、精度差、数据无法有效记录的情况,弥补国内既有线轨检车检测能力不足的现状。本文以工区现有轨道车为检测平台,建立了基于机器视觉的架构式轨道检测系统,并对轨距参数的检测方法进行了深入研究。由于国内引进的视觉轨道检测集成在图像处理算法和振动影响修正方面难以借鉴,因此本文利用灰度变换、滤波处理、图像分割、形态学变换以及中心线提取的方法提出了完整的轨道单像素轮廓提取图像处理算法,并利用行程编码法对形态学变换过程进行了优化。研究了视觉轨道检测系统的标定过程,分析了车体振动对轨距测量结果的影响。基于理论分析与实验验证提出了车体在行进方向、水平和垂直方向的振动分量对轨距测量结果无影响,并推导出车体在回转、俯仰、偏转角姿态变化下的轨距修正公式。依据系统总体设计构建了实验室验证系统,分别在软、硬件层面对系统进行了实现。针对传统架构式轨距检测系统基于片上系统和专业图像处理软件开发导致技术错位的现象。提出以更符合工程应用的Vision和LabVIEW图形化软件搭建图像处理模型和系统软件架构,降低了研发成本,缩短了研发周期。系统的人机界面设计更加符合工程技术人员现场操作的需要。利用实验室验证系统进行系统性能评价试验。由试验结果可知:利用行程编码优化后的图像处理算法可提高系统检测速度5倍,系统测量精度为±0.8mm满足检测规程要求,车体振动修正前后轨距测量结果的均方误差为0.962mm,实验室条件下系统最大合成不确定度为0.52。
二、三轴向非接触型视觉测量仪(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、三轴向非接触型视觉测量仪(论文提纲范文)
(1)激光扫描式大空间测量场动态测量定位技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 课题研究意义 |
1.3 大尺寸动态测量定位技术发展现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.3.3 背景现状分析 |
1.4 研究内容框架 |
2 大空间测量场动态测量定位原理与误差分析 |
2.1 ALPS测量定位原理 |
2.2 ALPS动态测量误差机理分析 |
2.2.1 单站激光扇面异步导致的特征角误差 |
2.2.2 多站时间基准异步导致的特征角误差 |
2.3 IMU惯性测量单元原理与选型 |
2.3.1 IMU测量原理 |
2.3.2 IMU器件现状与选型 |
2.4 IMU应用在地理坐标系下的力学编排 |
2.4.1 角速度补偿方程 |
2.4.2 加速度补偿方程 |
2.4.3 四元数姿态方程 |
2.4.4 速度、位置方程 |
本章小结 |
3 ALPS/IMU融合系统的标定技术与定位方法研究 |
3.1 ALPS/IMU融合系统的动态测量定位原理 |
3.2 ALPS单帧数据快速解算方法 |
3.3 ALPS/IMU融合测量的标定技术 |
3.3.1 IMU初始参考选取 |
3.3.2 融合系统坐标系统一 |
3.4 基于离散卡尔曼滤波的数据融合方法 |
3.4.1 卡尔曼滤波器原理 |
3.4.2 融合滤波系统设计 |
3.5 标定与融合定位仿真 |
3.5.1 标定模型仿真 |
3.5.2 轨迹拟合仿真 |
本章小结 |
4 基于ZYNQ的动态定位数据处理硬件平台设计 |
4.1 基于ZYNQ的数据处理硬件电路板卡设计 |
4.1.1 Zynq-7000 So C体系结构简介 |
4.1.2 硬件平台框架设计 |
4.1.3 IP集成与配置 |
4.1.4 硬件设计综合与实现 |
4.2 驱动软件设计 |
4.2.1 光电脉冲数据接口设计 |
4.2.2 BRAM缓存数据与单帧处理 |
4.3 电源管理单元设计 |
4.3.1 Zynq主控电源设计 |
4.3.2 光电接收器供电设计 |
4.3.3 外部设备电源设计 |
4.4 结构设计 |
本章小结 |
5 ALPS/IMU动态测量定位系统性能验证实验 |
5.1 ALPS测量系统部署与初始化 |
5.2 ALPS单帧解算精度与速度性能验证实验 |
5.3 ALPS/IMU融合系统标定实验 |
5.3.1 ALPS/IMU融合系统标定靶标板搭建 |
5.3.2 实验结果分析 |
5.4 融合系统动态测量轨迹拟合实验 |
5.4.1 单轴运动平台的搭建 |
5.4.2 轨迹跟踪结果误差评定 |
