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.     

一种新型光纤温度传感器

本文提出一种新型的光纤温度传感器,利用光纤微弯产生光强损耗的原理,测温范围为0℃～200℃,在20℃～95℃时的测量相对精度可达±1%.这种温度传感器可以发展成为测温范围更宽,并同时进行远距离多点检测的系统.     

焊膏机器视觉测厚仪图像采集模块设计

用结构光投影进行机器视觉三维测量可以快速有效检测电子产品贴片生产线焊膏印刷质量,其中图像采集系统的设计是主要环节.论文通过选取合适的摄像机、镜头和投影仪,建立了焊膏图像三维测量系统,并通过标定板完成时图像采集系统的准确标定.实验表明,设计的图像采集系统和标定能够满足焊膏三维检测精度的要求.     

精密视觉测量中照明对图像质量的影响

为了达到自动控制光源、保障测量精度的目的,研究了视觉检测系统中不同光源照明方式与照度对图像质量的影响规律,探明了图像质量与测量精度的内在关系.通过实验,对不同照明方式下的图像质量评价系统进行了建模,并提出了一种评价图像质量的方法,即在透射照明方式下,以图像对比度为评价指标;在反射照明方式下,以图像低频分量比为评价指标,通过计算图像对比度和低频分量比是否达到一定阈值来评价图像质量,并以此控制光源照度,保证测量精度在允许范围.     

影响激光散斑表面粗糙度测量的因素

为提高表面粗糙度的识别精度,以灰度共生矩阵特征参数之一的能量为例,研究与其相关的影响因素。采用半导体激光器照射粗糙表面,通过CCD获取图像,求取能量值,并绘制与各影响因素的关系曲线,研究不同实验条件下能量值和表面粗糙度的关系。结果表明,采用合适的光照度、入射角和照射面积等,可以提高测量系统的表面粗糙度分辨率。     

改进Canny算子在工业影像清晰度评价中的应用研究

【目的】为了实现不同离焦和正焦图片边缘检测中高低阈值的自适应确定。【方法】提出一种基于改进Canny算子的自动对焦清晰度评价函数。该函数利用传统Canny边缘检测算子的运算迅速、抗噪性强和精度高的特点,将模糊熵应用于Canny算子高低阈值的自适应确定,并用图像边缘点的模糊熵和作为图像清晰度评价值。【结果】在工业影像测量自动对焦系统中,算法的有效性得到了验证。【结论】试验结果表明,清晰度评价函数在满足单峰性和无偏性的前提下,具有较高的实时性,以及对环境较强的适应性,能够满足工业测量系统中对自动对焦的需求。
     

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。     

双目视觉法测量接触线几何参数的图像处理方法研究

给出一种通过图像处理实现接触线几何参数测量的双目视觉方法。该方法无需激光辅助照明指引,通过对双目视觉系统中两相机采集的图像进行区域框选和平滑去噪,有效减小图像噪声和视场中承力索的干扰;利用亚像素边缘检测和最小二乘法对接触线的图像边缘进行直线拟合,提高了被测点在两相机中成像点位置的计算精度,从而提高了接触线几何参数的测量精度。测量实验表明,导高和拉出值的测量精度分别达到±4mm和±2mm,为接触线几何参数的快速高精度测量提供了一种切实可行的方案。     

基于OpenCV的挖掘机器人摄像机参数标定

为了建立挖掘机器人视觉系统摄像机测量模型,提高视觉测量精度,分析了挖掘机器人摄像机视觉系统内、外参数成像模型及摄像机非线性畸变参数,确定了适合挖掘机器人视觉系统的标定参数。通过采集自制的棋盘标定模板不同方向的七幅图像,基于OpenCV技术实现了对模板角点的提取。通过七幅图像进行标定实验,实验结果获得了摄像机模型的线性内部参数矩阵,标定出了摄像机非线性模型的径向畸变系数,摄像机外部旋转矩阵及平移向量,并给出了标定参数误差。研究结论表明采用角点提取方法,标定误差可达亚像素级,能够满足挖掘机器人视觉系统的标定及视觉测量精度要求。     

改进Canny算子在工业影像清晰度评价中的应用研究

【目的】为了实现不同离焦和正焦图片边缘检测中高低阈值的自适应确定。【方法】提出一种基于改进Canny算子的自动对焦清晰度评价函数。该函数利用传统Canny边缘检测算子的运算迅速、抗噪性强和精度高的特点,将模糊熵应用于Canny算子高低阈值的自适应确定,并用图像边缘点的模糊熵和作为图像清晰度评价值。【结果】在工业影像测量自动对焦系统中,算法的有效性得到了验证。【结论】试验结果表明,清晰度评价函数在满足单峰性和无偏性的前提下,具有较高的实时性,以及对环境较强的适应性,能够满足工业测量系统中对自动对焦的需求。     

农产品颜色量化硬件系统的建立

依据色度学理论,建立了一套用于颜色量化的计算机视觉系统,光源选用CIE推荐的标准照明A光源、0/45的观察条件,设计并制作了适用于农产品图像采集的封闭式光照系统。本文重点介绍了A光源的获取方法,所建立的系统主要用于无损跟踪测试产品的颜色及颜色变化。     

基于图象技术的三维步态运动测量

提出一种三维步态运动测量方法，并介绍一个由作者开发的测量系统．该系统基于图象处理和机器视觉技术．人的步态运动学测量包括图象采集、摄象机校准、关节标志检测、空间标志中心的三维坐标重建、运动学参数和图形的计算和输出．该实验系统具有实施成本低、通用性好、测量精度高的特点．     

