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现代制造 2009年第36期 11-11页

作者：王德兴威申精密仪器(上海)有限公司

据业内权威预测我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。电子、汽车、电机、电器、家电、军工和通信等产品中的绝大部分零部件，都要依靠模具成型。而模具的质量与精度在很大程度上决定这产品的质量、效益与... 详细信息

据业内权威预测我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。电子、汽车、电机、电器、家电、军工和通信等产品中的绝大部分零部件，都要依靠模具成型。而模具的质量与精度在很大程度上决定这产品的质量、效益与开发能力。

关键词：非接触式测量发展趋势复合式模具行业模具成型开发能力多功能长寿命

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非接触式在机测量系统设计与应用

测控技术 2024年第8期43卷 15-22页

作者：李书奇高晓兵西安工业大学机电工程学院陕西西安710000

为了提高复杂曲面结构零件铣削过程中的在机测量效率,提出了基于线激光轮廓传感器的非接触式在机测量系统。首先,依据在机测量需求设计了测量系统的系统组成、数据通信方式和指令协同模式。然后,建立了传感器安装位姿校准数学模型,设计... 详细信息

为了提高复杂曲面结构零件铣削过程中的在机测量效率,提出了基于线激光轮廓传感器的非接触式在机测量系统。首先,依据在机测量需求设计了测量系统的系统组成、数据通信方式和指令协同模式。然后,建立了传感器安装位姿校准数学模型,设计了非接触式校准流程,实现了传感器安装位姿的标定。最后基于典型飞机结构件加工过程完成了非接触式在机测量应用。在五轴立式加工中心进行了测量实验,结果表明系统允许的最大误差不超过±20μm,实验结果验证了所搭建的在机测量系统的实用性和有效性。

关键词：在机测量非接触式测量激光测量线激光数控机床

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非接触式物体形状和尺寸自动测量系统的设计

自动化与仪表 2024年第1期39卷 112-115页

作者：陶曾杰熊宇任锦锦王馨逸湖南信息学院电子科学与工程学院长沙410151

随着时代发展,未来智能交通逐渐趋向无人驾驶化,而可视范围内物体自动测量在无人驾驶技术中占据重要地位。因此非接触式物体形态测量成为无人驾驶技术中的重点,要能实现实际物体与模拟物体的形状和尺寸在特定时间内、在空间距离及环境... 详细信息

随着时代发展,未来智能交通逐渐趋向无人驾驶化,而可视范围内物体自动测量在无人驾驶技术中占据重要地位。因此非接触式物体形态测量成为无人驾驶技术中的重点,要能实现实际物体与模拟物体的形状和尺寸在特定时间内、在空间距离及环境干扰下无限接近,现设计并制作了一种非接触式物体形状和尺寸自动测量系统。该系统使用JETSON NANO控制摄像头对图像分割后识别物体形状和测量尺寸,结合STC8A8K控制器对图像处理及激光反馈的数据进行分析,通过改变PWM波的脉宽来控制舵机的运动速度和运动方向,使得摄像头转动并寻找被测对象,并通过设置两个按键实现不同的功能。经过实物制作与测试,该测量系统的测量结果均在较小的误差范围内并能成功识别物体的形状。

关键词：非接触式测量图像识别尺寸测量

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风荷载下的树木动态行为参数测量方法综述

自然灾害学报 2024年第2期33卷 18-28页

作者：杨新年王阿川东北林业大学计算机与控制工程学院黑龙江哈尔滨150040 黑龙江工业学院黑龙江鸡西158100

树木风害机理、风害损失及防治技术的研究是当前的研究热点,其共同基础是了解树木的空气动力学特性。对树木动态行为参数的测量是研究树木空气动力学的基础,对定量化研究树木风载及其安全性评估具有重要意义。在调研国内外相关文献的基... 详细信息

树木风害机理、风害损失及防治技术的研究是当前的研究热点,其共同基础是了解树木的空气动力学特性。对树木动态行为参数的测量是研究树木空气动力学的基础,对定量化研究树木风载及其安全性评估具有重要意义。在调研国内外相关文献的基础上对树木动态行为参数的测量方法进行了综述。首先,对树干、树枝和树叶的动态行为参数进行了总结;其次,从接触式和非接触式两方面对树木动态行为参数的测量方法进行归纳,对每种方法的适用范围及优缺点进行阐述分析;最后,讨论了目前测量方法的不足,对未来的测量方法进行展望。