本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 课题结论 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间主要研究成果 |
(2)基于数字光栅的构件三维识别研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和研究意义 |
1.2 自动化构件测量系统研究现状 |
1.2.1 自动化构件测量系统 |
1.2.2 激光跟踪仪 |
1.2.3 电子经纬仪 |
1.3 视觉测量系统研究现状 |
1.3.1 双目视觉测量系统 |
1.3.2 单目视觉测量系统 |
1.4 文献综述 |
1.5 主要研究内容 |
第2章 硬件系统搭建与标定 |
2.1 硬件平台的搭建 |
2.1.1 投影仪的选型 |
2.1.2 相机的选型 |
2.1.3 机械夹持架构的搭建 |
2.2 相机标定 |
2.2.1 针孔相机模型 |
2.2.2 相机标定原理 |
2.2.3 相机标定实验 |
2.3 投影仪标定 |
2.3.1 投影仪标定原理 |
2.3.2 投影仪标定步骤 |
2.3.3 投影仪标定实验 |
2.4 本章小结 |
第3章 相位展开与三维建模 |
3.1 OpenCV图像处理原理 |
3.2 相位移原理 |
3.3 空域相位展开算法 |
3.3.1 空间解相位基本原理 |
3.3.2 包裹相位预处理 |
3.3.3 质量引导图生成 |
3.3.4 相位展开 |
3.4 时域相位展开 |
3.4.1 多频外差法原理 |
3.4.2 包裹相位预处理 |
3.4.3 相位条纹级数解算 |
3.5 三维重建 |
3.5.1 三维重建原理 |
3.5.2 三维重建实验 |
3.6 本章小结 |
第4章 点云数据后处理 |
4.1 PCL简介 |
4.2 目标与背景点云分割 |
4.2.1 OTSU算法 |
4.2.2 Kmeans算法 |
4.2.3 基于OTSU的改进Kmeans算法 |
4.2.4 点云分割实验 |
4.3 局部点云配准 |
4.3.1 特征点提取 |
4.3.2 点云粗配准 |
4.3.3 点云精匹配 |
4.3.4 点云配准实验 |
4.4 局部点云曲面重建 |
4.4.1 泊松重建原理 |
4.4.2 泊松算法定义 |
4.4.3 泊松算法实现 |
4.4.4 泊松重建实验 |
4.5 本章小结 |
第5章 软件系统开发 |
5.1 整体系统设计 |
5.1.1 开发环境配置 |
5.1.2 系统整体框图设计 |
5.2 系统模块设计 |
5.2.1 图像采集模块设计 |
5.2.2 标定模块设计 |
5.2.3 人机交互界面设计 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(3)基于滑移率辨识的汽车制动时序视觉检测系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 论文研究的背景及意义 |
1.1.1 论文研究的背景 |
1.1.2 论文研究的意义 |
1.2 半挂汽车列车制动时序的国内外研究现状 |
1.2.1 国外制动时序研究现状 |
1.2.2 国内制动时序研究现状 |
1.3 半挂汽车列车制动时序检测技术的研究现状 |
1.3.1 制动时序国家标准的制定和实施 |
1.3.2 制动时序检测技术国外研究现状 |
1.3.3 制动时序检测技术国内研究现状 |
1.4 立体视觉汽车检测技术的研究现状 |
1.4.1 立体视觉概述 |
1.4.2 立体视觉在汽车检测技术领域的应用和进展 |
1.5 论文的主要研究内容及技术路线 |
1.5.1 主要研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第2章 汽车制动时序检测理论及方案研究 |
2.1 制动时序测量目标的确定 |
2.1.1 滑移率与路面附着系数的关系 |
2.1.2 基于车轮滑移率的制动时序测量目标 |
2.1.3 影响车轮滑移率识别的关键因素 |
2.2 基于视觉测量的车轮滑移率测量模型建立 |
2.2.1 车轮滑移率计算模型 |
2.2.2 圆形标识运动轨迹拟合 |
2.2.3 汽车列车曲线行驶矫正模型 |
2.3 双目立体视觉测量模型 |
