检索结果-南通市图书馆

作者：查安飞南京航空航天大学

学位级别：硕士

经济的发展推动着生活水平的进步,品质优先逐渐成为人们的追求,产品质量把控也日益严格。目前,大部分洗衣机的外观质量检测依旧采用落后的人工目视方式,检测的准确性和一致性均不能适应生产力发展的需求,也难以切合高质高效的生产理念... 详细信息

经济的发展推动着生活水平的进步,品质优先逐渐成为人们的追求,产品质量把控也日益严格。目前,大部分洗衣机的外观质量检测依旧采用落后的人工目视方式,检测的准确性和一致性均不能适应生产力发展的需求,也难以切合高质高效的生产理念。漏检在人工检测中难以避免,一旦具有外观瑕疵的产品流入市场,将会引发客户退货与投诉。不仅会造成企业的经济损失,还会损害品牌声誉。在工业转型升级如火如荼的今天,检测精度和效率上的卓越表现给机器视觉带来了广阔的施展空间,字符识别、目标追踪、尺寸测量、缺陷检测等领域都能看见它的应用踪迹。针对洗衣机表面质量的检测需求,本文搭建了基于机器视觉的在线检测系统,对相关技术开展了深入的研究,主要研究内容如下:根据检测需求设计系统的软件和硬件架构,结合所设定技术指标完成元器件的选型、传感器的布置、硬件平台的搭建和软件系统的模块划分,并对系统的工作流程进行规划。在分析图像光照特性的基础上,提出了一种结合二次滤波和背景差分的图像分割算法,二次滤波有效消除了图像中的背景噪声,背景差分和动态阈值分割实现了光照不均匀条件下二值图像的获取,其中基于双边滤波的图像平滑算法准确提取了背景。针对复杂图案下洗衣机控制面板表面缺陷的检测问题,提出了一种结合轮廓边缘和字符特征点的图像配准算法,实现了待检测图像与标准模板之间的对齐,其中基于灰度波动曲线特征面积的图像分割算法完成了低对比度下把手、屏幕等目标轮廓的提取。实现了洗衣机表面字符信息的提取与比对,通过特征轮廓或先验知识设定型号、商标ROI,选取合适的OCR引擎识别字符信息,赋予检测算法一定的容错性减少可能出现的误判。设计了一种洗衣机装配缝隙检测算法,在阈值分割、缝隙定位后获取缝隙ROI图像,采用最小二乘法拟合缝隙边缘,利用线结构光传感器进行实时标定,最后根据标定结果计算缝隙物理尺寸。设计了一种洗衣机装配阶差检测算法,通过缝隙位置获取光条ROI图像,在阈值分割、中心线提取后,寻找缝隙两侧的特征点,利用标定结果将二维坐标转换为三维坐标并计算阶差。完成软件系统的开发,实现了各软件功能模块,包括图像处理,历史数据管理与显示、数据统计与分析、检测结果实时显示、系统调试等功能。最后对系统的性能进行了测试,并对测试结果进行了分析。试验结果表明:系统在前封门、箱体上的划痕检出率为84.8%,控制面板划痕检出率为87.5%,商标及型号检测误检率为0.5%,缝隙宽度检测绝对误差为0.124mm,缝隙均匀度检测绝对误差为0.23mm,阶差尺寸检测绝对误差为0.170mm,洗衣机检测误报警率为0.5%,检测时间为9.5s,满足系统的检测需求。

关键词：机器视觉划伤检测缝隙检测阶差检测图像分割图像配准

基于深度学习的复材表面质量视觉检测系统研究

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基于深度学习的复材表面质量视觉检测系统研究

作者：朱华煜南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,随着航空材料的节能减重,高性能的复合材料已广泛用于飞机蒙皮,如雷达天线罩、无线电天线罩、副翼、部分机翼、平尾和垂尾。飞机蒙皮用的复合材料大部分为环氧碳纤维类复合材料,能够耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀,沿纤维... 详细信息

