基于圆弧逼近的笔式加工区域快速搜索算法

针对传统自由曲面笔式加工过程计算量大、加工效率低等问题,提出了一种圆弧逼近自由曲面的笔式加工区域搜索算法.首先利用改进的四叉树算法将自由曲面进行面片分割;然后利用圆弧逼近曲面近似计算曲率半径,快速搜索出曲面局部干涉的大体位置,减少了计算量,提高了搜索效率;最后通过二叉树法精确搜索笔式加工区域的边界点,形成笔式加工区域....     

基于点云数据的自由曲面加工误差评定

针对自由曲面加工误差检测困难的问题,提出了一种自由曲面加工误差评定方法。该方法以高精度蓝光扫描仪获取到的点云作为实测数据,以自由曲面的立体印刷模型作为理论模型。首先设置动态偏差阈值去除点云的远距离噪声,利用基于曲面变化度的局部离群系数方法去除点云的近距离噪声;然后采用最近点迭代算法分离点云位置误差的旋转量,以自适应粒子群算法依据最小区域原则分离位置误差的平移量;最后对点云进行基准变换后,计算点云与模型之间的偏差。实验结果表明,相对于最近点迭代算法,所提方法计算的位置误差向量均方根误差减小了66%,轮廓度减小了18%。提出方法的位置误差分离精度更高,轮廓度误差评定更准确,适用于扫描点云对自由曲面的加工误差评价,可以有效判断出超差区域。     

基于二维激光测距仪的道路可行区域提取

为了使自主移动机器人在结构化和半结构化环境中能快速有效地提取道路的可行区域,采用全局搜索及双阈值的算法.该算法首先采用基于八邻域的全局搜索法搜索激光数据点,再结合角度和高度差双阈值对数据点进行归类并检测道路边界,最后利用障碍物检测原理获取障碍物.实验结果表明:该算法能够检测出路边及障碍物边界,此过程只对机器人感兴趣区域...     

一种异形自适应窗口局部立体匹配算法

如何通过立体匹配提高图像景深精度一直是机器视觉研究领域的一个难点, 针对自适应窗口算法易受光照不均和窗口形状难以有效描述待匹配图像边界等问题, 提出一种异形自适应窗口局部立体匹配算法. 由于传统 Census 变换易受中心像素波动影响, 因此提出一种像素信息三维化处理技术, 并通过窗口内非中心像素间差异和窗口间中心像素的差异信息计算匹配代价; 为更好地贴合图像轮廓, 提出了由双螺旋路径法确定的异形窗口进行代价聚合, 对像素区域同时沿两条搜索路径自适应确定形状大小, 形成比传统技术更加高效多变的匹配窗口. 实验结果表明, 相比 Middlebury 平台上其他算法, 所提算法具有更为准确的图像边界描述能力, 可有效提高立体匹配精度, 同时对于光照不均的情况具有更强的鲁棒性.     

基于微粒群算法的复杂曲面轮廓度误差计算

针对复杂曲面轮廓度误差计算的数学模型比较复杂,并且难以用传统数值优化方法求解这一问题,提出了一种基于微粒群算法(PSO)并结合等参数线区域来计算复杂曲面轮廓度误差的方法.根据UNRBS曲面的u和v参数构造等参数线区域,通过微粒群算法在等参数线区域内搜索与测量点距离最近的点,实现了复杂曲面轮廓度误差的计算.实验结果表明,该方法搜索速度快,计算精度高,用于求解曲面轮廓度误差是行之有效的.     

二值图像中目标物体轮廓的边界跟踪算法

分析了二值图像识别中常见的边界跟踪算法,在此基础上提出一种通用性强的边界跟踪算法,能够根据上一边界点的位置判断轮廓走向.在搜索下一个边界点时,只需要对候选的5个点进行判断,便可以找到下一个边界点的位置,从而减少了搜索的次数,使得边界跟踪的时间大为减少.算法对于轮廓不封闭的线段也可以一次扫描得到其轮廓信息.实验表明,算法不仅速度快,而且轮廓识别准确.对于目标物较复杂的图像,算法更能体现出其优越性.     