2.3.1 平行双目立体视觉测量原理 |
2.3.2 平行双目视觉系统精度分析 |
2.4 制动时序视觉检测系统方案设计 |
2.4.1 制动时序视觉检测系统整体布局 |
2.4.2 制动时序视觉检测系统检测流程 |
2.4.3 制动时序视觉检测系统控制方案 |
2.5 本章小结 |
第3章 制动时序视觉检测系统图像处理算法研究 |
3.1 图像预处理 |
3.1.1 图像对比度增强 |
3.1.2 基于维纳滤波的圆形标识运动模糊复原 |
3.1.3 图像伪中值双边滤波去噪 |
3.1.4 图像拉普拉斯锐化 |
3.2 基于改进Canny算法的圆形标识边缘检测 |
3.2.1 传统Canny边缘检测 |
3.2.2 拓展梯度方向与Otsu自适应阈值的改进Canny算法 |
3.3 基于Hough变换的圆形标识特征提取 |
3.3.1 基于Hough变换的椭圆检测研究进展 |
3.3.2 最小二乘与Hough变换融合的圆形标识特征提取 |
3.4 基于对极几何约束的圆形标识归一化互相关立体匹配 |
3.4.1 立体匹配方法概述 |
3.4.2 对极几何约束 |
3.4.3 基本矩阵和极线方程 |
3.4.4 基于对极几何约束关系的NCC立体匹配算法 |
3.5 圆形标识中心坐标三维重建 |
3.5.1 三维重建模型 |
3.5.2 三维重建过程 |
3.6 本章小结 |
第4章 制动时序视觉检测系统标定与精度检定试验研究 |
4.1 非线性成像模型建立 |
4.1.1 参考坐标系 |
4.1.2 线性成像模型 |
4.1.3 非线性成像模型 |
4.2 视觉检测系统摄像机标定理论及优化 |
4.2.1 张正友平面模板标定法 |
4.2.2 张正友标定法优化理论分析 |
4.2.3 基于PSO-LM组合优化策略的改进张正友标定法 |
4.3 摄像机标定试验及结果对比分析 |
4.3.1 标定试验设备安装及调试 |
4.3.2 标定试验过程及参数误差对比分析 |
4.4 基于车轮动态模拟的视觉系统精度检定试验研究 |
4.4.1 硬件结构组成 |
4.4.2 检定方法及流程 |
4.4.3 动态检定试验及误差分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 汽车制动时序视觉检测系统开发及实车试验 |
5.1 汽车制动时序视觉检测系统结构组成 |
5.1.1 检测系统的硬件部分 |
5.1.2 汽车制动时序检测系统软件设计 |
5.2 汽车制动时序视觉检测系统实车试验研究 |
5.2.1 实车试验目的及试验条件 |
5.2.2 实车试验内容及步骤 |
5.2.3 同一车型重复性试验 |
5.2.4 测量结果标准不确定度评定 |
5.2.5 多种车型普适性试验 |
5.2.6 试验误差因素分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(4)内燃叉车人因舒适性优化研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 减振降噪研究 |
1.2.2 手传振动舒适性研究 |
1.2.3 乘坐舒适性研究 |
1.2.4 声品质研究 |
1.3 本文主要研究内容 |
2.叉车振动噪声试验与分析 |
2.1 传递路径试验 |
2.1.1 传递路径理论 |
2.1.2 传递路径TPA模型 |
2.1.3 传递路径分析 |
2.2 叉车噪声摸底试验 |
2.2.1 噪声测点布置 |
2.2.2 叉车驾驶室噪声源分析 |
2.3 本章小结 |
3.叉车方向盘手传振动舒适性研究 |
3.1 手传振动人因舒适性概述 |
3.2 方向盘振动优化 |
3.2.1 约束模态试验结果 |
3.2.2 约束模态仿真结果 |
3.2.3 方向盘结构优化及验证 |
3.3 方向盘振动舒适性评价 |
3.4 本章小结 |
4.叉车乘坐舒适性研究 |
4.1 乘坐舒适性概述 |
4.2 座椅振动优化 |
4.2.1 动力总成悬置系统建模与分析 |
4.2.2 动力总成悬置系统解耦率优化 |
4.2.3 动力总成悬置优化验证 |
4.3 乘坐舒适性评价 |
4.4 本章小结 |
5.叉车驾驶室噪声优化研究 |
5.1 声强试验 |
5.1.1 声强法测试原理 |
5.1.2 声强试验与分析 |
5.2 驾驶室噪声控制优化 |