近年来,随着航空材料的节能减重,高性能的复合材料已广泛用于飞机蒙皮,如雷达天线罩、无线电天线罩、副翼、部分机翼、平尾和垂尾。飞机蒙皮用的复合材料大部分为环氧碳纤维类复合材料,能够耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀,沿纤维轴方向呈现出很高的强度。复合材料凭借其相对密度小、刚性好、强度高的优势,在飞机结构材料中取得了越来越广泛的应用。本文的研究对象为一系列尺寸、外形不一的飞机复材蒙皮零件,旨在检测出零件表面的缺陷,并标记缺陷类型与缺陷位置。论文基于视觉检测与深度学习,以机械手为运动控制模块,搭建了一套复材蒙皮零件表面质量检测试验平台,同时开发了与复材表面质量检测硬件系统相配套的检测系统软件。为提高检测效率,使用机械手搭载四套工业相机与光源拍摄复材表面图像,采用激光测距传感器配合机械手对有弧面的复材蒙皮零件进行拍摄距离自适应调节,使用YOLOv5深度学习目标检测方法进行图像处理。在检测过程中,检测信息在上位机可以实时显示,最后将检测结果保存至缺陷统计数据库。在课题的研究过程中,论文研究的主要内容如下:分析复材蒙皮零件的检测需求,完成视觉检测系统的总体方案设计。其中,复材表面质量视觉检测系统的硬件模块包括机器人及驱动模块、图像采集模块、激光测距模块、光源模块四个部分,在此基础上分析了软件模块的系统需求,并对整个复材表面质量检测系统软件的架构和各个模块进行详细设计。基于ABB IRB1200机械手,学习了机械手末端执行器姿态的欧拉角与四元数表示的转化关系,建立了基于TCP协议的机械手与上位机socket通讯模型,实现了上位机对机械手的运动控制。然后结合激光测距传感器,实现了机械手运动路径规划算法以及自适应距离控制算法。最后介绍了相机成像模型与畸变模型、手眼系统模型,完成了相机参数标定试验、手眼标定试验、机械手控制试验。完成了复材蒙皮零件表面图像缺陷检测算法。先对复材蒙皮零件表面图像选择合适的图像预处理算法,然后从传统视觉检测方法,尝试对复材表面纹理进行识别与提取以突显出复材表面缺陷,发现传统视觉检测算法难以对复材表面缺陷进行高精度提取和分类。接着从深度学习目标检测算法入手,搭建YOLO深度学习算法框架,构建复材表面缺陷数据集对模型进行训练,对比了YOLO系列不同算法的试验结果。最终使用YOLOv5模型对复材缺陷数据集进行训练,在IOU阈值为0.5时m AP达到0.978,检测效率达到32FPS,训练结果可以应用于实际复材蒙皮零件检测。以模块化的思想,集成复材蒙皮零件表面质量检测系统软件,在上位机搭建了复材蒙皮零件检测软件系统,将机械手的运动控制算法、激光测距传感器的使用、工业相机的软件触发与图像传输、图像缺陷检测模块、复材型号与缺陷统计数据库都集成在检测界面,最终完成整个检测流程试验,检测准确度达到96.35%,满足复材表面质量检测的要求。

关键词：复材蒙皮视觉检测 YOLO 目标检测机械手

内花键-伞齿轮复合齿轮轴同轴度测量系统研究

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内花键-伞齿轮复合齿轮轴同轴度测量系统研究

作者：柴众南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着光学测量技术的发展,许多基于光学原理的测量方法逐渐应用到了零件的几何公差检测中,特别是对于复杂形貌的零件。本文以内花键-伞齿轮复合齿轮轴为测量对象,分析其结构特点发现其形貌复杂,属于孔-轴之间的同轴度误差,并且内花键小... 详细信息

