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高炉料面成像工业内窥镜的视场覆盖增强方法

控制理论与应用 2023年第4期40卷 607-614页

作者：易遵辉蒋朝辉陈晓方桂卫华中南大学自动化学院湖南长沙410083 鹏城实验室广东深圳518000

高炉料面形状信息对调节布料操作具有重要参考作用.针对目前工业内窥镜对高炉料面成像视场覆盖范围较小的问题,提出了一种新的视场覆盖增强方法.首先,基于坐标系变换建立工业内窥镜的感知模型,定量刻画工业内窥镜参数与感知区域面积之... 详细信息

高炉料面形状信息对调节布料操作具有重要参考作用.针对目前工业内窥镜对高炉料面成像视场覆盖范围较小的问题,提出了一种新的视场覆盖增强方法.首先,基于坐标系变换建立工业内窥镜的感知模型,定量刻画工业内窥镜参数与感知区域面积之间的关系;然后,在感知模型的基础上提出料面成像区域面积的计算方法,并提出基于粒子群优化算法优化感知方向的视场覆盖增强策略,实现最大面积的料面区域感知.最后,的实验和应用结果表明,提出的方法可有效提高视场覆盖的料面面积,具有很好的应用价值.

关键词：高炉料面成像技术工业内窥镜感知方向覆盖增强

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大靶面、长工作距高清工业内窥镜设计

光学学报 2022年第22期42卷 142-149页

作者：杨凯明向阳王鑫张进刘林侯明旺长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

针对传统硬性工业内窥镜在炉窑内部监测视野小、分辨能力低和工作距离短的问题,设计一种大靶面、长工作距的高清工业内窥镜。采用一体化设计思路,设计内容包含广角像方远心物镜系统和对称式消像差棒镜中继系统。所设计的高清工业内窥镜... 详细信息

针对传统硬性工业内窥镜在炉窑内部监测视野小、分辨能力低和工作距离短的问题,设计一种大靶面、长工作距的高清工业内窥镜。采用一体化设计思路,设计内容包含广角像方远心物镜系统和对称式消像差棒镜中继系统。所设计的高清工业内窥镜的光学F数为6、视场角为103°、光学长度为1040 mm、光学外径不大于26 mm、靶面对角线长度为16 mm、系统像方远心度不大于1.8°,且调制传递函数不小于0.2@160 lp/mm。实验结果显示,所设计的工业内窥镜在40 cm至无穷远范围内可清晰成像,并且在5 m远处可分辨10 mm的线对宽度,角分辨率为8.73 C/(°)。该内窥镜的设计优势:系统的接收器靶面尺寸大,物方分辨率高;对称式消像差棒镜中继系统的延展性好,光通量高;物像以远心的形式衔接,光线传播平滑,像面照度均匀。

关键词：光学设计工业内窥镜中继系统 F数

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小口径大视场工业内窥镜光学系统设计

应用光学 2023年第1期44卷 17-23页

作者：史天翼杨磊刘泽武苏晓琴谢洪波天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072

近年来,内窥镜广泛应用于复杂环境下小尺寸零件缺陷检测,该文设计一种用于航空发动机叶片检测的工业内窥镜光学系统。系统基本结构采用二次成像,物镜采用非对称反远距结构,将大视场光线收束进小口径腔体中,适配镜将物镜所成一次实像放... 详细信息

近年来,内窥镜广泛应用于复杂环境下小尺寸零件缺陷检测,该文设计一种用于航空发动机叶片检测的工业内窥镜光学系统。系统基本结构采用二次成像,物镜采用非对称反远距结构,将大视场光线收束进小口径腔体中,适配镜将物镜所成一次实像放大21倍,后接对角线长42 mm高速相机。系统基于Zemax设计软件进行系统优化、公差分析和像质评价,最终系统具有大视场(120°)、细孔径(3 mm)、耐高温(25℃~180℃)等特点。由于对视场、孔径和适配镜放大率有较高要求,因此合理引入非球面提高系统成像质量,入瞳直径提高至0.5 mm,系统空间截止频率在17 lp·mm^(-1)处,全视场调制传递函数值均大于0.28,最大畸变值小于21.2%。

关键词：光学设计工业内窥镜小口径大视场

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工业内窥镜图像对比度增强算法

光电工程 2008年第12期35卷 107-111页

作者：孙慧贤罗飞路张玉华国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

针对内窥镜图像由于照明等原因而造成的亮度不均匀、局部对比度较低的问题,本文提出一种基于小波变换的同态滤波算法对内窥镜图像进行对比度增强。分析了照明反射模型的基本原理及可用于消除光照不均的同态滤波方法,采用快速小波变换代... 详细信息

