摘要：设计并实现了一种融合线结构光、立体视觉以及数据处理的实物数字化系统。以自定位方式取代传统的机械结构解决测量装置位姿确定问题,进而实现多视角测量数据拼合。系统的测量装置由结构光子系统和立体视觉子系统2部分组成,结构光子系统负责实时重构单视角测量数据,而立体视觉子系统负责实时对齐融合多视角测量数据。由于系统的自定位特性,在测量过程中工件可以任意移动而不影响数据多视角数据融合结果。实验结果表明,该实物数字化系统测头定位精度优于0.05 mm,而整体扫描精度优于0.12 mm,扫描速度为10 000点/秒,能够应用于工业现场进行复杂工件及模型、模具表面数据检测及模型重构。

摘要：为了能够快速地从高密度散乱点云生成三角形网格曲面,提出一种针对散乱点云的曲面重建算法.首先通过逐层外扩建立原始点云的近似网格曲面,然后对近似网格曲面进行二次剖分生成最终的精确曲面;为了能够处理噪声点云,在剖分过程中所有网格曲面顶点都通过层次B样条进行了优化.相比于其他曲面重建方法,该算法剖分速度快,且能够保证点云到所生成的三角网格曲面的距离小于预先设定容限.实验结果表明,文中算法能够有效地实现高密度散乱点云的三角剖分,且其剖分速度较已有算法有大幅提高.

摘要：为了快速获取牙齿模型的数字型面信息,提出一种基于三轴联动平台的数字化牙模激光扫描系统.该系统基于光机电一体化技术和三维数据处理技术实现了牙齿模型三维型面信息提取和牙齿模型的造型设计.系统由线结构光视觉传感器、三轴联动平台、电气控制系统、主控计算机及上位机软件组成.通过线结构光视觉传感器和三轴联动平台的协调控制实现牙齿模型的无缝数据获取.实验结果表明,该数字化牙模激光扫描系统的测量精度可达0.182mm,速度为8 000点/s.该系统扫描速度快、测量精度较高、操作灵活方便,可以满足牙模三维型面数据采集的要求.

摘要：针对分拣系统中散乱堆叠的圆形工件检测和位姿估计问题,设计了基于椭圆检测的双目立体视觉小型工件分拣系统。使用LSD算法提取圆弧支撑线段,经筛选和连接组合后,采用改进的椭圆最小二乘拟合方法直接计算出初始椭圆;对初始椭圆进行层次聚类并筛选,完成椭圆识别。提取特征点,再根据Rosin近似距离筛选角点对左右目椭圆进行匹配并进行三维重建,根据随机抽样一致算法进行平面拟合,并提取圆形工件位姿。根据此结果应用Robot Studio控制机械臂移动和分拣工件。经测试和实验证明,该分拣系统能够迅速和准确地识别工件,完成自动分拣,在工件散乱堆叠的情况下,准确度较传统模板匹配方法大大提高。

摘要：为了实现红外焦平面数字化输出,设计了一种带片上模数转换的焦平面读出电路,包括一个8×1的读出电路单元阵列和一个基于逐次逼近算法的10位模数转换器。单元读出电路采用了电容反馈负阻抗放大器结构作为输入级,输出的信号经采样保持后通过多路传输送到模数转换器。设计的逐次逼近型的模数转换器中的比较器采用的是两级开环结构,数模转换器采用的是高位电荷缩放低位电压缩放型的结构。在Cadence全定制设计平台下,采用0.6μm双多晶硅、双金属层的CMOS工艺模型对电路进行了仿真和版图设计。整个读出电路采用5V电压供电,20kHz的采样输出时仿真平均功耗约为5mW。

摘要：基于飞机着陆和滑行过程中,飞机起落架中磁流变阻尼器的阻尼力的不可控的问题。提出基于磁流变液的飞机起落架嵌入式缓冲控制器设计方法,设计了针对控制磁流变阻尼器阻尼力的缓冲控制系统,主要包括嵌入式数字信号处理器DSP的选择,控制系统的原理设计,电源产生电路和复位电路模块,JTAG仿真电路模块,A/D采样校正模块,D/A转换模块,压控电流源驱动模块。通过电路模块的仿真,由控制系统中压控电流源出来的电流在阻尼器接受范围之内,证明了设计的磁流变缓冲控制器能对阻尼力的大小进行控制,对飞机起落架的缓冲系统起到调节作用。

摘要：单目视觉在工业机器人物料抓取中的应用越来越广泛,为了加快基于单目视觉的工业机器人物料抓取系统的投产速度,降低标定误差,提高机器人的作业精度,文中针对眼在手外系统,提出一种新型的标定方法。首先引入自制的标靶并建立标靶坐标系,通过矩阵关系求取机器人世界坐标系与标靶坐标系的关系;然后利用插值线性法求取图像坐标系与标靶坐标系的关系,以获得工业机器人与摄像机之间的映射关系,完成机器人视觉系统的手眼关系标定。实验结果表明:新型手眼标定方法操作简单、标定操作时间短、在线动态抓取误差较小,标定误差可控制在3 mm以内,具有一定的行业应用意义与经济价值。

摘要：为测量发动机矢量喷管的运动姿态及运动参数,在双目视觉测量的基础上,将多个双目视觉单元间的数据进行拼接和融合。为提高双目视觉测量单元间的拼接精度,提出一种随机法和穷举法相结合的拼接算法,并给出了算法的理论推导过程和仿真实验结果数据。实验结果表明:本文算法具有不添加损失函数进行约束的优点,可以很好地解决稀疏公共点数据拼接困难的问题,且具有很高的测量精度,这对于发动机设计和研发具有重要的理论意义和实用价值。