5.3 驾驶室噪声声品质研究 |
5.3.1 声品质客观评价参数 |
5.3.2 驾驶室噪声声品质评价 |
5.4 本章小结 |
6.全文总结及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 攻读硕士学位期间的研究成果 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)三维激光扫描技术在地铁隧道监测中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 三维激光扫描技术的研究现状 |
1.3 三维激光扫描在隧道监测中的优势和应用 |
1.4 论文研究内容 |
第二章 三维激光扫描仪的工作原理及点云数据 |
2.1 三维激光扫描系统原理 |
2.2 移动式激光扫描隧道检测系统 |
2.2.1 Amberg GRP5000 隧道检测系统 |
2.2.2 Amberg GRP5000 扫描模式 |
2.2.3 Amberg GRP5000 的主要功能 |
2.3 三维激光点云数据 |
2.3.1 点云数据特点 |
2.3.2 三维激光点云数据的精度分析 |
2.3.3 三维激光扫描误差分类 |
2.4 本章小结 |
第三章 三维激光点云数据的处理方法 |
3.1 点云数据压缩 |
3.1.1 改进的数据压缩方法 |
3.1.2 基于点云的曲率压缩算法 |
3.1.3 基于网格的点云压缩法 |
3.2 点云数据配准 |
3.2.1 基础点云数据配准法 |
3.2.2 改进的点云数据配准算法 |
3.3 点云数据去噪 |
3.3.1 维纳滤波算法 |
3.3.2 双边滤波算法 |
3.3.3 随机采样一致性(Random Sample Consensus,RANSAC)算法 |
3.4 本章小结 |
第四章 隧道点云数据的获取与处理 |
4.1 获取隧道点云数据 |
4.2 隧道点云数据坐标基准转换 |
4.3 隧道点云数据断面提取 |
4.4 隧道点云数据去噪与曲线拟合 |
4.4.1 随机采样一致性(RANSAC)去噪 |
4.4.2 最小二乘法椭圆拟合 |
第五章 地铁隧道激光点云数据的分析与应用 |
5.1 隧道断面变形分析 |
5.1.1 隧道断面径向收敛分析 |
5.1.2 隧道断面半径差值分析 |
5.1.3 隧道 3D 断面分析 |
5.2 隧道椭圆度分析 |
5.3 隧道管片错台分析 |
5.3.1 管片错台的原因及影响 |
5.3.2 管片错台纵向差值分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结 |
6.1 结论 |
6.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A |
(6)基于LabVIEW的波浪能量采集控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 波浪能发电技术和国内外研究现状 |
1.2.1 波浪能发电技术 |
1.2.2 波浪能发电技术的国内外研究现状 |
1.3 波浪能量测控系统的国内外研究现状 |
1.4 虚拟仪器介绍 |
1.4.1 虚拟仪器的概念 |
1.4.2 虚拟仪器的发展历史 |
1.5 本论文的主要研究内容及章节安排 |
第二章 测控系统的需求分析和系统总体设计 |
2.1 需求分析 |
2.2 系统总体结构设计 |
2.3 系统的硬件配置 |
2.3.1 加速度传感器浮标 |
2.3.2 霍尔电流传感器 |
2.3.3 信号调理电路 |
2.3.4 NI CompactRIO嵌入式系统 |
2.4 多浮筒直驱式波浪能采集装置的结构 |
2.5 基于PWM的电流控制电路 |
2.6 本章小结 |
第三章 波浪能量采集控制系统相关理论研究 |
3.1 多浮筒直驱式波浪能量采集装置的数学模型 |
3.1.1 多浮筒直驱式波浪能量采集装置的动力学模型 |
3.1.2 直线电机换能结构的电磁学模型 |
3.2 直驱式波浪能发电系统的最大功率控制对比分析 |
3.2.1 幅值控制策略 |
3.2.2 幅值相位控制策略 |
3.2.3 闭锁控制策略 |
3.3 模糊PID控制算法 |
3.3.1 PID控制 |
3.3.2 模糊控制 |
3.3.3 模糊PID控制算法 |