关键词：树木动态行为接触式测量非接触式测量树木空气动力学特性迎风面积树木摇摆

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基于机器视觉的带钢板边浪平直度测量方法

中国测试 2024年第9期50卷 91-97页

作者：张宇李毅红陈平王占祥郭建峰中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学数学学院山西太原030051 山西建龙实业有限公司山西运城043800

针对带钢板在生产中存在的大边浪和碎浪检测的难点,提出一种基于机器视觉的边浪平直度测量方法。分别在带钢两侧使用高分辨率相机,完成对钢板两侧边浪图像信息的采集;使用辅助光源强化带钢板边浪特征,实现非接触式测量。基于轮廓提取的... 详细信息

针对带钢板在生产中存在的大边浪和碎浪检测的难点,提出一种基于机器视觉的边浪平直度测量方法。分别在带钢两侧使用高分辨率相机,完成对钢板两侧边浪图像信息的采集;使用辅助光源强化带钢板边浪特征,实现非接触式测量。基于轮廓提取的带钢钢板边浪平直度算法,使用改进K-means聚类图像分割算法对钢板完成分割;引入容差,计算统计平均值,对钢板边浪进行分割;最后对分割后的边浪进行自适应轮廓提取并计算平直度。通过平直度测量仪测量结果与该系统测量结果进行对比试验,结果表明,所提方法平直度测量相对偏差不超过0.25%,表明该算法在平直度测试中具有出色的表现。

关键词：机器视觉非接触式测量平直度测量 K-means聚类轮廓提取

基于服装个性化智能定制的三维人体测量系统物-像结构算法的研究

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计算机科学 2024年第S1期51卷 1110-1114页

作者：王悦任军马飞吴龙西安工程大学服装与艺术设计学院西安710048

目前,我国基于服装个性化智能量身定制的理念日趋完善。但是,在消费者目标尺寸自动获取方面仍然缺乏实用的设备和技术,成为了大多数企业个性化智能定制发展的一个瓶颈,其根本原因是缺少实用性强的个性化智能定制系统。人体动态测量与其... 详细信息

目前,我国基于服装个性化智能量身定制的理念日趋完善。但是,在消费者目标尺寸自动获取方面仍然缺乏实用的设备和技术,成为了大多数企业个性化智能定制发展的一个瓶颈,其根本原因是缺少实用性强的个性化智能定制系统。人体动态测量与其他工业产品精密测量相比具有自身独有的特殊性和困难。在探讨了现有的光学类基于个性化智能定制系统的现状的前提下,针对目前存在的激光三维人体扫描测量系统普遍存在硬件设备庞大、结构复杂的问题,对文中提出的基于个性化智能定制系统进行了原理设计,建立了系统的物-像结构算法的数学模型。该算法采用了扫描单元旋转的测量方式,使系统能够在垂直方向上获得较大的测量范围,目的是使系统采用较小的硬件获取满意的三维人体空间坐标,有利于节省竖直空间、减小体积。该算法已成功应用于基于服装个性化智能定制系统。为了验证本算法的精度,设计了与法国力克系统的三维人台对比扫描实验,实验数据验证了本系统结构算法的精度、工程实用性和可靠性。

关键词：人体测量非接触式测量服装个性化量身定制精度线结构光测量法

基于激光轮廓扫描传感器的周向循环体零件轴线弯曲测量方法研究

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基于激光轮廓扫描传感器的周向循环体零件轴线弯曲测量方法研究

作者：罗梦演吉林大学

学位级别：硕士

周向循环体轴是一种轴类零件,其截面是由某种固定的形状单元沿圆周方向周期循环布置而成的,例如正六棱柱、花键轴和齿轮轴等。周向循环体轴类零件在动力模块、传动模块和执行模块都有着广泛的应用,它的精度将直接影响设备的精度与寿命... 详细信息