随着光学测量技术的发展,许多基于光学原理的测量方法逐渐应用到了零件的几何公差检测中,特别是对于复杂形貌的零件。本文以内花键-伞齿轮复合齿轮轴为测量对象,分析其结构特点发现其形貌复杂,属于孔-轴之间的同轴度误差,并且内花键小径较小。通过研究国内外相关测量案例,发现现有的接触式测量方法测量精度低,而大型的三坐标测量仪存在效率低的缺点。因此本文提出了非接触式光学测量方法,以光谱共焦传感器和激光位移传感器为核心,通过驱动被测零件旋转,获取其空间轮廓信息。在同轴度评定的各环节进行多步数据处理,得到零件的伞齿轮相对于内花键的同轴度误差。本文的主要研究成果如下:(1)根据测量需求,结合待测零件的结构特点,设计了同轴度测量系统的总体方案,阐述了本方案的测量原理。根据测量系统的总体方案,设计并搭建了测量系统的硬件平台,包括传感与测量模块、驱动与控制模块和夹持与定位模块。并且开发了相应的测量软件,包括上位机软件和下位机软件,下位机软件负责实现运动控制与数据采集,上位机软件用于测量控制与过程显示。(2)建立了光谱共焦传感器和激光位移传感器的标定模型来解决传感器安装误差的问题。对于两个传感器获得的内花键和伞齿轮的截面轮廓数据,本文提出了以“定步长扩展”的方式筛选得到伞齿轮的齿顶数据和内花键的小径数据;在此基础上,对比分析常用的四种中心拟合算法,采用最小二乘法拟合伞齿轮和内花键截面轮廓的中心点;根据得到的多个内花键测量截面的中心点使用最小二乘法拟合得到基准轴线;依据同轴度误差评定的最小包容区域准则,结合基准轴线和伞齿轮的中心点计算待测零件的伞齿轮相对于内花键的同轴度误差。(3)对本测量系统展开了测量试验,首先进行系统标定试验,并将标定的结果补偿到后续的测量中去。对伞齿轮、内花键、外轴、内孔等四个零件部位进行截面中心测量试验,检验测量系统单截面中心拟合的重复性精度。之后进行同轴度测量试验,10组测量结果的极差为0.085mm,具有较好的重复性。最后使用三坐标测量臂与该测量系统测量同一零件并将两组测量结果进行对比,测量系统的测量结果与测量臂之间的误差不超过7%,表明本测量系统具有较好的精度。(4)分析测量系统的误差来源。对测量系统的参数指标量化,内花键的测量半径范围为3.287-6.194mm,伞齿轮的测量半径为13.214～62.906mm。同轴度测量精度为0.09mm,系统的不确定度为0.064mm。

关键词：孔-轴同轴度光学测量方法光谱共焦传感器激光位移传感器最小二乘法

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机翼对零位双耳片中心孔距离测量系统研究

机翼对零位双耳片中心孔距离测量系统研究

作者：叶志斌南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着现代测试技术的更新与发展,狭小空间距离测量已不再局限于接触式测量,非接触测量方法得到了广泛的应用。本文以某型战斗机机翼对零位双耳片中心孔为测量对象,为实现机翼调整零位后作动器一次性调整后安装,需要测出双耳孔中心轴线距... 详细信息

