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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
朱传辉 朱志明 柯挚捷 张天一
视觉传感是智能化焊接生产制造中实现焊接坡口尺寸参数、焊枪空间位姿等在线检测的关键技术,其有效应用的前提是视觉传感器内参的准确标定.该文针对独特设计的基于组合激光结构光的视觉传感器,提出一种视觉传感器内参一体化标定方法,基于普通的棋盘格标定板,通过标定相机内参,采用骨架细化法与Hough直线检测提取图像中的激光线中心线,求取投射在标定板上的激光线中心线上点在相机坐标系中的三维坐标和拟合激光结构光平面方程参数等,可实现视觉传感器内参的一体化标定,有效提高视觉传感器内参的标定精度和效率及标定过程的便捷性.在平面工件焊接坡口尺寸参数检测验证试验中,焊接坡口尺寸参数的检测误差均值和重复误差皆不超过0.04 mm,表明该视觉传感器的标定精度良好,可以满足焊接领域对焊接坡口尺寸参数的检测需求.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
孙博文 朱志明 郭吉昌 张天一
基于激光结构光的视觉传感器广泛应用于焊接领域的坡口检测和焊缝跟踪。该文提出了一种基于组合激光结构光的新型视觉传感器,独特的光路结构设计避免了传感器应用于不同焊接位姿时繁琐的外参数标定,仅依靠传感器内部固有参数(应用前需校准)和焊接坡口图像的特征点坐标值,即可实现焊接坡口参数的在线检测,有效增强了传感器的适应性。通过对不同图像处理算法的改进和合理组合,对图像处理流程进行了优化。动态感兴趣区(region of interest,ROI)区域提取算法可快速寻获有价值的激光线和特征点所在区域,有效提升了后续图像处理速度;顶帽变换与自适应二值化组合,在将激光线灰度值均匀化的同时,实现了激光线与背景图像的有效区分。运用基于LOG(Laplacian of Gaussian)算子的边缘识别算法,可提取出激光线的单像素边缘;采用最小二乘法对所求得的激光中心线离散点进行直线拟合,通过联立直线方程求交点的方式,实现了对焊接坡口特征点图像坐标值的准确识别。借助Visual Studio平台,运用改进的图像处理算法、优化的图像处理流程和检测算法,对特征参数不同的V形焊接坡口进行检测试验,检测误差均在±4%以内,验证了所提出视觉传感器及其检测算法和图像处理流程的合理性和适用性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
冯宇星 郑军 林劲松
传统线激光视觉传感器受到相机景深的限制，高精度测量范围有限。通过倾斜镜头以满足Scheimpflug定律，能在视觉传感器内建立恒聚焦光路，使可见范围均清晰成像。该文针对改进后的线激光视觉传感器，提出了一套完整且有效的标定方案。相机内参标定方面，建立了倾斜相机成像模型，并提出了新的参数初值获取方法和非线性优化流程。光平面标定方面，设计了双台阶形状的新标定靶物，只需要采集一次标志物轮廓信息就能通过最优化求解快速完成光平面标定。实际测量结果显示，完成标定的传感器对标准陶瓷量块尺寸的检测偏差均值约为0.028 0 mm,表明该文提出的标定方案可靠有效，符合实际应用需求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
叶涛 陶鸿景 欧阳煜 朱红秀 刘旭涛 郭智蔷
针对机械工程测试课程实验要求，结合管道内壁测量的实际工程问题，该文设计了一种基于高分辨率摄像机与光学反射系统的全向结构光视觉传感器，该传感器采用结构光视觉三维测量技术实现管道内壁缺陷测量，具有制造成本低、测量精度高的特点。针对传感器标定与应用设计了4个实验项目，实验结果表明，在狭窄受限空间和低光照的环境中，该测量系统可以实现管道内壁的三维测量，满足实际应用要求。通过实验，学生加深了对视觉测量理论知识的理解，掌握了理论知识在实际工程中的应用，为后续研究及工作打下基础。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
沈跃 夏伟 刘慧 李宁
树木尺寸、形状等特征信息的获取,是现代化农业中重要的环节,为农林管理中的变量精密喷雾提供依据。为了实现对树木靶标信息的精确测量,搭建了基于UTM-30LX型激光传感器的室内滑台靶标检测系统,实现对规则物体、仿真树的扫描检测,通过编写的C++程序,实时读取数据信息并存储于控制计算机中。利用MATLAB软件对存储的数据信息进行后期的离线分析,重构物体三维图像,通过最大相对误差、轮廓相似度两个参数,分析激光传感器检测得到靶标目标尺寸、重构目标三维图像的精确度。以长方体柜子、圆柱体泡沫、2棵仿真树为试验对象,按照
[期刊] 林业科学
[作者]
韩玉杰 田中千秋
This paper investigates the possibility of measuring the surface roughness of wood by the laser displacement sensor. Ten points_based mean roughness of the planed surface of Douglas, Hinoki, Beech and Padauk was measured by using the laser displacement meter and the stylus instrument to clarify the ...
