光纤环绕制中滞后角控制的研究

为提升光纤环绕制设备的排线性能,避免不合理绕制滞后角引起的各类绕制缺陷和绕制错误,在对绕制滞后角的几何位置与受力分析进行研究的基础上,建立了滞后角、光纤间隙和光纤上线终点三者之间的数学模型;并通过对绕制初始时刻滞后角引起错误绕制现象进行分析,提出了在绕制初始时刻对该滞后角进行合理补偿的方法。实验结果表明:合适的滞后角可以有效避免绕制缺陷的产生,使用该换层绕制初始时刻滞后角补偿方法可以消除绕制错误的现象,实现光纤环绕制设备的精密排线和自动化缠绕。     

光纤环绕制监测图像清晰度评价方法

针对光纤环绕制过程中,光纤绕制层数增加和视觉系统景深量限制导致的光纤环绕制图像成像不清晰的问题,根据绕制图像的纹理特征,建立了适于光纤环绕制图像清晰成像的视觉系统,并根据图像清晰与否在空域中表现出的边缘特征差异,采用空域中图像清晰度评价方法对多幅光纤环绕制图像进行分析,以函数的单峰性、无偏性并且无局部极点作为最优评价函数确定光纤环图像最清晰的成像位置.通过仿真验证了Brenner评价方法可以有效地确定光纤环绕制图像清晰成像的位置.     

漆包线缠绕缺陷的实时检测与修正方法研究

针对线圈绕线设备在进行高精度绕线作业时,容易出现间隙错误、搭接错误等缠绕缺陷问题,为提高线圈绕制质量,提出了一种实时检测线圈缠绕过程中出现不同绕制状态并进行修正的方法. 该方法在分析线圈的绕制特点基础上,给出了漆包线缠绕缺陷的实时检测算法,并设计了相应的视觉检测系统和绕线设备的控制系统. 该方法基于1×3模板提出了对预处理后的效果图轮廓点的提取算法;基于轮廓点拟合的绕制状态检测给出了修正方法,从而实现了线圈绕制状态的实时检测,并根据视觉实时检测结果修正错误的绕制状态. 通过视觉检测系统稳定性试验、系统准确率试验和正交试验的验证,该方法明显增加了线圈绕制的紧密性,使线圈绕制成品的生产效率及质量得到了有效提高.      

采用图像处理的胶囊尺寸缺陷检测方法

针对透明胶囊的成像特点,提出一种实时性好、健壮性较强的结合阈值分割、腐蚀、轮廓提取及区域填充的图像提取算法.利用旋转和一阶差分分割胶囊本体,通过最小包围矩形测量胶囊的尺寸,并与公认标准进行对比,从而判别胶囊是否存在尺寸缺陷.实验结果表明:胶囊图像提取和尺寸缺陷识别算法的平均漏检率为6.38%,平均误检率为4.13%.     

基于遗传算法的封闭轮廓最小面积凸包围盒生成算法

许多工程应用中需要计算区域最小面积的包围盒。当前工程实践中通常采用的是面积最小的矩形包围盒,而最小面积矩形包围盒在许多工程实践中由于存在较大误差因此并不能满足应用需求。本文基于遗传算法的思想,研究并提出了任意封闭区域(轮廓)最小面积的凸包围盒生成算法。该算法简单,速度快,效果显著。实际应用表明了该算法的有效性与实用性。     

光纤环绕制中张力控制与高精度排线的研究

针对光纤环各类绕制方式对温度变化抑制能力的研究,得到四级对称绕制设备的具体要求。目前的光纤环绕制设备与其进行比较后,发现主要有以下缺陷:绕制过程中张力控制波动大、排线精度比较低和绕制设备的自动化程度不完全。对光纤环绕制设备的进行改进:首先,建立供纤轮与绕纤轮之间速度差的数学模型;并经过仿真得到换光纤层绕制时必须改变供线轮的转速以保证张力的基本范围;而且使用舞蹈轮微控设备实现张力波动小范围控制。其次,采用光纤绕制检测设备实时检测光纤排线性能;并确定合适的滞后角度以实现高精度排线。最后,采用一从两主的电机控制方法实现光纤绕制设备的自动绕制。经过实验验证:该张力控制方法可以实现不同层光纤张力的高精度控制,而采用该排线方式也可以完全实现高精度排线的自动化。     

基于环绕数约束模型的轮廓识别算法研究

为了解决当前图像轮廓识别算法中由于区域标记和轮廓标记性质不同,导致难以将多标记融合识别技术应用于图像轮廓识别中的问题,本文提出了一种基于环绕数约束的能量最小化模型,用以精确识别目标轮廓.在这种模型中,区域标记(如颜色和纹理均匀性)和轮廓标记(如局部对比度和连续性)通过一个目标函数进行描述,实现多标记融合识别.首先,将环绕数作为约束,将其引入到能量最小化模型中,得到区域标记与轮廓标记的线性约束;然后,对区域标记、轮廓标记以及曲率标记进行融合,实现对图像中目标轮廓的识别;最后,将能量最小化模型与标记相结合,通过比率能量函数对算法进行实例应用分析,验证算法的有效性.实验结果表明:与传统轮廓识别算法相比,所提算法具有更高的轮廓识别精度.     

