目标跟踪机器人视觉系统的设计

针对目标跟踪机器人,设计完成了一套视觉系统,试系统采用高灵敏线阵CCD传感器,以DSP芯片TMS320F2812作为图象处理器,能迅速采集现场信息,具有跟踪特征物体的功能。     

基于双目视觉的原木材积自动检测系统

根据原木材积检测的特点,针对传统人工检尺存在的主要问题,基于双目视觉理论,设计了一种由CCD摄像机、单片机和上位机图像处理软件组成的自动化测量系统.选用HYC-600摄像机组建双目视觉前端,并给出了单片机信号采集处理板、光电编码器和光电开关等关键技术的设计方法,完成了双目标定、Bouquet校正、三维重构和各功能模块的软件开发.实验结果表明:该检测系统能有效克服人工检尺的缺点,成本低、精度高、可靠性强、安装使用方便.     

BGA焊点共面度的特殊结构光投影测量技术

为了解决球栅阵列(BGA)焊点共面度在线检测问题,发展了一种特殊的结构光投影技术。用环形光发射二极管(LED)照明BGA芯片,通过环形灯的中心,布置二个电荷耦合器(CCD)摄像机从不同的角度记录小球上圆环的图像。提出了一个简化的算法,根据两幅图像的差异,可以完成整个BGA芯片的共面度测量。用钢珠和BGA芯片进行的实验验证了方法的精度和可行性。     

信息融合下的无标定视觉伺服

本文在理论推导的基础上,针对手眼系统无标定视觉伺服,提出一种信息融合方法.由超声测距得到机械手末端与目标间的距离,在基于伪逆估计的信息融合无标定视觉伺服完成平面视觉伺服的同时,向目标靠近,实现单摄像机系统在三维空间的视觉伺服.仿真研究验证了文中提出的信息融合方法的有效性.     

基于视觉测量的多光平面的再标定

由多条纹结构光投射器与CCD相机组成的视觉系统，广泛应用于非接触在线测量领域．针对该系统存在的一旦投射器和相机的相对位置发生变化就需要再标定位置参数的问题，提出了只需标定其中的一个或两个光平面就可实现其他光平面的自标定的方法。该方法简单实用．     

基于计算机双目视觉的火灾定位问题的研究

利用计算机双目视觉进行火灾监控系统的自动定位在火灾监控系统的设计中具有重要的地位,为一系列的后续工作打下了坚实的基础.为了对火灾火焰进行定位,需要先对摄像机进行标定,得出需要的参数,然后运用立体匹配算法对两个CCD中的图像进行匹配,找出相应的匹配点,从而得出视差.最后运用双目成像模型推出公式,得出深度值,即火灾火焰与双目CCD之间的距离,从而便于后续工作.     

基于Arduino 模块化机器人视觉系统的研究与设计

基于视觉系统的移动机器人是近年来机器人研究领域的热点,机器人视觉在自动化生产中也变得越来越重要.本文以移动机器人为载体,重点研究并设计了一套移动机器人视觉系统,以视觉系统在移动机器人中的应用为主线,简单介绍了视觉系统中摄像机标定,着重阐述视觉系统对目标的识别与定位以及视觉系统在移动机器人的应用.文中所设计的移动机器人采用Arduino MEGA2560单片机作为主控芯片,负责测距传感器数据采集、定位传感器位置确定、视觉系统伺服控制、驱动电机以及驱动舵机转向等.试验验证移动机器人能准确的运动到目标物体位置,很好的完成既定的任务,移动机器人的视觉系统有效可靠.     

基于FPGA的高帧频CCD驱动控制系统设计

CCD芯片的驱动电路是整个高帧频图像采集系统的核心部分,它关系到整个系统的性能和技术指标.分析并实现了DALSA公司1M像素的帧转移型高帧频CCD芯片FT50M的内部结构和驱动时序,并采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动时序和所需的偏压电路,进而改进了CCD芯片的偏置电压电路,采用大多数的偏置电压由SFD信号生成的方式.因此只需产生极少偏置电压即可生成所需全部偏压,这是目前十分安全的偏压解决方案,并选用了FPGA作为核心控制器件.实验表明:此设计不仅简化了电路,还具有性能好、功耗低、体积小的优点,实现了对高帧频CCD图像采集系统的驱动控制.     

图像采集系统的线性CCD驱动电路设计

文章介绍基于高速线性CCD器件的图像采集系统的构成及其应用。通过对CCD图像传感器TCD1209D驱动时序及数模转换芯片AD9224的转换时序的分析,结合图像采集系统硬件功能要求,设计用于图像采集的高速线性CCD驱动电路,并采用单片复杂可编程逻辑器件(CPLD)进行了实现;测试表明驱动时序产生电路满足目标图像采集系统的应用需要。     

基于模板匹配的细菌鉴定系统摄像机标定方法研究

在研究传统摄像机标定原理及方法的基础上,针对传统方法的不足,提出了基于CCD的细菌自动鉴定系统的一种特殊的基于模板匹配的单目摄像机标定方法。该方法直接将基于CCD细菌鉴定系统中的96孔酶标模板作为辅助标定装置,仅要求全自动微生物鉴定系统中的摄像机摄取任一幅模板图像,即可根据射影几何内秉的约束条件完成对系统中CCD摄像机焦距、摄像机高度等有效参数的标定,计算量小,有一定的实用性。通过对该方法标定结果与基于空间三角形的标定算法所得结果进行实验比较,证明了该方法的有效性。     

