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回转体内腔测量的虚拟防碰撞算法: 2014年; 由于工件的遮挡,无法直接观察回转体测量机内表面测量系统的运行情况。为防止非接触测头与工件在测量过程中发生碰撞,利用OpenGL建立了回转体测量机的虚拟三维运动仿真模型进行实时监测。同时,提出了虚拟环境下一种基于点面最短有效距离的防碰撞算法,通过软件监控关键点与待测物体表面的距离作为真实系统的防碰撞检测依据,并且将其应用于虚拟回转体测量系统中,作为防止测头与回转体工件碰撞的重要手段。实验证明测试点与工件内表面最小距离控制在误差允许的范围内,而且系统运行时能够在测头与工件碰撞产生前及时发出警报,停止当前的测量机运行,可以有效避免测头与工件之间的碰撞。该算法具有判断简单、响应快速的特点,对于非接触测量中测头的安全防护具有实际的工作意义。; 裘祖荣李鹏伟; 关键词：仿真环境防碰撞算法

参数法P3P模型在视觉坐标测量中的应用(英文): 2010年; P3P问题的求解是视觉坐标测量系统建模的数学理论基础,传统上利用通用余弦定理和正弦定理求解。为快速精确地求取控制点三维坐标,提出一种利用参数法求解P3P模型解析解的计算方法,并将该模型应用到视觉坐标测量过程中,通过精确求解共线三控制点在摄像机坐标系下的坐标,进而求出与其位置关系已知的被测点三维坐标。介绍了该测量系统的结构、测量原理、计算模型、实验过程以及实验结果,并与传统的利用通用余弦求解模型的计算结果进行了比较,说明本计算方法不仅简单直观,而且精度较高,非常适合应用在视觉坐标测量过程中。; 王娟王娟裘祖荣; 关键词：视觉测量

基于时间差法的共焦测头信号处理: 2010年; 基于时间差法的共焦测头测量的位移量是测头输出的光电信号中相邻驼峰之间对应时间差的一一映射。为了更加准确稳定地计算出光电信号中的时间差,本文分析了改进后测头输出光电信号的特点,指出了目前信号处理方法的缺陷,进而提出了相似形态分析法,用于计算相邻驼峰之间对应的时间间隔。实验数据显示,在采样频率为2MHz的数据采集系统中,使用相似形态分析法计算得到的时间间隔的标准差为0.33μs,高于最大值法的3.37μs。结果表明,相似形态分析法计算结果准确,不受噪声的影响,对信号的前期处理要求低,易于实现,计算结果稳定且不受激光光强变动的影响和环境光的干扰。; 裘祖荣魏芳坤谢利勤李杏华肖功剑; 关键词：光电信号

大尺寸空间角度检测系统的现场标定方法被引量：4: 2012年; 为了实现大尺寸空间异面直线夹角检测系统的现场标定,提出了基于待测对象的现场标定方法。结合一个具体的工程实例介绍了系统的测量方法,针对系统内部机器视觉子模块的测量对象提出了适于现场快速实施的标定策略。分析了影响系统检测精度的各项误差源,给出了系统标定板的设计加工方案。研究了系统的框架设计和标定板布局的合理性。设计了标定环节的数字图像处理流程,并给出了各个步骤的处理结果。实验结果表明,在光照条件为355lx的情况下,采用所提出的标定方法使视觉检测系统的误差均值由0.065123°缩减为0.00219°,补偿效果满足要求,系统对于间隔7m的异面角度的标准测量不确定度为0.114°。; 胡文川裘祖荣张国雄; 关键词：图像处理

基于公共光学基准的大尺寸空间角度测量关键技术被引量：1: 2010年; 提出了基于公共光学基准的大尺寸空间的角度测量方法。通过在数米至十几米的大尺寸空间内建立公共光学基准,结合视觉测量和计算机图像处理技术,借助测量公共方向基准与各个几何元素之间的夹角,可简便地实现对大尺寸空间的异面几何元素之间夹角的测量。分析了建立公共光学基准的方法。按照所提出的测量方法,对相距7m的两条异面直线的空间夹角成功地进行了现场测量。; 姚江伟张国雄裘祖荣胡文川

一种用于单摄像机视觉传感技术的新模型被引量：3: 2009年; 提出了一种用于单摄像机视觉传感测量技术的新模型,该模型采用参数法可直接求解视觉传感测量过程中控制点的三维坐标,进而求出被测点的三维坐标。文中简要介绍了利用单摄像机测量目标三维坐标的工作原理与系统结构,给出了求解新模型的详细计算过程,并通过大量的实验来验证了新模型的正确性与有效性。; 王娟王娟裘祖荣; 关键词：单摄像机

基于公共光学基准的大尺寸空间角度测量误差研究被引量：1: 2010年; 根据所提出的基于公共光学基准的大尺寸空间的角度测量原理,提出了相应的测量系统的精度设计方法、测量系统主要器件位姿误差的检测与调整方法,并提出了测量准确度的评定方法;借助水平仪的监测,在大尺寸空间内建立标准角度并对其进行测量,实现了对测量准确度的评定。; 姚江伟张国雄裘祖荣胡文川李杏华

大尺寸空间异面直线夹角的检测被引量：14: 2012年; 针对实际工程中相距数米至数十米的若干几何元素之间的空间夹角,提出了大尺寸空间异面直线夹角激光检测系统的设计方案。首先,根据常见待测直线元素不同的实体存在形式,设计了相应的实体体现方法,并建立了异面夹角测量所需的公共基准;对于待测元素在公垂线方向距离很远的情况,采用单束线结构激光作为公共基准。然后,针对一个具体的工程实例,给出了系统检测框架的设计思路。最后,提出了公共基准与待测元素空间关系的获取方法。采用数字图像处理技术检测公共基准与各个待测元素构成的夹角并通过三角关系间接获得了待测元素异面夹角的检测结果。在30次系统测量中,系统重复性精度达到±0.020 85°,表明所提出的检测系统满足测量要求,验证了测量原理的可行性。; 胡文川裘祖荣张国雄; 关键词：大尺寸测量机器视觉

嵌入式线结构光角度视觉检测及误差补偿被引量：6: 2013年; 建立了基于DM642的嵌入式线结构光角度视觉检测系统,用于精确实时地在线检测线结构光角度。首先,将以CCD为图像传感器的装置与基准平面固定,以线结构激光发生器为光源的装置与被测平面固定;用CCD采集投影屏上的线结构光图像,再由DM642进行实时处理得到线结构光的角位置,并对角位置进行标定来获得被测平面与基准平面的夹角。然后,分析系统误差源,得出系统主要误差是由CCD感光面阵平面与投影屏平面之间的夹角α所致。最后,针对此误差项建立数学模型,并根据模型采用圆光栅控制激光发生器精确转动3个角位移,由圆光栅所得的精确角位移值和对应的图像检测值计算出标定夹角α的大小和方向,并对由此夹角误差导致的检测误差进行精确补偿。实验结果表明:在α为0.331 97°时,经误差补偿后的圆光栅角位移值和对应的图像检测值之间的转角误差由22.522%减小到0.595%,系统测量的不确定度为0.051 44°。; 裘祖荣陈浩玉胡文川邹茂虎杨婷; 关键词：机器视觉线结构光误差补偿 DM642

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国家自然科学基金(50775160)