基于改进空间矩算法的光纤纤芯轮廓特征点快速提取

为了提高基于视觉的光纤精密对接的特征点提取速度和定位精度,提出了一种基于改进空间矩算法的光纤纤芯轮廓特征点亚像素快速提取算法.该算法首先对光纤纤芯的初始位置进行快速搜索,进而对纤芯和光纤端面进行边缘追踪,提取出纤芯的边缘;然后采用改进空间矩算法得到边缘的亚像素位置,并对提取到的纤芯边缘点和端面边缘点进行直线拟合,求取光纤中轴线及端面直线方程.实验结果表明,文中提出的光纤纤芯轮廓特征点提取算法相对于传统方法具有提取速度快、抗噪性好和定位精度高的特点,能满足实时精密对接光纤的要求.     

基于霍特林变换与CUDA架构的缺陷标记方法

在表面缺陷自动光学检测图像处理中,需要对每个缺陷进行标记,便于后续判别缺陷的类型、大小、位置、方向等Blob特性。研究了应用Hotelling变换（霍特林变换）求出缺陷的主轴方向和最小外接矩形,沿着主轴方向将缺陷标记出来的算法,并给出了应用NVIDIA的CUDA架构对标记算法进行加速实现的方法。研究结果表明,根据图像缺陷大小的不同,可以取得5~10倍的加速。     

一种快速提取植物叶片最小外接矩形的算法

为了提高提取植物叶片最小外接矩形的计算效率与精确度,提出一种快速提取植物叶片最小外接矩形的算法.该算法首先使用Canny算子提取叶片轮廓,然后使用基于平面扫描法的Graham算法构造叶片轮廓凸包,最后提取叶片最小外接矩形.仿真实验结果表明:在Flavia植物叶片数据库中进行测试,该算法优于旋转法、顶点链码法.     

多种子点提取三角网格特征轮廓的方法

提出一种基于多种子点提取三角网格特征的算法,根据曲率大小和法向矢量检测特征轮廓存在区域并用不同颜色凸显;在适当位置指定种子点并计算种子点的相关属性;构建节点评估函数模型来选择路径节点;最后将提取的特征轮廓线进行光顺处理。通过实例表明,该算法不仅对封闭特征和锐利边缘提取有效,还对开口特征和特征变化平缓的区域有效,甚至对相同特征分叉时提取的准确性更高。     

光纤缺陷实时检测与分类方法研究

针对人工检测高速运动光纤表面缺陷的效率低、准确性差、难以实时检测等问题,设计实现了一套基于机器视觉的快速光纤缺陷检测系统。定义光纤缺陷,建立分类数据库和分类标准;设计全方位数据采集系统自动连续获取光纤表面图像信息,输入工控机进行处理;提取光纤目标区域,获得光纤缺陷形态学特征数据;针对光纤缺陷特点和AdaBoost分类器的优缺点,设计了一种改进的基于形态特征的AdaBoost级联分类器用于光纤缺陷检测与分类,实现了光纤质量的实时监控。最后,将改进算法与标准AdaBoost算法在实际工业环境下进行对照实验,实验数据表明,改进算法的准确率达到99%以上,同时能大幅减少检测耗时,证明了所设计的检测系统具有很好的实时性和准确性。     

基于图像运动区域的车辆遮挡跟踪算法

针对区域跟踪算法难以解决因车辆遮挡而引起误检的问题,提出了基于图像运动区域的车辆跟踪算法:采用背景剪除法提取运动区域,通过计算相邻帧运动区域的位置变化实现区域跟踪;建立车辆的二维矩形框模型,分析"区域--车辆"关系,结合区域跟踪的结果来判定车辆之间是否发生遮挡,并根据车辆行为来初始化车辆模型轮廓及速度;采用Kalman滤波器预测车辆在当前帧的位置,并以此预测位置作为车辆模型的初始位置进行模型轮廓的自适应调整,得到模型新的矩形轮廓;将新轮廓其所确定的几何中心位置作为测量值反馈回Kalman滤波器,修正Kalman系数,进行自回归运算和计算最佳匹配位置,从而实现车辆跟踪.算法测试实验使用的视频采集自江苏省通启高速公路视频监控系统,采用P4/2.4单CPU,结果表明,在为25帧/s视频流下,该算法准确跟踪率达到94.72%,有效解决遮挡问题,并具有较好的鲁棒性.     