随着现代测试技术的更新与发展,狭小空间距离测量已不再局限于接触式测量,非接触测量方法得到了广泛的应用。本文以某型战斗机机翼对零位双耳片中心孔为测量对象,为实现机翼调整零位后作动器一次性调整后安装,需要测出双耳孔中心轴线距离。通过分析国内外的研究成果,对比现有的距离测量方法的优缺点,本文提出基于空间三角法,结合激光测距技术,以激光位移传感器与旋转编码器为核心的非接触式狭小空间点距离测量方法,并针对性设计靶球座,以激光打标靶球中心实现狭小空间双耳孔的距离测量。主要研究内容如下:根据测量技术指标,结合双耳孔结构特征,提出了双耳片中心孔距离测量系统的总体方案。设计并搭建了测量系统硬件平台,包括激光位移传感器、旋转角度编码器的选型及其相关连接件的设计,升降台、平移台、旋转台组合的五自由度控制与调节平台设计,粗对位阻尼器的连接与设计,精对位微位移滑块结构设计,以及锥形靶球结构设计。根据硬件结构,搭建了上下位机的通讯与测量软件平台。下位机软件通过SSI协议采集旋转编码器输出的绝对角度位置,采用基于距离和密度离群点算法剔除编码器无效数据,并通过串口实现上下位机通信。上位机软件通过多线程实现传感器数据处理和主页面控制功能,主要负责人机交互与数据存储。分析测试系统的测量误差,利用高精度六关节绝对测量臂,对开发的测试系统进行标定,并进行误差补偿,实现较高精度测量结果。结合测量臂,标定出激光位移传感器计算起始点;利用空间最小二乘法计算得到测量系统本身的固定长度;结合二维PSD获取激光打标点,计算激光发射直线与连杆中心轴线偏角;横向对比几种角度标定方法,选择空间坐标法获取旋转编码器输出的绝对角度,并通过误差修正,根据拟合的曲线获取变化的初始绝对角度值,对测量值进行误差补偿,以提高测量精度;通过半径补偿和长度补偿,消除了靶球中心与耳孔中心位置的系统误差,测量得到最终的双耳孔中心距。制定双耳孔距离测量方案与测量流程,模拟双耳孔位在机翼上的不同位姿,进行测量试验。以测量臂测量结果为真值,分别进行10组平行姿态以及不同角度差双耳孔测距试验。采用高斯曲线拟合测量系统的绝对角度差,试验结果表明系统测量最大绝对误差为0.047mm。利用激光打标二维PSD分别进行动态和静态稳定性试验,使用卡尔曼滤波算法处理PSD输出数据,验证该测量系统具有良好的稳定性。试验结果表明,系统测量精度为0.04mm,重复性为0.02mm,满足测量系统技术指标。本文的测量方法能实现机翼对零位双耳孔中心距离的快速准确测量,作动器经过一次性调校后完成安装。

关键词：双耳孔非接触式测量激光位移传感器旋转编码器靶球最小二乘法

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安全座椅底座空间尺度关系视觉检测技术研究

安全座椅底座空间尺度关系视觉检测技术研究

作者：李阳南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着家庭汽车的普及,儿童乘车安全问题日益凸显,汽车配件、母婴用品等行业对安全座椅产品质量提出更加严格的标准,儿童乘车安全评价标准被纳入C-NCAP评价体系。目前安全座椅产品多为人工检测,通过试装检验安全座椅的空间几何关系,检测... 详细信息

随着家庭汽车的普及,儿童乘车安全问题日益凸显,汽车配件、母婴用品等行业对安全座椅产品质量提出更加严格的标准,儿童乘车安全评价标准被纳入C-NCAP评价体系。目前安全座椅产品多为人工检测,通过试装检验安全座椅的空间几何关系,检测效率低,费时费力。本文以安全座椅底座为研究对象,针对安全座椅空间尺度关系的测量需求,设计并搭建了一种安全座椅底座空间尺度关系视觉检测系统,利用图像处理技术实现了安全座椅底座上的腰形槽与弧形槽之间的空间尺度关系测量。论文研究的安全座椅底座是塑料件,不同于金属件,没有准确的定位基准。在分析底座零件的结构特征后,确定以腰形槽为测量基准,建立相互关联的测量坐标系。通过单目相机获取腰形槽图像,经轮廓面积筛选、长宽比阈值过滤提取腰形槽轮廓,然后对腰形槽轮廓进行尺寸量分析,计算腰形槽中心、长度和宽度信息。通过双目相机获取弧形槽图像,提出了多约束条件的SURF特征匹配策略进行弧形槽图像匹配,然后利用渐入渐出法融合得到完整的弧形槽图像,提出基于曲率尺度空间的角点检测方法精确提取弧形槽轮廓的角点,利用角点分割弧形槽各弧段,采用最小二乘法得到各弧段拟合参数。通过标定视觉测量系统,计算腰形槽、弧形槽的轮廓尺寸参数和空间倾斜度参数,利用焦平面投影关系计算轮廓点的三维坐标,生成三维点云,对腰形槽、弧形槽的轮廓进行三维重建。结果表明,腰形槽宽度测量相对误差为2.7%,长度测量相对误差为2.1%,弧形槽宽度测量相对误差为0.7%,空间位置矢量的方向夹角误差小于2°。最后,对系统进行了精度与误差分析,系统总体测量误差为0.299mm,满足安全座椅底座技术指标给出的0.5mm精度要求。

