集成测量系统中摄像机的标定方法

针对三坐标测量机(coordinate measure machine,CMM)与计算机视觉集成测量系统中摄像机的标定提出了一种简单、快速的标定方法.该方法把制作精度、定位精度高,运动范围广的CMM测头作为标定物,采用两步法对摄像机进行标定.标定过程中控制测头运动到指定位置,采集测头图像,用图像处理技术实现测头中心亚像素级定位,实现空间点和图像点的对应.标定方法简单,无需制作标定物,避免了标定物制作误差和角点定位误差的影响,可任意增加标定点的个数、指定标定点的位置.     

基于主动视觉的测量装置精度校准方法

针对工业在线监测对测量装置精度及稳定性的要求,对视觉测量装置精度校准及维护方法进行研究。分析透视原理下引入图像畸变的测量装置成像模型,推导测量装置相对基准激光做直线运动时光斑在畸变图像中的轨迹方程,提出一种基于主动视觉的测量装置精度校准方法:首先,通过控制测量装置做二维平移运动得到校准所需的特征点信息;接着,利用光斑的畸变轨迹方程求解测量图像的畸变系数并对图像进行畸变校正;最后,求解图像平面到被测平面的单应性矩阵从而完成精度校准。对特征点的布置方式进行优化。研究结果表明:校准后的定位测量峰值误差为0.373像素,均方根误差为0.178像素。该方法精度较高且易于实施,能满足工业在线检测的要求。     

机械零件图像中直线边缘亚像素定位方法

以计算机视觉在机械零件几何参数检测的实际应用为例，提出了一种使用高斯拉普拉斯(LOG)函数检测斜坡状边缘的像素级位置，在已知目标为直线边缘的情况下，使用最小二乘线性回归把二维的边缘拟合降为一维边缘定位，从而使直线边缘定位达到亚像素级精度的算法．同时还进行了空间矩直线边缘亚像素定位算法与本文所提出算法的对比实验．实验结果表明：在低噪声图像中，两种算法的边缘定位精度均达到满意的结果，且最小二乘线性回归亚像素定位算法速度较快．     

刀具磨损检测的图像处理技术研究

针对传统刀具磨损检测的缺点,本文结合图像处理的方法设计了检测刀具磨损的方案。本文通过对硬质合金刀具后刀面磨损图像特征的分析,研究和设计了一套检测磨损的算法,并开发了相关检测软件,相比刀具磨损状态检测的其它方法,本方法具有简单快捷、无接触、无磨损,判断精度高等优点。     

改进的Sage-Husa算法及其在工业在线检测中的应用

针对工业在线检测环境复杂多变的特点,在现有方法的基础上,提出了一种改进的Sage-Husa自适应滤波算法。该算法在获得新的观测值后,先通过滤波发散判据判断滤波器状态是否正常,若异常,进一步采用一种一步延时方法判别新的观测值是否为野值,依据判别结果分别采取不同的对策,从而提高Sage-Husa算法在工业检测中的性能。将新算法应用于模拟工业环境的激光束中心定位检测,结果表明:新算法能对系统状态做出准确判断,与传统方法相比,滤波精度较高、实用性好、鲁棒性强,能满足工业在线检测的要求。     

轴承内径尺寸机器视觉在线检测技术

利用计算机图像处理技术,对预处理后的边缘图像,采用基于点Hough变换的圆形图像亚像素检测算法,实现了轴承内径的亚像素无损在线检测.该检测系统具有非接触、速度快、精度高、抗干扰性强、成本低、通用性好等优点,可广泛应用于其他行业产品的在线检测.     

基于视觉注意机制的眼底图像视盘快速定位与分割

视盘定位与分割对利用眼底图像进行眼科计算机辅助诊断十分重要。视觉注意机制模拟人类视觉系统从而能在复杂场景中快速定位目标。利用视盘在眼底图像中视觉显著度高这一特性,提出基于视觉注意模型实现视盘的快速定位并分割的算法。算法首先对不同眼底图像进行归一化,接着采用高斯金字塔提取图像不同尺度的颜色、亮度和方向特征图(feature map),进一步整合得到显著性图(saliency map),在显著性图中提取FOA(focus of attention)从而定位视盘。接着在视盘定位区域采用统计排序滤波器(rank-filter)抹除血管,在极坐标中采用亚像素提取图像边缘,实现视盘分割。采用国际Messidor数据库来验证算法的性能,定位精度为95%,运行时长为0.213 s,与其他算法相比,算法具有准确性高和实用性强等特点,具有良好的应用潜力。     

一种快速有效的实时线损计算方法

由于电力系统测量条件的改善,理论线损的计算具备了实现实时计算的条件。给出了实时线损计算的含义的讨论,并给出了一种基于电压,电流幅值和有功,无功测量数据的线损计算方法,该方法具有快速,简单的特点,特别适合实时线损的计算要求。     

自适应复杂光条纹中心提取方法研究

激光条纹中心提取作为线结构光测量中最关键的环节,其提取方法的准确性及适应性直接影响着测量系统的整体性能。针对环境光干扰、待测物表面反射率差异较大引起的宽度变化的复杂激光条纹,在Steger方法的基础上,提出了一种自适应复杂光条纹中心提取算法。该方法首先根据线激光宽度选择固定的尺度因子,对图像进行高斯核卷积,得到各点Hessian矩阵;然后求得对应的法向宽度,并以此来选择对应的二阶法向偏导数的阈值,再结合一阶法向偏导为零计算出条纹在不同宽度处的中心点。实验结果表明该算法可以实现对于宽度变化的复杂光条纹中心的亚像素提取。     

复杂建筑结构环境下冲击波超压的快速估算方法

为解决复杂建筑结构环境下,冲击波模拟成本与计算精度之间的矛盾,提出利用低成本建模提取超压,再通过修正获得高精度超压的快速估算方法.首先,通过建模分析入射超压的模拟误差,给出精细网格密度下限值λ_lim;然后,进一步大量建模,对超出λ_lim限值的粗网格模拟超压进行修正,并拟合出超压修正系数公式;最后,利用修正系数进行超压估算与验证.研究结果表明:超压模拟误差随着网格密度的增大而减小;利用低成本粗网格建模模拟并加以修正后获得的估算超压值与理论值、试验实测值的误差较小;粗网格模型估算超压值的计算精度与高成本精细网格模型相当.     