基于灰度变调投影光技术的视觉检测方法研究

提出了一种基于灰度变调的空间结构投影光技术用于视觉检测方法,探讨了灰度变调空间结构投影光技术的一些特性,给出了灰度变调空间结构投影光技术的投影方法。实验表明,基于灰度变调投影光技术构成的计算机视觉检测系统能够提高光条纹检测精度,减少检测时间,是一种非接触、高速度、高精度的3维视觉检测方法。     

基于深度学习的道路表面裂缝检测方法

道路表面裂缝检测是道路安全检测的一项重要指标,随着计算机视觉技术的不断发展,越来越多的基于深度学习的目标检测方法被应用到裂缝检测中.然而这些检测方法大都是对裂缝位置的粗略的检测或分类,无法定量的衡量裂缝为了定量衡量裂缝,提出了一种基于深度学习的像素级道路表面裂缝检测方法.使用卷积神经网络对裂缝原始图像进行分割得到裂缝的二值化图像,并实现对裂缝的面积、长度、平均宽度的自动计算,提高了测量效率并降低了检测成本.实验表明,本系统对裂缝面积测量准确率达到93％,长度测量准确率达到92％,平均宽度测量准确率达到89％.     

基于TracePro的发光二极管均匀照明光源设计

基于光学原理的三维无损测量在工业生产过程中被广泛应用,论文采用光学仿真模拟软件Tracepro进行照明光源的模拟仿真,在保证光照强度的同时,实现图像采集方案对光照均匀度的要求。通过分析光源的排列方式、层数,照射角度以及照射角度与实际被测场景的对应调整关系,确定各因素对光照均匀度的影响。通过仿真分析可得,在半径200mm的圆形设定视场内,当光源以四层正六边形排布,在与被测物垂直距离为500mm,照射角度为9°时,光照均匀度达到94.67%。根据仿真结果进行照明系统构建并进行实验,实验结果与仿真结果相符合。     

Simulating Human Visual Perception in Nighttime Illumination

This paper presents an image-based algorithm for simulating the visual adaptation of the human visual system to various illuminations,especially in dark nighttime conditions.The human visual system exhibits different characteristics depending on the illumination intensity,with photopic vision in bright conditions,scotopic vision in dark conditions,and mesopic vision between these two.A computational model is designed to simulate multiple features of mesopic vision and scotopic vision,including the chromaticity change,luminance change,and visual acuity loss.The system uses a source image under bright illumination as input.Then assuming that the viewer has already adapted to the new conditions,the color spectrum of the input image is reconstructed to replace the source with modifications of the chromaticity and the luminance of the relighted scene.A bilateral filter is used to simulate the visual acuity loss.The model parameters have clear physical meanings and can be obtained from experimental data to achieve realistic results.The algorithm can be used not only for visual perception simulation,but also as a day-for-night tool to produce realistic nighttime images from daytime images.     

基于双目视觉的水泥混凝土路面错台检测方法

针对水泥混凝土路面错台测量手段的不足,提出了一种基于双目视觉的错台测量方法.该方法根据双目摄像机的成像特点和水泥混凝土路面的图像特征,对接缝位置进行定位和错台计算.定位分为2个主要步骤,一是基于灰度投影的粗定位,二是在粗定位的基础上提取接缝附近图像,利用灰度投影和边缘投影精定位.由双目视觉测量系统计算相邻2块水泥板在错台附近点的三维坐标,利用这些坐标计算错台量,其中关键环节是在双目图像匹配时提出了一种基于匹配点位置估计的匹配算法.试验表明,与直尺测量结果吻合.     

基于伸缩杆结构的光纤光栅多级应变传感器

为了扩大光纤光栅称重传感器的测量范围,提高传感器的测量精度,在理论上设计了一套新型的可以扩大测量范围、提高测量精度的系统,并通过Matlab平台仿真.结果表明,单级传感器在波长变化小于0.2nm时具有良好的线性度.该系统将双光纤光栅串联,分别粘贴于等强度梁的上下两侧,采用光强解调的方法实现对光纤光栅输出信号的解调;在解调基础上,利用伸缩杆结构传递载荷重力.实验测试结果验证了多级应变测量的可行性,在保证分辨力的同时扩大了传感器的测量范围.     

一种基于LED和线激光的钢轨表面缺陷检测系统

提出了一种二维视觉和三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法。钢轨踏面分别在LED板光源和激光线光源的照射下,由两台面阵相机单独采集图像。扫描钢轨表面并把图像传送回主机,通过特征提取和图像处理,分别获取表面缺陷的大小和形状,以及缺陷的深度信息。实现了视频和激光检测的融合与互补。实验表明,与单独使用可见光图像识别,或者单独使用线激光检测相比,系统检测效果更好。     

基于PSD和光源调制的合作目标位姿探测方法

空间目标的相对位置与姿态探测是航天器对接领域的研究重点,探测方法主要分为遥测法和光学测量法两大类.其中,后者依靠其速度快、稳定性高、信息量大等优势,成为了近距离位姿探测的主要方法.我们通过双目视觉模型可计算出空间合作目标上特征光点深度信息,再根据特征光点间已知的结构、尺寸等约束信息,实现对目标姿态的解算.本文依据PSD相较于CCD和CMOS传感器,有无需图像特征提取过程、响应速度快、位置分辨率高等优势,且双目立体视觉系统的仿生学结构可直接获取到探测目标的深度信息,提出了采用双PSD视觉模型,并配合特征光点的亮度与顺序联合调制实现对空间合作目标的位姿探测方法.实验结果表明,当光标靶姿态调整±30°时,系统的平均测量误差为2.541°,当姿态角小于15°时,俯仰角和偏航角的平均偏差分别为0.923°和0.563°;大于15°时,受限于光源发散角度的影响,俯仰角和偏航角平均偏差分别增加至4.566°和4.106°,系统能够快速、稳定解算光标靶的空间位姿.