3.4 本章小结 |
第四章 系统软件设计及算法实现 |
4.1 系统软件结构设计框图 |
4.2 系统软件平台介绍 |
4.2.1 系统开发环境介绍 |
4.2.2 LabVIEW软件平台介绍 |
4.2.3 CompactRIO系统开发流程介绍 |
4.3 系统软件设计 |
4.3.1 FPGA端程序设计 |
4.3.2 RT端程序设计 |
4.3.3 Host端程序设计 |
4.3.4 数据存储与数据回放 |
4.4 加速度传感器浮标的解算 |
4.5 基于模糊PID控制算法的PWM电流控制策略 |
4.6 本章小结 |
第五章 波浪能采集控制系统的实验与分析 |
5.1 加速度传感器浮标测波实验 |
5.2 基于模糊PID控制算法的PWM电流控制实验 |
5.2.1 实验平台 |
5.2.2 实验结果与分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(7)基于激光多普勒技术的三维扫描测振研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 三维扫描基本原理 |
2 三维扫描工作步骤 |
3 实验过程及结果 |
4 结论 |
(8)完善力学计量基标准体系 进一步夯实国家质量基础 “复杂与极端环境中力学计量基标准体系关键技术研究”项目获“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项支持(论文提纲范文)
一、项目目标 |
二、项目研究内容 |
1. 多分量力与扭矩校准装置关键技术研究 |
2. 多分量直线和旋转振动计量标准装置 |
3. 复杂现场环境便携式振动标准装置的研制 |
4. 复杂环境中多目标运动与质量参数计量技术研究 |
三、项目的效益及应用展望 |
(9)多测头数据融合与协作测量中的关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外相关技术研究现状 |
1.2.1 复合式坐标测量机 |
1.2.2 激光传感器光轴垂直度误差测量 |
1.2.3 坐标测量机的Z轴垂直度误差测量 |
1.2.4 远心成像系统的参数标定 |
1.3 课题研究内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 激光传感器光轴垂直度误差测量方法 |
2.1 激光光轴的垂直度误差 |
2.2 测量模型与原理 |
2.3 实验与分析 |
2.3.1 测量结果 |
2.3.2 可行性验证 |
2.3.3 重复性验证 |
2.3.4 精度参数验证实验 |
2.3.5 仿真模拟分析 |
2.4 讨论 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于影像测量的坐标测量机Z轴垂直度误差测量方法 |
3.1 坐标测量机的Z轴垂直度误差 |
3.2 基于影像测量的Z轴垂直度误差测量原理 |
3.3 可行性验证方法 |
3.4 实验与分析 |
3.4.1 激光束调平实验与分析 |
3.4.2 Z轴垂直度误差测量实验与分析 |
3.4.3 可行性验证实验 |
3.5 本章小结 |
第四章 小视场远心成像系统的参数标定方法 |
4.1 远心透镜的光学模型 |
4.2 远心系统的成像模型 |
4.3 远心系统的参数标定原理 |
4.4 实验与分析 |
4.4.1 标定板图像采集与预处理 |
4.4.2 求解内参矩阵和畸变系数 |
4.4.3 反投影验证标定精度 |
4.4.4 分析与讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 激光传感器光轴垂直度误差测量 |
5.2 基于影像测量的坐标测量机Z轴垂直度误差测量 |
5.3 小视场远心成像系统的参数标定 |
附录 |
附录A 工作台读数s与线纹尺刻度L对比 |
附录B 激光传感器测量量块表面高度差 |
附录C 轴向定位误差校准结果 |
附录D 对角线法校准三轴间垂直度误差结果 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(10)基于机器视觉的轨道检测系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究背景及意义 |