单目视觉计算球体中心坐标

针对摄像头参数未知的情况,推导出基于单目视觉的球体中心在三维空间中坐标的计算公式,使用了像素间距表示的焦距这一概念,从而在推导出的公式中避免了未知参数--摄像头焦距的出现,实验结果表明该方法具有较好的稳定性和较高的精确度.     

深部复杂环境下采空区激光扫描异常点云数据修正

分析了激光扫描轨迹曲线的拓扑关系;研究了深部复杂环境下采空区激光探测结果中异常点:“坏点”和“噪声点”产生的环境因素.针对XYZ格式数据,基于四点插入法提出了坏点修正方法;基于二阶几何连续性提出了弦夹角和弦高比的噪声点过滤复合判据,利用阈值选择方法,过滤噪声点.工程验证表明:修正后空区内部形态、顶板边界更准确,体积修正约20~70m3,顶板高度提高1~2m左右,为空区安全预警提供依据.该算法逻辑简单、计算量小,为深部复杂环境下采空区三维边界信息精确获取提供了一种新方法.     

激光光斑中心高精度定位算法研究

为提高测风激光雷达系统光学结构能量接收效率,需要对激光雷达系统中的激光光斑中心进行准确定位. 通过对常用亚像素定位算法的分析,利用高斯拟合和矩形区域来对灰度重心定位算法进行优化,提出了激光光斑定位的改进算法,并与已有的算法进行了对比分析,设计并开展了验证试验. 试验结果表明改进算法比已有传统算法对激光光斑的定位准确性大幅提高,最大限度地减小光斑形状的不对称所导致的误差,对于光能量分布中心的估计也更为准确,是一种切实可行的光斑中心定位算法.      

基于势函数的印刷电路板定位孔快速定位算法

 分析了Sobel算子检测印刷电路板（PCB）定位孔的缺陷,提出了一种基于势函数的定位孔快速精确定位算法。该算法对焊盘图像中亮斑干扰不敏感,对模糊成像的适应能力强,能有效纠正因蚀刻质量较差而引起的焊盘局部形状变形问题。模拟实验表明,该算法性能稳定、定位精度高、速度快,能较好地满足工程实时处理要求。     

基于CCD的激光束自适应测量及其焊接补偿器的设计

 为了获取CCD激光焊接的精确定位并减小CCD噪声对激光加工件测量的影响,通过改变积分项及其范围,提出一种激光束宽的自适应方法来确定被焊接工件的轨迹。同时,充分利用图像传感器技术和计算机对CCD图像处理的功能,对待激光焊接的加工件缝隙进行数据采集和分析,进行激光焊接补偿器的设计,达到了对已知设定的激光焊接轨迹进行补偿。通过实验设计和物理模拟仿真实验,该方法能够精确地确定激光焊接的加工件积分范围,并可以有效地修正实际焊接轨迹,进而提高激光焊接的精度和质量,结果表明了该方法的可行性。     

激光跟踪坐标测量系统的双线法基点自标定

激光跟踪三维坐标测量是一种新型的大范围坐标测量方法.在实际测量中,系统首先要经过标定,确定系统参数,然后才可以进行测量.因此,系统参数自标定的精度直接影响测量的精度.为了分析误差起因,提高标定精度.提出了一种新型的标定方法,用激光干涉仪双直线法来标定测量系统的基点坐标,通过仿真和实验,证明该标定方法可提高激光跟踪系统基点坐标的标定精度.     

椭圆微透镜的制备及在LD光束整形中的应用

半导体激光器(LD)由于廉价和优越的性能已被广泛地运用于光通讯、医药、精细加工等领域,但其光束质量差极大地影响了LD的运用。介绍了一种基于按需滴定法制备的椭圆微透镜来对LD光束进行整形的方案。与LD和光纤直接耦合相比,可以有效地提高耦合效率。这种椭圆微透镜是利用有机胶体在表面张力的作用下形成所需形状,再利用表面张力进行高温下自修复,实验所得椭圆微透镜的相关参数值与理论值比较接近。与其他椭圆透镜的成形方法相比,这种方法成本低,工艺过程简单,是真正的一步成形。     

激光高斯光束变换研究

利用Ｔ 参数分析了激光高斯光束的传输问题,提出了一组新的变换公式,并给出了证明,它们能完全确定物方高斯光束与像方高斯光束的特征,对解决各种实际问题有指导意义     

Cassegrain激光扩束系统光轴误差分析

分析了Cassegrain激光扩束系统扩束镜和望远镜光轴不重合对发射光的影响。主要分析了光轴平行但不重合和光轴有夹角两种调试误差对发射光斑的形状和能量的影响,并用Zemax软件对两种误差引起的光斑形状和能量透过率进行模拟研究。结果显示,光轴平移0.05 mm,或夹角0.4°将引起光斑较大变形,能量损失15%以上。研究表明:实际光学系统设计和调试过程中,扩束镜调节装置的精度一般要达到0.02 mm和0.2°。