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
沈跃 夏伟 刘慧 李宁
树木尺寸、形状等特征信息的获取,是现代化农业中重要的环节,为农林管理中的变量精密喷雾提供依据。为了实现对树木靶标信息的精确测量,搭建了基于UTM-30LX型激光传感器的室内滑台靶标检测系统,实现对规则物体、仿真树的扫描检测,通过编写的C++程序,实时读取数据信息并存储于控制计算机中。利用MATLAB软件对存储的数据信息进行后期的离线分析,重构物体三维图像,通过最大相对误差、轮廓相似度两个参数,分析激光传感器检测得到靶标目标尺寸、重构目标三维图像的精确度。以长方体柜子、圆柱体泡沫、2棵仿真树为试验对象,按照选取的3个检测距离和4个检测速度分别对4个试验对象进行检测与数据分析。试验结果显示,多次试验下,与人工测量尺寸比较而言,激光传感器测得的长方体柜子长度、宽度和高度尺寸最大相对误差分别为6.76%、6.86%和3.92%,圆柱体泡沫的高度、直径尺寸最大相对误差分别为4.25%和7.33%,仿真树1高度、宽度尺寸最大相对误差分别为4.06%和5.91%,仿真树2高度、宽度尺寸最大相对误差分别为3.24%和4.00%;仿真树1、2的激光扫描重构图像与对应实物轮廓相似度最小值分别为0.928 8和0.932 6。研究表明,UTM-30LX型激光传感器在各种试验条件下对多种试验靶标特征检测均具有较好的精确性和准确性,可以担负变量喷雾检测的任务,具有应用到农业生产中的前景。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
罗亚辉 蒋蘋 胡文武 吴畏
为研制适于南方水田小面积作业的小型农机定位系统,设计了一套用于农田激光三点定位系统的激光接收器。激光接收器通过靶标随动机构实时调整接收靶的回转角度,确保其有效接收激光发射源发射的信号;为准确识别靶标上的激光光斑中心,建立了基于算术平均值滤波算法、中值滤波算法和α–β滤波算法的激光光斑预处理算法。将激光接收器安装在插秧机上进行激光接收动态试验,结果表明,当插秧机在距离激光发射器约100 m处以5、12、20 cm/s速度运动时,激光接收器均能准确接收激光发射器发射的激光信号,并识别着靶信息,实时反映出插秧机的运动状态。
关键词：
双激光源 农机定位系统 激光接收器
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
姜鑫 尹文庆 浦浩 胡飞 陈彩蓉 李旭辉
[目的]针对螺旋输送器在输送谷粒的过程中需要在线测量物料输送量的问题,选择合适的在线测量方法,实现螺旋输送器输送谷粒体积的在线测量。[方法]选择常用的螺旋输送器,应用激光三角法构建结构光三维视觉测量系统;通过试验参数标定法建立物长与像素偏移值的关系;在对结构光图像进行预处理的基础上,通过阈值判定法获取谷粒流轮廓;分别用图像处理法与几何解析法对螺旋叶片裸露情况进行判定,对断裂的谷粒流轮廓运用最小二乘法进行拟合;基于梯形微元积分求和法,分别建立谷粒流截面计算模型与体积计算模型。[结果]螺旋输送器填充率在45%以上,转速在26.3～46.0r·min~(-1),输送3种不同体积谷粒时,谷粒流体积测量平均误差小于5%,重复试验变异系数小于0.024,均方根误差小于0.969。当测量体积为11.6 L,螺旋输送器转速为32.8 r·min~(-1)时,图像处理法的最小误差为1.73%,几何解析法最小误差为1.97%。[结论]采用结构光三维视觉测量系统,应用梯形微元积分求和法建立谷粒流体积计算模型,可以实现螺旋输送器输送谷粒体积的在线测量。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
贾英辉 耿涛 徐光宪 陈万志 冯泽鹏
设计了通信专业创新实验案例—基于STM32的多气体传感器检测光传输创新实验系统,并对实验系统的气体检测模块和光传输模块进行了软硬件设计。实验结果表明该实验系统能实时检测多种有害气体浓度,可通过光纤进行远距离信息传输。通过设计实验系统,不但使学生可以掌握通信、电路、电子设计和单片机技术,而且使学生的应用创新能力和实践能力得到提升。
关键词：
单片机 光传输 应用创新 气体检测
