针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

为验证堆芯复查期间通过单目视觉测量燃料组件间距精度,搭建测试平台,按照比例绘制模拟堆芯图。摄像机按照规划的运动轨迹拍摄模拟堆芯图片,通过标定求解摄像机内参数、外参数和畸变参数,将校正参数代入摄像机数学模型并对拍摄图片进行匹配,求解相邻组件上管座间距和组件高差值。将间距测量结果同模拟堆芯图组件已知间距比较,测量误差小于0.42 mm。测量结果显示精度在允许范围内(小于0.5 mm),验证了堆芯复查期间通过单目视觉测量燃料组件间距的可行性。

针对热真空环境条件对视觉测量精度影响的问题,提出了一种新的基于像素当量的二维尺寸视觉测量系统实时标定方法。该方法采用光刻已知尺寸线条的石英标准件作为测量基准,利用一阶微分期望亚像素细分算法和最小二乘拟合,可实时获取较高精度的像素当量值从而减小环境误差。热真空环境下的实验结果表明,该方法可用于热真空环境下二维小尺寸视觉测量的标定。

提出一种四轴复合式自由曲面非接触测量系统,介绍了系统的组成及工作原理。阐述了该系统的两种测量功能,即回转式测量和多角度平面测量,并给出了测量实例。最后分析了系统的测量精度,实验证明本系统的精度优于0.1mm。

为实现盾构机盾尾间隙的自动测量,通过对盾构机盾尾间隙空间结构的分析,提出一种基于盾尾间隙空间结构的视觉测量方法。利用激光线标记盾尾间隙并通过工业相机获取盾尾间隙图片,运用数字图像处理技术在视觉库OpenCV中实现非接触式地测量盾尾间隙。以直径为6 m的盾构机为原型,设计、制作了测量部分的盾尾间隙模型,开发了基于Qt的PC客户端软件。多次测量实验结果表明:采用该方法得到的测量值与人工测量值的误差小于±2 mm,达到了设计要求。

针对高精度测量辅助机器人加工的手眼标定,提出一种基于三维视觉测量的精确手眼标定方法,该方法考虑了非线性优化和初值计算中建模误差的影响。为了提高求解精度,在传感器框架中建立了具有更精确参考点的非线性标定模型,提出一种结合传感器测量和机器人位置随机误差的迭代权重优化解。在初值解中,建立考虑基础参考测量误差的测量平差模型,并使用拉格朗日乘子进行求解。仿真对比结果表明:该方法在估计手眼变换参数方面比其他典型方法具有

鉴于视觉测量过程行为的多样性与影响关系的复杂性,提出基于行为自适应的台钻主轴视觉测量新策略。采用周向分工位采集图像与轴向分段提取轮廓结合的组合采样法获取被测信息,并建立了主轴轴径视觉测量系统;设计曝光自适应图像采集、图像批处理、误差反馈闭环测量等功能集成的行为自适应视觉测量流程并开发相应软件。以某型号台钻主轴为对象,开展曝光区间自适应优选实验,多工位、多轴、多采样方案测量实验误差分析与稳定性评定。结果表明

设计一种综合应用激光三角法和二维机器视觉测量技术测量方法，实现对多高度小零件二维几何尺寸的测量。首先在测量高度范围内，利用线结构光进行高度测量标定，采用多项式拟合建立线结构光成像位置与高度的关系；用精密圆形靶标对不同高度平面进行二维尺寸标定，分别考虑不同高度平面坐标系映射到图像坐标系后光学放大率不同和坐标系间的不平行，CCD摄像枳．阵列垂直方向与水平方向不一定垂直的情况，以及光学镜头畸变等得到不同平面所在高度的二维尺寸测量标定参数，由此建立起各二维尺寸标定参数和高度的函数关系。对具有不同高度的小零件进行测量，并与三坐标测量机结果进行比对，多次测量的高度最大误差小于0．032mm，二维尺寸最大误差均小于0．08mm。

视觉测量由于具有非接触、高效、低成本、自动化程度高等优点,正逐渐取代传统的测量方法。提出了一种基于视觉测量的直齿圆柱齿轮尺寸参数的测量方法。首先,搭建了精密视觉测量系统,分析直齿圆柱齿轮视觉测量流程以及系统构成;其次,验证了视觉测量系统的可靠性,利用高精度光学玻璃进行标定和重复性精度评估,结果表明测量系统的误差均小于0.03Pixels;最后,运用凸集轮廓的方法定位齿顶圆,利用开运算的方法定位齿根圆,最终沿分度圆扫描灰度阶越,得出齿槽宽与齿厚,从而测量出齿轮的各项参数。实验结果表明,该方法快速准确,测量效果更加稳定。

在工业现场利用机器视觉技术对分离圆孔进行尺寸测量的应用越来越广泛,且测量精度和速度也不断地提升,但传统的圆孔测量方法对于多管类工件堆积在一起整体测量是难以实现的,常常存在漏检甚至无法提取等问题。为了解决此问题提出了一种基于模板匹配的多圆提取算法,首先在分离管状工件中建立单个工件的模板图像,其次使用该模板与实际待测量的工件组进行匹配,匹配完成后分离成单个的待测工件图像,分别对单个的图像进行边缘提取和圆参数拟合,最后建立坐标关系,根据图像尺寸得到实际的物理尺寸。通过对测量的尺寸和使用高精度三坐标仪得到真实尺寸对比,证明该方法的测量误差在0.01mm以内,可以应用于工业测量中。