1.3 轨距检测系统的国内外研究现状 |
1.3.1 国外轨检车研究现状 |
1.3.2 国内轨检车研究现状介绍 |
1.3.3 国内外架构式轨道检测系统研究现状 |
1.4 系统实现方法比较 |
1.5 课题研究内容与文章内容安排 |
2 系统总体方案设计 |
2.1 系统需求分析 |
2.1.1 用户需求分析 |
2.1.2 系统功能介绍 |
2.2 系统检测方案设计 |
2.2.1 机器视觉原理及视觉系统构成 |
2.2.2 视觉传感器标定方法 |
2.2.3 多传感器数据融合方法 |
2.3 系统总体框架设计 |
2.4 系统硬件参数选型指标 |
3 轨道单像素轮廓提取图像处理算法研究 |
3.1 灰度变换 |
3.2 滤波处理 |
3.2.1 中值滤波器 |
3.2.2 高斯滤波器 |
3.3 图像分割 |
3.4 形态学变换及其优化过程 |
3.4.1 行程编码定义 |
3.4.2 形态学膨胀定义 |
3.4.3 基于行程编码的形态学膨胀优化过程 |
3.4.4 优化结果分析与算法实现 |
3.5 轨道轮廓中心线提取 |
4 视觉传感器标定与车体振动影响分析 |
4.1 三坐标系转换关系 |
4.1.1 理想视觉传感器模型 |
4.1.2 三坐标系代数转换关系 |
4.2 车体振动影响分析 |
4.2.1 车体水平、垂直振动影响分析 |
4.2.2 车体回转角姿态变化影响分析 |
4.2.3 车体俯仰角姿态变化影响分析 |
4.2.4 车体偏转角姿态变化影响分析 |
4.2.5 多振动状态轨距修正计算 |
5 实验室验证系统实现 |
5.1 系统硬件实现 |
5.1.1 视觉集成 |
5.1.2 惯性集成 |
5.2 系统软件实现 |
5.2.1 图像处理模块 |
5.2.2 惯性传感器信号处理模块 |
5.2.3 数据存储与超限判别模块 |
5.2.4 人机交互模块 |
6 实验与数据分析 |
6.1 视觉传感器非线性畸变标定试验 |
6.2 车体水平、垂直振动仿真实验 |
6.2.1 无振动位移实验 |
6.2.2 垂直振动位移实验 |
6.2.3 水平振动位移实验 |
6.2.4 倾角振动实验 |
6.3 图像处理速度测试试验 |
6.3.1 图像处理算法分步统计试验 |
6.3.2 行程编码优化算法统计试验 |
6.4 系统误差测试试验 |
6.4.1 车体振动影响分析试验 |
6.4.2 系统测量误差试验 |
6.4.3 系统最大不确定度试验 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 视觉传感器非线性畸变修正数据 |
攻读学位期间的研究成果 |
四、三轴向非接触型视觉测量仪(论文参考文献)
- [1]激光扫描式大空间测量场动态测量定位技术研究[D]. 雍晟晖. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]基于数字光栅的构件三维识别研究[D]. 何睿. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]基于滑移率辨识的汽车制动时序视觉检测系统研究[D]. 吴岛. 吉林大学, 2020(08)
- [4]内燃叉车人因舒适性优化研究[D]. 万波. 浙江大学, 2020(08)
- [5]三维激光扫描技术在地铁隧道监测中的应用研究[D]. 王倩. 昆明理工大学, 2019(04)
- [6]基于LabVIEW的波浪能量采集控制系统研究[D]. 任思敏. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [7]基于激光多普勒技术的三维扫描测振研究[J]. 宋耀东,杨兴,刘志方,刘红魏,宋云峰. 机械工程师, 2018(04)
- [8]完善力学计量基标准体系 进一步夯实国家质量基础 “复杂与极端环境中力学计量基标准体系关键技术研究”项目获“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项支持[J]. 杨平,胡刚. 中国计量, 2017(11)
- [9]多测头数据融合与协作测量中的关键技术研究[D]. 王祎雯. 天津大学, 2017(04)
- [10]基于机器视觉的轨道检测系统研究[D]. 康飞. 兰州交通大学, 2014(03)