基于颜色空间特性的图像检索

提出一种能同时利用图像的颜色特征和颜色空间分布信息进行图像检索的方法,首先提取出最大的3块颜色区域及各自的最小包围矩形（MBR）,然后利用改进的子块技术,确定目标区域的位置,从而得到融合颜色与位置信息的索引,在此基础上实现图像的检索．实验结果证明了该方法的有效性．     

融合Kinect与GVF Snake的手势轮廓提取方法

针对Kinect相机在人体骨骼点采集时无法获取手势信息的不足,提出一种融合Kinect和GVF Snake的手势轮廓提取算法,可以提取出完整清晰的手势轮廓。此算法利用Kinect相机在人体信息采集中的优势,获取深度图像,定位手掌点与手腕点,由这两点计算手的旋转修正角度。以手掌点向外做八向搜索获取手掌包围盒切分出手区域。最后在包围盒上放置Snake初始轮廓线,通过GVF Snake模型迭代搜索,获取目标准确完整边界。对于深度图像在边缘数据急剧变化时出现的抖动、凹陷等缺点,选择先构建轮廓线再收敛的GVF Snake算法保证手势轮廓完整平滑。实验结果表明,该方法能够自动放置GVF Snake初始轮廓,准确跟踪手位置、精确收敛到手势轮廓,抗噪效果明显。     

基于轮廓特征点凹性分析的遮挡车辆分割算法

在智能交通系统的拍摄场景中,由于车辆间距过近和摄像角度原因,引起车辆遮挡的现象,增加了目标车辆检测和跟踪的难度。根据轮廓特征点,结合轮廓凹凸性,提出一种凹陷区域检测与分割算法。首先采用背景差分法提取车辆区域,根据车辆区域外接矩形的长宽比和占空比判断是否是多车遮挡,同时通过凸包分析算法提取遮挡凹陷区域;然后通过Freeman链码确定凹陷区域的轮廓特征点,对特征点进行凹性分析;最后匹配分割点,采用Bresenham直线生成法分割遮挡车辆。实验结果表明,该算法有效解决遮挡车辆分割不准确问题,与其他算法相比,具有较好的场景适应性。     

面向智能监控的运动目标轮廓可靠提取

针对目标运动检测算法得到的运动目标轮廓存在轮廓不完整、不准确等问题,本文提出一种基于Vibe算法和GVF snake的运动目标轮廓可靠提取算法。首先通过Vibe算法快速定位运动目标的感兴趣区域,并结合数学形态学、边界快速粗定位算法,获得运动目标轮廓粗定位,再利用改进主动轮廓模型能够实时可靠提取运动目标的轮廓。改进的提取算法具有良好的模型初始化条件,使得本方法不仅能够得到准确的运动目标轮廓,而且满足了实时性要求。实验结果表明,该算法能够实时可靠地提取运动目标轮廓。     

GMAW熔滴过渡高速摄像系统与熔滴边缘提取

为直观监测GMAW焊接熔滴过渡形式和熔滴大小,建立了熔滴过渡高速摄像系统。详述了背光光源选择、光路设计以及摄像装置调试等内容,并以高速摄像拍摄的熔滴过渡视频截图为基础,运用CANNY图像处理算法,结合局部属性函数,通过MATLAB软件编程实现对熔滴的边缘轮廓提取,并对提取的熔滴轮廓特征值进行标记,获得了熔滴尺寸特征的精确信息,其结论对GMAW焊接熔滴实际尺寸的精确计算和进一步熔滴过渡精确控制奠定了基础。     

基于轮廓的孔洞填充算法

提出一种基于轮廓的孔洞填充算法.该算法首先查找目标区域的外围轮廓并添加标记;然后将目标区域内一点作为种子点,以外围轮廓为界进行区域生长,直至找到目标区域上的所有点;最后消除外围轮廓的标记,并将找到的目标区域上所有点置为前景色.实验结果表明,该算法不仅适用于任意类型的孔洞填充,而且具有很高的填充效率;随着目标区域面积的减...     

一种基于轮廓查找的作物定位点提取算法研究

针对垂直投影法在作物行中心线检测时存在误差大的问题,提出一种新的基于轮廓查找的作物定位点提取算法。首先对农田图像预处理得到的灰度图像,通过垂直投影变换得到中心作物行所在列,然后对灰度图像进行条形分割,在每个条形图中寻找作物轮廓,保留与中心列最接近的轮廓并将该轮廓转换为矩形区域,矩形重心即为定位点。最后运用最小二乘法拟合定位点。仿真结果表明该算法较垂直投影法准确率高。