关键词：安全座椅空间尺度关系视觉检测图像拼接三维重建

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基于模糊控制的折叠翼无人飞行器初步研究

基于模糊控制的折叠翼无人飞行器初步研究

作者：王代武南京航空航天大学

学位级别：硕士

小型无人直升机具备垂直起降、悬停、巡航以及快速转变航向等特点,本文在此基础上提出了一种新型的折叠翼无人飞行器(Deformable-Unmanned Aerial Vehicle),该飞行器既有旋翼系统,又可以安装火箭发动机;平时可以跟直升机一样悬停、前飞... 详细信息

小型无人直升机具备垂直起降、悬停、巡航以及快速转变航向等特点,本文在此基础上提出了一种新型的折叠翼无人飞行器(Deformable-Unmanned Aerial Vehicle),该飞行器既有旋翼系统,又可以安装火箭发动机;平时可以跟直升机一样悬停、前飞,也可以收起旋翼,开启火箭发动机,切换到快速飞行模式;本文主要内容是针对提出的D-UAV进行基础研究,旨在完成第一个功能,即完成类似直升机悬停、前飞等功能,不包含切换飞行模式功能的实现。利用流体计算软件Prop Calc获得了D-UAV旋翼拉力与旋翼直径、主轴转速以及桨叶角之间的数学关系,并以此为依据指导后续的结构设计和元器件选型;在设计的结构基础上,参考已有的无人机飞行方程,建立D-UAV的飞行力学方程;根据D-UAV的飞行功能设计了相关的飞行控制器硬件系统;设计了D-UAV悬停状态下的模糊控制器,并用Matlab仿真了D-UAV点到点飞行的PID控制和悬停状态下的模糊控制;后期进行了地面信号调试试验,包括电机转速调试和陀螺仪信号传输等内容,在此基础上实现了D-UAV的悬停、偏航等动作,并对悬停状态和偏航状态的参数信息做了相应的分析。D-UAV的结构设计和模糊控制器的设计是文章的核心内容,从仿真结果来看,控制器的效果较好,鲁棒性强,但要实现真正意义上的飞行,还需后续的深入研究。

关键词： D-UAV 结构设计飞行控制模糊控制飞行试验

基于磁光效应的溶液典型特性参数测量系统研究

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基于磁光效应的溶液典型特性参数测量系统研究

作者：龚新宇南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着磁光学的发展和激光技术的进步,国内外专家学者开始研究磁光效应在各种测量领域上的应用。法拉第磁光效应是发现最早、应用最广泛的一种磁光效应,常见的基于此原理的设备有磁光调制器、磁光隔离器等。本文以国家自然科学基金为依托... 详细信息

