用CCD技术改造老式密立根油滴仪

采用密立根油滴实验的方法测量基本电荷,是各高校基本保留的一个经典实验。CCD技术的出现和普及,观察和测量手段有了质的飞跃。利用CCD技术,从光学系统、照明系统和电路系统对老式的密立根油滴仪进行了改造,使油滴仪操作简单,测量误差小,值得推广。     

线阵CCD在检测运动物体中的应用

根据CCD交汇测量原理和实际设计需要,综合分析了交汇测量中一些关键技术与问题,并对采集测 量系统进行了理论分析和实验研究,对于测量运动物体瞬时位置有重要意义。     

基于机器视觉的三维测量装置的开发

基于双目视觉测量原理设计了一种三维测量装置。该装置采用投影仪将光栅条纹投射到被测量物体表面上,通过双CCD摄像机采集光栅条纹图像。提出了一种基于仿射几何交比不变原理的摄像机标定方法,解决了摄像机标定、用Gray编码提取光栅条纹边界、左右像点匹配、像坐标与物坐标换算等关键问题,该装置实际测量误差小于±0.05 mm。     

双CCD交汇测量非正交系统的布站参数优化设计

分析双CCD交汇测量系统中测量精度有效视场与基线长度、像机仰角和视场角三个参数之间的数学关系;提出了根据有效视场来确定最优参数的设计方法--最小基线法.像机仰角不满足正交条件时,该方法提供了一条切实可行的参考依据.最后在MATLAB中进行计算分析,验证了该方法的正确可行.     

拉伸法测量金属丝线胀系数的研究

教学实验中一般用金属线胀系数仪测量金属棒线胀系数与温度的关系[1],但很少采用金属丝来测量金属的线胀系数,文章介绍利用拉伸法测量金属丝线胀系数的方法,在实验中我们增加了读数显微镜和CCD成像系统,能够对光信号进行实时监控,克服视差,读数效果直观清晰.同时也采用了AD590M和温控电加热系统,来减少金属丝裸露部分散热和温度测量误差.实验结果显示金属丝线胀系数与标准参数符合较好.     

基于CCD图像传感器的尺寸测量仪设计与实现

CCD图像传感器具有灵敏度高、结构紧凑、像素位置准确、自扫描、容易实现与单片机或计算机的智能化接口等一系列优点,成为光学方法测量仪装置中首选的光电接收传感器.该系统采用CCD作为测量用传感器,用单片机系统作数据采集和处理,实现了非接触测量系统的整体设计方案.确定了光学成像物镜参数和调焦机构,设计实现了CCD输出信号的前置处理电路及单片机硬件结构,测量软件采用汇编语言编写,采取了软件定标和数字滤波等措施提高测量精度,满足了管材工件尺寸实时测量要求.     

中厚钢板宽度测量的厚度变化补偿技术

在应用图像处理技术测量钢板宽度时，钢板的厚度变化会造成钢板宽度测量的误差。因此，必须对由钢板厚度变化造成的宽度测量误差进行补偿。利用面阵CCD摄像机所拍摄图像中的冗余信息，测出钢板的厚度，再根据钢板的厚度对钢板宽度测量结果进行误差补偿。     

脉冲变压器铁氧体磁芯监测与测量

该文论述了仿真条件下测取各磁参数总贡献（而非参数本身）这一测量模式的优越性，指出这将明显地优化脉冲变压器设计（及生产现场监测）条件；并给出了为避免使用昂贵的专用磁测量系统而拟订的脉冲法仿真测量系统有关技术细节描述及试样测量实例。     

衡阳市大地测量基准建设方案探讨

概述我国大地坐标系统和大地坐标框架。分析了国家大地坐标系统和大地坐标框架在地区测量作业中存在的问题。依据国家第二次土地调查的技术规程,结合衡阳地区现有坐标系统存在的问题提出了建立1980西安大地坐标系框架下衡阳地区测量基准的方案。根据方案和已有资料进行了四参数建立新、旧坐标系统的转换研究并提出了已有测量数据成果的利用方法。     

基于天宝TBC的CORS系统网络RTK数据处理问题

基于CORS系统的网络RTK测量数据是WGS84大地坐标,由于WGS84坐标与各地方坐标的转换参数及水准面模型是保密的,因此网络RTK测量后,要将测量数据发送到CORS系统的数据处理中心完成解算,这样就造成测量成果的延时,而且解算收费比较高.研究了只需少数公共点,就可以用天宝TBC（Trimble Business Center）办公系统完成CORS系统测量数据的批量计算问题,本方法可以在数字地籍测量中得到广泛应用.     

Improvement of Camera Calibration Accuracy Based on Periodic Arrangement Characteristics of Calibration Target Pattern

Conventional camera calibration that employs calibration targets is a commonly used method to acquire a camera's intrinsic and/or extrinsic parameters. The calibration targets are usually designed as periodic arrays of simple high-contrast patterns that provide highly accurate world coordinate system points and the corresponding image pixel coordinate system points. The existing pixel coordinate extraction algorithms can reach a sub-pixel level; however, they treat each single pattern in one image as an independent individual, which makes it difficult to further improve extraction accuracy. In this paper, a novel method is proposed by utilizing the periodic arrangement characteristics of the calibration target pattern as a global constraint to improve the calibration accuracy. Based on a camera's pinhole model, the intersection point of two fitted curves is used as an optimized pixel point to replace the initial one. Following the pixel coordinate optimization procedures, experiments were performed using real data from a 3D laser line scanner and a dynamic precision calibration target. Our results show that the relative errors of camera homography matrix elements obtained by the proposed optimization method were reduced compared with the commonly used method. The average coordinate measurement accuracy can be improved by nearly 0.05 mm. It is shown that the proposed optimization method can enhance the camera calibration accuracy,especially when the extracted pixels are of poorer precision.     