周向循环体轴是一种轴类零件,其截面是由某种固定的形状单元沿圆周方向周期循环布置而成的,例如正六棱柱、花键轴和齿轮轴等。周向循环体轴类零件在动力模块、传动模块和执行模块都有着广泛的应用,它的精度将直接影响设备的精度与寿命。现有测量方法往往只能对零件上的若干局部表面进行测量,由于被测表面信息的不够全面,将会引起一定的测量误差。因此,本文基于激光轮廓传感器提出了一种用于周向循环体轴类零件弯曲变形测量的新方法,并且进行了原理性误差分析,主要内容包括:1.信号获取与处理研究。结合周向循环体零件的表面轮廓特性,给出了一种基于激光轮廓传感器获取工件表面点云数据的连续回转式测量方法。建立了激光轮廓传感器获取周向循环体零件表面特征的模型,基于该模型获取的信号对周向循环体零件进行点云数据重构。给出了一种通过点云数据来计算周向循环体轴类零件轴心线弯曲的通用方法,该方法对3D点云数据沿轴向以指定长度进行划分,将不同区域的点云数据沿轴向进行投影,对投影到指定截面的3D点云数据使用最小二乘法获得该截面上工件几何中心,将所有截面拟合出的中心相连进而获取零件的轴心线。通过上述方法能够获取多种周向循环体轴类零件全轴段任意截面的偏心量。2.测量仿真研究。结合上述信号获取与处理方法对多种常见的周向循环体轴类零件进行了仿真测量。首先推导出常见的周向循环体轴的表征方程,根据表征方程进行工件轮廓重建,结合激光轮廓传感器特性进行信号获取仿真。通过仿真获取的采样信号结合所给出的信号处理方法对被测零件进行3D点云数据重建,然后沿轴向进行点云数据轴向划分并结合最小二乘法进行轴心线弯曲计算。对可能影响测量结果的参数进行误差分析并且进行优化,在理论上通过对圆柱、六棱柱、丝杠、齿轮与传动轴的仿真计算论证该方法的可行性。3.测量实验研究。根据给出的测量方法和测量模型确定实验方案并依此选择实验设备,利用软件开发出交互操作页面实现对实验设备的控制,完成实现数据可视化操作以及一键化数据处理。实验前对试验台进行标定工作,实验时将获得的传感器信号结合给出的数据处理方法进行数据处理,最终完成工件的轴心线弯曲测量。在实验上通过自研设备对圆柱、六棱柱和丝杠进行多次测量确定了该方法的可重复性,将自研设备的测量结果和测量投影仪的测量结果进行对比确定了该方法的有效性。本文给出了一种非接触式测量的通用方法用于测量周向循环体轴类零件轴线弯曲,能够实现工件表面全覆盖的测量,并且获取多种周向循环体轴类零件段任意截面的偏心量,可以有效的对周向循环体进行轴心线弯曲测量。

关键词：非接触式测量激光轮廓偏心测量点云数据弯曲轴线

基于激光位移传感器的直齿圆柱齿轮齿距偏差测量关键技术研究

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基于激光位移传感器的直齿圆柱齿轮齿距偏差测量关键技术研究

作者：杜宏达西安工业大学

学位级别：硕士

基于激光位移传感器的非接触式测量具有测量过程简便、高效的优点,在机械检测领域受到越来越多的关注。受限于激光位移传感器有限的测量精度以及遮挡、反射等问题的存在,激光位移传感器在齿轮测量设备中的使用并不普遍。随着齿轮生产对... 详细信息

基于激光位移传感器的非接触式测量具有测量过程简便、高效的优点,在机械检测领域受到越来越多的关注。受限于激光位移传感器有限的测量精度以及遮挡、反射等问题的存在,激光位移传感器在齿轮测量设备中的使用并不普遍。随着齿轮生产对于生产效率的要求不断提高,传统齿轮接触式测量由于其较低的测量效率越来越不能够满足生产效率的要求。如何利用激光位移传感器高的测量效率提升齿轮的测量效率,正逐渐成为齿轮测量领域的研究热点。基于以上现状,本课题针对如何使用激光位移传感器完成齿距非接触式测量、提高测量稳定性和减少测量不确定度进行了以下的研究:1)提出一种基于激光位移传感器的偏置式齿轮齿距非接触式测量方法。针对齿轮测量时激光光线遮挡问题,提出一种偏置式齿距非接触式测量方法;根据提出的测量方法,建立了基于激光位移传感器的齿距偏差测量模型,从测量模型中推导出了齿距偏差的计算公式;编写仿真程序验证了齿距偏差测量模型和齿距偏差计算公式的正确性;在测量模型的基础上推导出了激光位移传感器可偏置的极限距离;基于蒙特卡洛法对齿距非接触测量的不确定度进行了分析,分析表明影响齿距非接触测量结果的主要因素是转台跳动和安装偏心。2)开发了基于激光位移传感器的齿距测量软件。对齿距偏差测量软件需要实现的功能进行了分析和模块划分,编制了齿距偏差测量程序,对测量软件中运动控制程序、数据采集程序进行了详细设计;针对激光位移传感器测量数据波动较大、存在异常值的问题,提出了使用中值滤波、均值滤波和多点数据采集的异常值剔除方法,使用迭代加权最小二乘法对多点采集的数据进行处理。3)开展测量实验。通过实验对激光位移传感器的热稳定性、非线性特性进行了测试,得出了激光位移传感器达到热平衡的时间,对非线性误差进行了补偿,保证了激光位移传感器的测量精度;提出了基于标准芯棒几何特征的激光位移传感器测量坐标系建立方法,简化测量坐标系建立过程;开展了被测齿轮不同装夹下10次重复性实验、激光位移传感器不同偏置下10次重复性实验、多点测量10次重复性实验,实验结果表明在被测齿轮一次装夹、激光位移传感器偏置基圆半径时,测量结果的标准差最小,同时使用多点数据采集的异常值剔除方法能够有效的保证测量结果的稳定性;开展了接触式测量对比实验,在P26型齿轮测量中心对同一齿轮进行了接触式测量实验,实验结果表明本文提出的齿距非接触式测量方法能够在很大程度上复现被测齿轮齿距偏差形貌。