随着磁光学的发展和激光技术的进步,国内外专家学者开始研究磁光效应在各种测量领域上的应用。法拉第磁光效应是发现最早、应用最广泛的一种磁光效应,常见的基于此原理的设备有磁光调制器、磁光隔离器等。本文以国家自然科学基金为依托,针对旋光仪只能测量手性物质的缺陷,结合国内外学者在磁光效应测试领域的研究经验,利用磁场使一般溶液具备旋光性,由此提出基于磁光效应的溶液浓度等特性参数测量研究,设计了通电螺线管和钕铁硼永磁体两种磁场产生方式,在多种场源和多种磁感应强度的磁场下,使用波长632.8nm的氦氖激光器在20-24℃温度范围对多种溶液的磁光效应进行实际测试。主要成果和结论如下:利用ANSYS有限元软件,分析了不同空间排列方式对永磁体磁场的影响,分析了不同电流对螺线管磁场的影响。创新性地设计了两种钕铁硼永磁体空间排列、调整装置,永磁体相比通电螺线管没有热效应,且能获得更强的磁场环境。实测结果显示螺线管内部平均磁感应强度调节范围为0至109.0mT,永磁体环形对称排列方式内部平均磁感应强度范围为99.3至144.3mT,永磁体水平对称排列方式内部平均磁感应强度范围为117.8至137.3mT。搭建了试验软硬件平台,利用化学仪器和纯度为分析纯的化学试剂配制了不同浓度的氯化钠、葡萄糖、氢氧化钠、盐酸溶液。对每种溶液在不同场源,不同大小的磁场下进行多次测量。随后对测得的数据进行拟合分析,给出溶液旋光角与浓度、酸碱性、磁感应强度之间的量化关系,并对数据误差进行分析,给出了误差原因。利用标定的关系曲线,可通过测量溶液旋光角来检测溶液的浓度和pH值。试验发现旋光角与浓度成正比,且随磁场的增大而增大。在中心磁场120mT的螺线管下,0-30g/100ml氯化钠的旋光角为2.02°至2.82°,相对误差范围为-0.49%至1.15%;0-50g/100ml葡萄糖的旋光角为2.02°至25.69°,相对误差范围为-0.67%至0.44%。在磁腔直径Φ12mm的环形对称永磁场下,0-30g/100ml氯化钠的旋光角为2.66°至3.73°,相对误差范围为-1.61%至1.45%;0-50g/100ml葡萄糖的旋光角为2.66°至26.44°,相对误差范围为-0.52%至1.10%。在磁腔宽度13mm的水平对称永磁场下,pH值7至15(浓度范围为0-10mol/L)的氢氧化纳旋光角为2.26°至3.14°,相对误差范围为-0.79%至1.11%;pH值-0.6至7(浓度范围为0-4mol/L)的盐酸旋光角为2.26°至2.68°,相对误差范围为-0.84%至0.44%。系统不确定度为0.05°。

关键词：磁光效应氦氖激光器通电螺线管钕铁硼永磁体溶液参数检测

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基于眼球驱动与控制的病床位姿调节系统研究

基于眼球驱动与控制的病床位姿调节系统研究

作者：陈加徐南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着中国老龄化进程的加速,老年人以及四肢瘫痪病人的数量暴增,医护资源变得十分紧张。但是目前,市面上的护理病床多为手摇式或电动式多功能电动病床,病人无法自主调节病床位姿,因此迫切需要实现基于眼球驱动与调节的智能电动病床。在... 详细信息