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
杨圣语 宋悦 薛金林 王培晓
为改善基于GNSS/INS组合定位的水稻插秧机在遇到遮挡、电磁干扰、传感器失效等情况时的导航效果，在原有GNSS/INS组合定位的基础上，提出一种视觉导航系统（vision navigation system,VNS）补充的水稻插秧机多传感器组合定位方法。首先设计改进的Otsu法和改进的Hough变换算法用于视觉定位信息提取，并构建插秧机和相机坐标系关系方程以求解位姿值；然后采用具有容错功能的联邦卡尔曼滤波算法将VNS输出的定位信息和GNSS、INS输出的定位信息进行融合；最后分别在水泥地和水田进行试验。结果显示，空旷水泥地场景下，GNSS/INS/VNS组合定位和GNSS/INS组合定位精度相近，而在遮挡水泥地场景下，GNSS/INS/VNS组合定位解算出的位置误差和航向误差的平均值分别为1.77 cm和0.99°，相较于GNSS/INS组合定位方法分别提高46.8%和61.5%；水田试验中，经过视觉补充后导航系统的横向偏差和航向偏差平均值分别降低45.7%和67.9%，横向偏差平均值为1.97 cm，航向偏差平均值为0.49°。试验结果表明，基于视觉补充的多传感器组合定位方法能有效降低导航系统的定位误差和跟踪偏差，满足插秧机自动驾驶作业的要求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘善春 袁洪学 李鲤
采用随机介质ZnO颗粒结合金属-介质界面传播的SP(表面等离子)波补偿损耗,设计实现了一种石英-金膜-混合ZnO染料的金属腔激光器。从散射和光增益两方面证明了随机激光的存在,在发射谱中观察到了带宽小于1nm的尖峰。分析结果发现,金属层对于随机激光的发生没有起到实质性作用,结构的受激面积阈值和激发阈值的数值分析结果符合随机激光原理。该研究对于光通信和光电集成的发展有一定的理论和实际意义。
关键词：
金属腔激光器 光通信 补偿损耗 随机激光
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
熊妮娜 王佳 罗旭 冯仲科 韩光瞬
树冠体积在林业及其他领域得到越来越广泛的应用.该文介绍了三维激光扫描系统的组成、工作原理及工作流程;探讨了应用三维激光扫描系统,通过扫描获取单株树木的三维空间点阵数据,将树冠近似为多个圆台体,求它们的体积之和来计算树冠体积的方法.并在甘肃省小陇山林业局党川林场以油松为例进行了实验,而后对实测数据进行了精度分析,取得了较为满意的结果.研究表明,利用三维激光扫描系统测量树冠体积具有较强的实践意义和应用价值.
[期刊] 科技管理研究
[作者]
曹晨 叶茂 章日辉
揭示全球光纤激光器产业技术发展现状,为中国光纤激光器产业技术发展方向提供参考。基于近10年的专利数据,从专利申请态势、区域竞争力、研发机构实力、热点研究领域等角度揭示全球光纤激光器产业技术的研究进展。近10年中国光纤激光器专利技术高速发展,产业前景广阔,但研发机构整体缺乏海外布局意识;高功率光纤激光材料与器件、特种光纤、光纤耦合技术、光纤激光加工技术是当前光纤激光器技术研发热点,未来可重点关注超快激光光速合成、光纤激光非线性效应调控等技术领域的研发动向;产业上游核心元器件的研发能力不足,光纤介质、高功率泵浦源芯片、高功率光纤光栅等核心元器件技术壁垒有待突破。
关键词：
专利分析 光纤激光器 产业技术
[期刊] 建筑经济
[作者]
任小玲 周逸铖 杨晨旭
通过对光伏建筑一体化(BIPV)项目的发展现状、实际工程的应用情况进行阐述，对光伏建筑一体化项目在实施阶段的成本分布以及在项目运营阶段带来的经济效益进行分析。结果表明：光伏建筑一体化项目的成本主要分布在人工成本、光伏组件成本、技术成本等方面，且由于目前仍处于光伏建筑一体化发展的初始阶段，在成本分析中应当考虑既有建筑光伏改造方面的成本。光伏建筑一体化项目运营阶段的收益主要来源于光伏自发电自用，余电并网，政策补贴等几方面，且项目本身经济效益会随着建筑使用年限的增长而不断增强。
关键词：
太阳能 碳中和 光伏建筑一体化 成本分析
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