关键词：激光位移传感器齿轮齿距测量非接触式测量异常值处理

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高超声速流场激光测速技术研究进展

力学学报 2024年第4期56卷 890-914页

作者：栗继伟罗凯尚甲豪王业军汪球赵伟中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

高超声速气流条件下飞行器内/外部流动中存在强湍流及脉动、边界层转捩、激波-边界层干扰和高温真实气体效应等耦合效应,表征该非定常流动现象对飞行器气动力、气动热以及目标光电特性等产生的影响是高超声速流动研究中的前沿课题.速度... 详细信息

高超声速气流条件下飞行器内/外部流动中存在强湍流及脉动、边界层转捩、激波-边界层干扰和高温真实气体效应等耦合效应,表征该非定常流动现象对飞行器气动力、气动热以及目标光电特性等产生的影响是高超声速流动研究中的前沿课题.速度作为表征流动过程最重要的参数之一,准确的速度测量对于深入理解上述复杂流动-传输机理以及高超声速飞行器设计具有重要指导意义.文章针对高超声速流场速度测量中几种常用的非接触式激光测试技术进行了综述,主要包括基于空间法的粒子图像测速,基于激光吸收光谱、激光诱导荧光和瑞利散射的多普勒测速,基于飞行时间法的分子标记测速,以及基于流场折射率的聚焦激光差分干涉测速技术.首先简要介绍每种激光测速技术的基本原理,然后进一步介绍该技术在高超声速自由流、层/湍流边界层、激波/边界层干扰、尾流或其他复杂流动区域的速度及其脉动度测量等方面的典型应用,分析各种技术环境适用性及面临的局限性和挑战.最后对基于激光技术的高超声速流场速度测量进行了总结及发展趋势展望.

关键词：高超声速流动速度场非接触式测量激光诊断飞秒激光脉冲

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航空器热端部件应变温度场内窥探测系统设计

激光与光电子学进展 2024年

作者：王灏杜昆谢芝明朱菁黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室中国科学院大学上海镭慎光电科技有限公司

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械结构，被誉为“工业制造皇冠上的明珠”。涡轮叶片作为其内部的核心部件之一，长期处于高温、高压、强振动等多物理场耦合环境中，其制造和服役过程中的稳定性直接影响整机的使用寿命。本文设... 详细信息

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械结构，被誉为“工业制造皇冠上的明珠”。涡轮叶片作为其内部的核心部件之一，长期处于高温、高压、强振动等多物理场耦合环境中，其制造和服役过程中的稳定性直接影响整机的使用寿命。本文设计了一款高分辨率、小口径和宽温度范围的内窥探针，配合传统的数字图像相关方法，可以实现工作状态下发动机叶片应力和温度场的非接触式同步测量。该系统采用多通道共轴光路的设计形式，前端光学口径小于10mm，像面尺寸大于25mm，在截止频率为40lp/mm处0.7视场下的MTF大于0.4，最大畸变小于0.1%。经过无热化设计，该系统在20-250℃温度范围内均能清晰成像。该设计对其他高温环境下的非接触式测量同样具有参考意义。

关键词：光学设计非接触式测量高温高压多通道应变温度