随着中国老龄化进程的加速,老年人以及四肢瘫痪病人的数量暴增,医护资源变得十分紧张。但是目前,市面上的护理病床多为手摇式或电动式多功能电动病床,病人无法自主调节病床位姿,因此迫切需要实现基于眼球驱动与调节的智能电动病床。在总结国内外眼动仪的研究现状的基础上,本文针对自然光源下,摄像头采集的人脸图像,以不借助任何外界硬件设备实现眼动测量为目标,研究了基于眼球驱动与控制的病床位姿调节系统关键技术,并在此基础上研发了基于眼球驱动与调节的智能电动病床。主要研究内容如下:(1)基于现有电动病床产品,设计了一套具有背姿调节、左右侧翻、腿姿调节、排泄辅助以及病床行走转向等功能的多功能电动病床模型,在机械结构和控制系统上均解决了侧翻动作与抬背动作干涉的问题。(2)分析设计了基于眼球驱动与控制的病床位姿调节软件系统的总体方案,从用户管理、手动调节、眼动测量、系统标定、眼球控制等几个方面,详细描述了上位机软件的设计思路,实现了一种形象、易用、可靠的人机交互界面。利用MySQL结合QtSQL模块,实现用户信息的管理;利用QextSerialPort类,实现上位机与下位机的通信;利用Qt定时器事件和绘图事件,实现自动标定过程;利用横向布局、多级界面跳转的方式,结合定时器事件,有效克服了注视估计精度不高的问题,并避免了米达斯接触问题。(3)针对自然光源下,笔记本摄像头采集的人脸图像分辨率不高的问题,给出了基于机器视觉的眼动测量方法,从图像预处理、人脸定位、人眼定位、虹膜中心定位、人眼轮廓点定位等几个方面,分析比较了不同的算法,给出了最优化眼动测量方法。采用高斯滤波和直方图均衡化对人脸图像进行预处理,消除可能存在的噪声并增强图像对比度;采用优化的基于Haar-like特征的Adaboost算法定位人脸ROI;针对Adaboost算法定位人眼误识别率较高的问题,采用先验知识法定位人眼ROI;由于传统的积分投影法定位虹膜中心的效果过分依赖于参数的设置,采用优化的梯度重心法定位眼球中心位置;针对SUSAN算法参数设置不够鲁棒,并且只能定位眼角点的问题,采用级联姿态回归算法实现人眼轮廓点定位。为量化眼球特征,提出了“虹膜中心相对位置法”,并利用基于最小二乘法和SVD的多项式回归算法,实现用户屏幕注视区域估计,有效克服头动的影响。(4)将基于眼球驱动与控制的病床位姿调节系统上位机软件、电动病床硬件联合调试,从手动控制、眼球驱动控制两个方面进行试验,验证设计的硬件平台的可靠性与眼球驱动控制系统的有效性。试验结果表明:基于眼球驱动与控制的病床位姿调节系统可靠性高,对人脸ROI定位的真实检测率可以达到97.98%;对人眼ROI定位的真实检测率可达98.46%;在BioID人脸数据库的1520张样本中,左眼虹膜中心归一化误差小于1.25的比例为86.52%,右眼虹膜中心归一化误差小于1.25的比例为84.55%;不带眼镜时,眼球驱动控制病床准确性可达100%,具有实际应用意义。

关键词：眼球驱动眼动测量多功能电动病床注视估计位姿调节系统眼球控制

球膜光学微纳牛力传感检测系统设计及试验研究

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球膜光学微纳牛力传感检测系统设计及试验研究

作者：卢占毫南京航空航天大学

学位级别：硕士

微纳牛力的检测在许多工程应用领域具有越来越重要的作用和意义，随着微纳米技术和生物医学技术的发展，微纳牛力的检测将推动生物医学、细胞学、分子化学、遗传学(DNA)、环境检测(细菌)、食品工业(微生物)、纳米制造业等领域的发展。... 详细信息

