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基于机器视觉的低频振动台参数测试方法研究

陈贤楷 阳长洪 邱宇涵

陈贤楷,阳长洪,邱宇涵. 基于机器视觉的低频振动台参数测试方法研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(3): 22-28 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0364
引用本文: 陈贤楷,阳长洪,邱宇涵. 基于机器视觉的低频振动台参数测试方法研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(3): 22-28 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0364
CHEN Xiankai, YANG Changhong, QIU Yuhan. Machine Vision-Based Measurement Method for Determining the Parameters of Low-Frequency Shakers[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(3): 22-28. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0364
Citation: CHEN Xiankai, YANG Changhong, QIU Yuhan. Machine Vision-Based Measurement Method for Determining the Parameters of Low-Frequency Shakers[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(3): 22-28. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0364

基于机器视觉的低频振动台参数测试方法研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0364
基金项目: 2023年国家级大学生创新训练项目(202310657020);贵州大学大学生创新创业训练计划项目资助(gzugc2023013)。
详细信息
    作者简介:

    陈贤楷(2003-),贵州大学在读本科生,研究方向:机器视觉与控制算法,邮箱:19943232089@163.com

    通讯作者:

    邱宇涵(2003-),贵州大学在读本科生,研究方向:机器视觉与控制算法,邮箱:15132935550@163.com

  • 中图分类号: TB936

Machine Vision-Based Measurement Method for Determining the Parameters of Low-Frequency Shakers

  • 摘要: 为保证低频振动台性能参数测量的准确性,降低参数测量的成本和复杂度,提出基于机器视觉的低频振动台参数测试方法。首先,将导轨等效为一个大半径的圆弧,分析特征标志在垂直方向上的位移变化,利用最小二乘法拟合弯曲状况,实现导轨弯曲度的测量。然后,通过运动序列图像感兴趣区域内的亚像素级边缘提取方法实现振动台运动位移的精确测量。最后,利用正弦逼近法拟合振动台的运动位移得到其拟合振幅,进而求解振动台的各项关键性能参数。此外,仅通过一套简单的视觉测量设备即可实现这些参数的高精度测量。与传统测量方法的对比实验结果表明,机器视觉法在添加三种不同负载的情况下得到的弯曲度与传统方法高度近似。对于其他性能参数的测量,机器视觉法在0.01~10 Hz范围内也能获得可靠的测量精度与效率。
  • 图  1  机器视觉振动台参数测量装置原理

    Figure  1.  Schematic diagram of the shaker’s parameter measurement device using machine vision

    图  2  导轨弯曲二维曲线模型

    Figure  2.  Two-dimensional curve diagram of the guide rail

    图  3  实验装置

    Figure  3.  Experimental equipment

    图  4  使用三种不同方法测量得到导轨弯曲度结果对比

    Figure  4.  Comparison of the bending results of the rail measured using three different methods

    图  5  使用三种不同方法测量得到四项性能参数结果对比

    Figure  5.  Comparison of the results of the four transient parameters measured using three different methods

    表  1  实验设备及参数

    Table  1.   Experimental devices and their parameters

    设备名称 设备参数
    IDTOS10-V3-4K摄像机 最大帧率为1000 fps、最大分辨率为900万像素
    ESZ185-400振动台 可以在0.01~100 Hz的频率范围内提供最大峰值为400 mm的正弦激励位移
    棋盘格标定板 采用8 × 8方格,方格尺寸为15 × 15 mm
    高对比度标志I 由1 × 60 mm的线段及4个直径为15 mm的圆组成
    高对比度标志II 由尺寸为40 × 60 mm的矩形及4个直径为15 mm的圆组成
    触发器 提供同步脉冲TTL信号
    计算机 搭载有Matlab2018仿真软件
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-28
  • 录用日期:  2024-01-30
  • 修回日期:  2024-02-20
  • 网络出版日期:  2024-03-18
  • 刊出日期:  2024-03-01

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