复杂零件多直径的快速测量

基于计算机视觉技术，介绍了由一个通用的十字线激光器和一个CCD相机组成的视觉测量系统及其标定方法，辅以被测点的共面性约束，建立了系统的测量数学模型，并用其对一个复杂的多直径零件进行了测量实验，只需一幅图像，就可以同时测量出零件的多个直径。该方法不需要精密的夹具对零件进行严格定位，方便、快捷、实用，激光器也不需专门定做。     

智能加工中心的视觉系统

提出了一个智能加工中心（ＩＭＣ）的实验系统方案，计算机视觉系统作为ＩＭＣ的感官部件，利用ＣＣＤ工业摄像机摄下机床工作台上的工件毛坯图像，在零件设计信息指导下，把待加工面抽象成一条封闭的平面曲线，据此识别工件毛坯及其安装状态，进而识别工件坐标在机床坐标系中的位置．从而将视觉信息作为工艺规划的依据．     

边缘检测方法在线阵CCD大坝位移计中的应用

根据大坝变形监测的实际需求,采用先进的CCD以及FPGA技术,设计了用于大坝水平位移监测的高精度位移计．根据线阵CCD的特性,论述了利用平行光源进行测量的结构及原理．通过对CCD图像进行数字化,采用数字的高斯滤波及边缘检测算法对CCD图像进行像元级的边缘定位．在实验中运行了FPGA作为处理部件,采用VerilogHDL对处理算法进行逻辑设计,通过论证,系统具有很高的测量精度以及集成度．     

冷轧带钢表面缺陷视觉检测系统

基于多级分类和模块化设计思想设计一套基于机器视觉的冷轧带钢表面缺陷检测系统. 该系统硬件采用自行研制的高速线阵CCD图像采集器及配套的高速光纤图像采集卡、 高速FPGA图像处理卡和多核处理器; 软件采用RTAI Linux实时操作系统及并行处理策略, 确保了系统的实时性. 图像分割并行处理实验表明, 四核处理器的处理速度是单核处理器的3.2倍, 显著提高了系统的处理性能.     

单摄像机立体视觉测量的研究

立体视觉测量的单摄像机结构相对双摄像机结构在结构尺寸、检测速度和经济成本上有明显的优势,有着广泛的应用前景。从原理和结构方面分析了单摄像机立体视觉测量的结构精度。结合双目立体视觉的基础与单摄像机测量结构的具体组成,用数学方法解析各个因素的影响情况,得出较为直观的数学描述;对结构尺寸和精度要求进行综合考虑,针对大视场角结构设计的复杂性,完成结构设计过程,提出较合理的结构形式;通过相应的实验进行精度验证和分析,验证了设计和分析方式合理性。     

DM99型CCD测径实验系统的改进

在研究线阵CCD工作原理的基础上,选用AT89C52单片机对DM99型CCD测径实验系统进行了改进．用自行设计和组装的AT89C52单片机系统进行数据采集与处理,取代原实验系统的USB数据采集盒和计算机等部件及设备,简化了实验系统．测试结果表明,AT89C52单片机数据采集系统能够准确测量样品的直径,并且增设尺寸误差报警功能,是对原实验系统的一个很好的补充．     

Development of a BGA Package Based on Si Interposer with Through Silicon Via

A ball grid array (BGA) package based on Si interposer with through silicon via (TSV) was designed. Thermal behaviors of the designed BGA with Si interposer has been analyzed and compared to a conventional BGA with BT substrate in the approach of finite element modeling (FEM). The Si interposer with TSV was then fabricated and the designed BGA package was demonstrated. The designed BGA package includes a 100 μm thick Si interposer, which has redistribution copper traces on both sides. Through vias with 25 to 40 μm diameter were fabricated on the Si interposer using deep reactive ion etching (DRIE), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), copper electroplating and chemical mechanical polishing (CMP), etc. TSV in the designed interposer is used as electrical interconnections and cooling channels. 5 mm by 5 mm and 10 mm by 10 mm thermal chips were assembled on the Si interposer.     

基于双棱镜单摄像机立体视觉的P-GMAW熔池表面重建

利用传统的双目立体视觉技术进行焊接熔池表面形貌的三维传感,系统成本昂贵,且拍摄时必须保证同步,摄像机参数的不一致也容易造成重建误差。分析了双棱镜立体视觉系统原理,搭建了一套基于双棱镜的单摄像机立体视觉系统,在一个CCD像面上拍摄到同一物体存在视差的两幅图像,预处理后通过SSD算法求取像素级视差图,然后由二次曲线拟合进一步获得亚像素级视差图,由标定结果求得每个图像点对应的三维坐标。通过搭建的传感系统获得了P-GMAW平板堆焊基值期间的熔池图像,依照上述流程重建了熔池的三维表面形貌,同时针对重建结果做了误差分析,证实了其可靠性。     

基于机器视觉的薄带铸轧熔池液位识别方法

为解决薄带铸轧熔池液位难检测的问题,研发机器视觉识别熔池钢水液位的方法.利用线阵CCD下熔池钢水与铸轧辊灰度值有明显差别的图像特征,建立熔池液位的机器视觉检测系统.利用所选线阵相机采集图像速度快的特性,提出基于时间建立熔池液位图像原型的方法,建立了以滤波处理、二值化处理和边界识别为核心的熔池液位视觉识别模型.使用建立的系统和模型在实验室铸轧机和感应加热炉上进行了测试实验,结果表明:所建的熔池液位视觉检测系统和识别方法具备可行性,具有较高的检测精度和较快的检测速度,能够满足工业生产需要.