微纳牛力的检测在许多工程应用领域具有越来越重要的作用和意义，随着微纳米技术和生物医学技术的发展，微纳牛力的检测将推动生物医学、细胞学、分子化学、遗传学(DNA)、环境检测(细菌)、食品工业(微生物)、纳米制造业等领域的发展。目前，微纳牛力的检测技术在各个领域的应用尚处于试验研究阶段，开发出使用方便，制作成本低，工艺简单的微纳牛力检测系统具有重要的研究意义。本文研究了一种利用光学球膜检测微纳牛力的传感检测系统，用于检测微纳牛级别的微小力。该系统主要包括两个子系统，以水溶性球膜作为敏感元件的纳牛力检测系统和以天然乳胶球膜作为敏感元件的微牛力检测系统。纳牛力检测系统利用工业CCD实时采集水溶性球膜表面的光干涉条纹图像，通过对比加载纳牛力载荷前后的干涉条纹图像的变化，检测纳牛力的大小。而微牛力检测系统主要基于天然乳胶球膜表面的激光反射效应，利用PSD位置传感器检测从天然乳胶球膜表面反射的激光光斑位置变化，利用该位置变化反映出微牛力的大小。论文运用正交试验设计方法，建立了水溶性球膜纳牛力载荷与球膜直径、干涉条纹的宽度变化量之间的关系方程;同时建立了乳胶膜微牛力与球膜直径、球膜厚度、激光反射幅度之间的关系方程。构建了不同量程的测试系统数学模型，并分析了测量的误差,在-5.7%.2%和-2.5%.3%误差范围内满足测试要求。验证了光学球膜微纳牛力检测系统的有效性和正确性，为微纳牛力检测领域的研究提供理论与试验参考。

关键词：微纳牛力水溶性球膜干涉条纹天然乳胶球膜激光反射系统

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小空间组合喷管推力测量系统研究

小空间组合喷管推力测量系统研究

作者：魏文权南京航空航天大学

学位级别：硕士

喷管是推力室的重要组成部分,广泛应用于航空发动机和火箭发动机中,不仅能提供推力,还可以通过对其进行组合以控制飞行器的位姿。随着航空航天技术的发展,喷管推力的测量将推动航空发动机、导弹、卫星等领域的发展。目前,对于喷管推力... 详细信息

喷管是推力室的重要组成部分,广泛应用于航空发动机和火箭发动机中,不仅能提供推力,还可以通过对其进行组合以控制飞行器的位姿。随着航空航天技术的发展,喷管推力的测量将推动航空发动机、导弹、卫星等领域的发展。目前,对于喷管推力的测量,主要有两种测试方法来构建相应的推力测量系统,在此基础上,不同动力学构型的推力测量装置应运而生。本文的研究对象是小空间组合喷管,装入卫星姿态调节舱体后,无法在地面使用动量天平进行推力测量,故采用喷管对准测力挡板喷射的测试方法。基于此方法,结合数值计算技术与信号数字化处理技术等,设计了一套完备的喷管推力自动测量系统,为推力测量提供一种简便的测量途径。首先,通过FLUENT软件对出口直径分别为Φ2.3mm、Φ5.1mm的拉瓦尔喷管及其延伸流场进行数值计算,分析测力挡板对喷管及其延伸流场的影响,由此可以确定测力挡板在喷管外合适的位置范围,为喷管推力的测量提供理论依据。同时,通过数值计算,确定不同尺寸喷管推力的理论值大小,其值均在10N以内。其次,搭建组合喷管推力测量系统的软硬件平台。硬件系统由数据采集功能模块和传感器安装平台两部分组成,数据采集功能模块实现力信号到电信号的转换,经放大、数字化后由计算机处理;传感器安装平台实现传感器等器件的安装,测量系统的小空间位置固定与测力挡板定位。软件系统实现信号的采集与处理、数据显示、误差评价等功能,目的在于实现硬件系统的后续处理与控制,得到测量结果。最后,对组合喷管推力测量系统进行推力标定试验,标定之后进行推力测量试验。通过标定试验确定不同类型喷管的传感器测力面位置,喷管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的传感器测力面位置分别为测力挡板距喷口4mm、6mm、10mm,同时验证了拉瓦尔喷管数值计算的正确性;之后确定测量系统各通道的推力修正系数,并根据实际测试情况对推力修正系数进行了改进。通过推力测量数据和误差来源分析,利用A类不确定度分量和B类不确定度分量对测量系统的不确定度进行了评定,满足系统测量精度0.1N的测试要求。

关键词：组合喷管推力测量数值计算流场不确定度