三维简单几何形状工件的视觉识别、定位和定向方法(英文)

提出由计算机辅助设计（ＣＡＤ）、计算机视觉和计算机辅助检测规划（ＣＡＩＰ）与三坐标测量机（ＣＭＭ）集成构成的柔性自动坐标测量系统中使用的计算机视觉识别和定位定向的方法．给出了识别方法——多重定向执行长度编码（ＭＯＲＬＣ）的原理和工作过程及基于被测工件影像转动惯量的定位定向方法．结果表明,将计算机视觉技术集成到测量系统中是提高测量系统的柔性和自动化程度的一条行之有效的途径     

基于改进TDOA算法的设计与仿真

为减弱信号传播中非视距等因素的影响,提高定位精度,提出改进到达时间差(TDOA)算法,给出了算法实现方案的流程和仿真对比结果。该算法在TDOA算法的基础上,融入了速度和区域约束,以此判断目标是否超出移动距离阈值或者区域边界,对定位结果进行优化。建模后对TDOA算法、速度受限定位算法、区域受限算法和改进TDOA算法进行了分析比较。结果表明:当测量目标的定位精度、最大移动速度和采样频率分别发生改变时,改进TDOA算法的定位精度较TDOA算法明显提高。该算法与其衍生算法(速度受限定位算法和区域受限定位算法)相比,成功融合了两种算法的优势,更好地提高了定位精度,实现了对非视距等定位误差的优化。     

轴测投影中各夹角参数之间的关系

空间直角坐标系的三个轴互相垂直。把坐标系向轴测投影面投影时，坐标轴与轴测投影面的垂线的三个夹角，坐标轴与投影方向的三个夹角以及投影方向与轴测投影面的夹角，都直接影响到轴测投影的结果，因此讨论各个夹角之间的关系是必要的。本文讨论了相关七个夹角参数之间的关系。     

基于GPS测姿和陀螺仪的角度融合定位方法研究

针对城市峡谷等遮挡严重场景下GPS定位精度严重下降问题,提出一种基于GPS测向与陀螺仪角度测量的融合定位方法。该方法通过改进传统的角度测量,利用陀螺仪短时内相对测量精度高的特点,采用卡尔曼滤波,以陀螺仪的相对角度修正GPS测向的绝对角度,再利用GPS/INS组合导航算法进行定位,使定位结果精度更高、更稳定。对提出的方法进行模拟仿真以及车载实验,实验结果表明：通过角度融合后的定位拥有更高的定位精度和定位稳定性,在复杂环境下效果很好,提高了定位可靠性。     

三坐标测量机上实现较大自由曲面的精密测量

本文提出一种在三坐标测量机上基于坐标变换与自由曲线测量相结合的方法,扩大了测量范围,加快了测量速度,最终实现较大自由曲面的精密测量。实践证明,该方法具有测量精度高、操作简单、无需后续处理等特点。     

基于光栅传感技术的测控系统设计

现在光栅作为精密测量的一种工具,在精密仪器、坐标测量、精确定位、高精度精密加工等领域得到了广泛应用,尤其被广泛应用在机器人生产线等设备中。文章介绍了由光栅位移传感器构成的全自动金属带锯床测控系统。全自动金属带锯床在单片机系统的控制下,完成被锯毛坯材料的输送、夹具的夹紧/放松、锯切长度的测量、定位和切断等工作。操作人员只要按要求输入所需材料的尺寸和根数,锯床就能自动完成预定的工作。由于使用了光栅式位移传感器,锯床的测量和定位总误差小于0.1mm。该系统以AT89C51单片机为核心,扩展了8279等其他逻辑芯片。为了增加系统的抗干扰能力,使其能在操作现场恶劣的电气环境下工作,该系统采用了光耦合器、电源净化等必要措施。     

福州市连续运行参考站网数据处理技术研究

福州市连续运行参考站(CORS)的一项重要功能就是快速、精确定位,定位的结果可以为各种用户所使用。根据福州市地方平面坐标系的独立性特点,文章通过坐标联测,研究一种与历史数据吻合又与国家坐标系统相匹配的坐标转换方式。     

使用卫星导航仪定船位的误差分析

文章系统地介绍了GPS导航仪的工作原理和误差,着重从理论上分析了GPS导航仪与卫星信号传播有关的测伪距误差、卫星和船舶相对位置夹角有关的几何误差、海图坐标系和海图所引起误差的来源和大小。根据这些误差的特点,提出一些减小误差提高定位精度的方法以及利用本船的GPS卫星导航仪进行数据实测,验证实测结果是否在理论误差范围内。     

Deep-hole inner diameter measuring system based on non-contact capacitance sensor

A precise aperture measuring system of small deep holes with capacitance sensors is presented. Based on the working principle of non-contact capacitance sensors, influence of the edge effect of gauge head is studied, and one capacitance sensor for measuring the aperture of the small blind holes or through holes is introduced. The system is composed of one positioning device, one aperture measuring capacitance sensor, one measuring circuit, and software. This system employs visual CCD and two-dimensional micro-adjusting mechanism to realize the precise positioning. By LabView software this system is controlled to run automatically, to carry out calibration and automatic data collection, and to make data import into the database directly. Experiments proved that the diameter measurement range of the system can be 1.8 mm—7 mm, the resolution can be up to 5 nm—10 nm, the repeatability measurement standard deviation can be 0.05 μm—0.1 μm, and the measurement uncertainty can achieve 0.15 μm—0.3 μm. So the measuring system can realize the nanometer-level measurement.