针对内窥镜图像由于照明等原因而造成的亮度不均匀、局部对比度较低的问题,本文提出一种基于小波变换的同态滤波算法对内窥镜图像进行对比度增强。分析了照明反射模型的基本原理及可用于消除光照不均的同态滤波方法,采用快速小波变换代替传统傅里叶变换,在变换域中对小波系数进行非线性增强,对不同尺度上的小波系数进行不同程度的增强。实验结果表明,该方法可以有效消除由光照不均匀引起的图像亮度不均匀,增强图像对比度的同时不改变图像的原始面貌,其效果优于传统的同态滤波方法。

关键词：工业内窥镜图像增强小波变换同态滤波

工业内窥镜电机助力装置的参数优化设计与试验

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农业装备与车辆工程 2023年第8期61卷 25-28页

作者：于永春金晓怡范瑜孔维彪上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海市201620 上海熠达光电科技有限公司上海市201108

为解决现有内窥镜存在的使用时间长、手指易疲劳问题,提出了电机助力系统结构,对关键零部件抱紧装置进行优化设计与试验。首先,利用ADAMS软件分析得到抱紧装置摩擦片和助力轴套的角速度曲线图,验证了装置的平稳可靠;再根据不同电机参数... 详细信息

为解决现有内窥镜存在的使用时间长、手指易疲劳问题,提出了电机助力系统结构,对关键零部件抱紧装置进行优化设计与试验。首先,利用ADAMS软件分析得到抱紧装置摩擦片和助力轴套的角速度曲线图,验证了装置的平稳可靠;再根据不同电机参数下摩擦片的共速时间,结合MATLAB软件处理数据得出2个参数间的4阶关系式并求得最优参数解;最后搭建电机助力系统样机平台,针对不同电机转速分别进行试验。结果表明,当电机转速为52.5 (°)/s,即助力轴套转速为39 (°)/s时共速所需时间最少,即电机助力质量最优。试验实例与运动学仿真结果进行对比存在4.9%的误差,在许可范围内,再次验证了装置的可行性。

关键词：工业内窥镜结构设计参数优化试验对比

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工业内窥镜弯角锁定装置的轻量化设计

农业装备与车辆工程 2023年第1期61卷 85-89页

作者：范瑜金晓怡刘双龙孔维彪上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海市201620 上海熠达光电科技有限公司上海市201108

为实现工业内窥镜在控制弯角时随转随停的功能,设计了弯角锁定装置并利用ANSYS软件进行静力学分析。结果表明,刚强度满足设计要求且可以继续优化。以最小质量为优化目标,对关键零部件外周圈单元进行轻量化设计,将优化后的模型再次进行... 详细信息

为实现工业内窥镜在控制弯角时随转随停的功能,设计了弯角锁定装置并利用ANSYS软件进行静力学分析。结果表明,刚强度满足设计要求且可以继续优化。以最小质量为优化目标,对关键零部件外周圈单元进行轻量化设计,将优化后的模型再次进行静力学分析验证刚强度可行性,并对优化前后模型的静态特性对比分析。结果表明,优化后的模型质量减少了18.9%,最大应力和位移虽有些许的增加,但均在刚强度设计要求内,确定了拓扑优化的可行性。

关键词：工业内窥镜 ANSYS 有限元分析拓扑优化变密度法

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三维测量工业内窥镜的双目光学系统

光学精密工程 2014年第9期22卷 2337-2344页

作者：郭俊锋刘鹏焦国华鲁远甫吕建成兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 深圳生物医学光电传感技术工程实验室广东深圳518055

针对国内工业内窥镜只限于观察,无法满足工件三维尺寸测量的现状,设计了一种探头外径为6mm并且可以向任意方向弯曲的三维测量工业内窥镜,并介绍了该内窥镜的双目光学系统及镜体内部结构的设计。首先,基于双目立体成像的原理,提出了一种... 详细信息

针对国内工业内窥镜只限于观察,无法满足工件三维尺寸测量的现状,设计了一种探头外径为6mm并且可以向任意方向弯曲的三维测量工业内窥镜,并介绍了该内窥镜的双目光学系统及镜体内部结构的设计。首先,基于双目立体成像的原理,提出了一种具有双物镜、单图像传感器的新型双目光学系统。其次,根据光学系统的技术要求,设计了内窥镜的头部结构。考虑到一些工件内部结构比较复杂,分别设计了内窥镜的可弯曲结构以及后部操控机构以方便一些精密工件的检测。最后,通过三维图像处理软件对待测物表面两个特征点进行长度测量试验,得到了两个特征点的间距。实验结果表明:待测物表面两个特征点的长度测量误差在±0.2mm内。该系统基本实现了工业内窥镜的三维测量功能。

关键词：工业内窥镜三维测量双目光学系统结构设计蛇骨组件