非结构化道路识别研究综述

道路按照是否有规则的道路边界可以分为结构化道路和非结构化道路。结构化道路有明显的道路特征,系统可以根据道路模型或者人为设定的特征准确识别。但是实际环境中,存在没有明显的道路边界以及受到雾雪等天气干扰的路段,称为部分非结构化道路和完全非结构化道路。在非结构化道路识别上运用结构化道路的识别方法可能会导致错误的决策。因此,快速准确识别出非结构化环境中的道路对智能驾驶自主决策至关重要。该文基于近5年国内外相关研究,对目前非结构化道路的传统识别方法、机器学习、深度学习与数据融合等方法进行了整理与分析。     

融合C-V和GVF的测地线活动轮廓模型

对于有凹陷边界或弱边界的待分割目标,采用传统的测地线活动轮廓(GAC)模型无法进行准确的图像分割.为了解决这一问题,提出了一种融合C-V模型、GVF模型和GAC模型的图像分割算法.在该算法中,GAC模型的单位内法向量与GVF模型的梯度矢量流共同作用,促使轮廓曲线向目标的边界方向运动;而GAC模型单位内法向量与C-V模型的区域信息的力场共同作用,不仅促使轮廓曲线向目标的边界方向运动,而且使轮廓曲线稳定在目标的边界上.仿真实验证明了上述方法的有效性,同时还证明了该方法对轮廓曲线的初始位置具有较好的适应性.     

基于支持向量机的非结构化道路检测

摘要：机器视觉检测非结构化道路边缘的难点在于路面像素与非路面像素特征差异复杂,本文使用支持向量机分类算法实现了非结构化道路的边缘检测。算法引入感兴趣区域来消除环境噪声,并通过交叉验证方法优化了算法参数,最后在支持向量机的分类结果上使用霍夫变换提取道路边缘。Matlab实验证明算法具有很好的准确性和鲁棒性。     

移动机器人混合式全遍历覆盖路径规划算法

针对移动机器人在未知环境下的全遍历覆盖任务,将滚动规划与已知环境下的搜索策略相结合,设计了一种混合式的全遍历覆盖路径规划算法.对声纳传感器探测到的环境信息进行滚动规划,把未知区域转化为已知区域.在已知区域,采用有限状态机方式来组织全遍历覆盖路径规划算法,状态之间的转换通过二叉树搜索策略、目标栅格选取策略和两点法搜索策略来实现,并对算法进行仿真.结果表明,移动机器人能全遍历覆盖整个工作区域,重复率低,能有效提高工作效率.     

基于直线特征提取的自主车辆可通行区域检测

为了使环境感知器在室外非结构化环境中为自主车辆的导航检测道路边界信息及可通行区域,利用车载激光雷达所采集的数据,在最小二乘法(LSM)和连续边缘跟踪法(SEF)的基础上,提出了一种改进的直线特征提取算法SEF-LSM-BM.该算法引入回退机制、逻辑推理和特征合并的方法,区分路边界和障碍物,并对自主车辆可通行区域进行检测...     

面向3+2轴加工的复杂曲面划分算法

为了达到使用3+2轴机床分区加工复杂曲面的目的,提出一种基于聚类算法和法矢方向锥的二叉空间划分的复杂曲面划分算法。该方法将曲面在其参数域内划分为四边形区域,并将边界划分为原曲面的等参数线,使得该四边形区域在原曲面的参数域内为矩形,并且每个区域受其法矢锥的锥角所限制。使用二叉空间划分方法划分参数域,直至所有曲面的法矢锥的锥角满足约束条件。对于每个待划分曲面,可在聚类算法求解出的聚类中心之间,选择出参数域内最优的划分边界。使用UG/OPEN API进行了仿真实验,将某一复杂曲面分划为3个区域,并且所有区域的法矢锥的锥角小于45°。试验结果表明,在3+2轴加工中,可使用此曲面划分算法将原曲面划分为多个区域,并生成具有光滑边界且总量较少的一组曲面。     

一种适用于移动粒子半隐式法的自由表面识别方法

针对移动粒子半隐式 (MPS) 法中自由表面判定方法的不足,提出了一种基于邻居搜索的自由表面识别方法,其介于MPS法每时间步的显式和隐式修正之间,基于粒子周围的邻居分布,将周围区域分为8块,其中相邻区域无邻居时的粒子属于自由表面粒子,且在实际中,该方法与粒子数密度参数混合使用,在可能被误判的数密度参数区域使用邻居搜索.结果表明,该混合方法能够有效识别自由表面,避免非自由表面粒子被误判,且对算法的效率影响不大.     

基于机器视觉的SOP芯片引脚缺陷检测研究

随着微电子元器件向着微小化发展,传统的人眼目检较之于在线机器视觉检测技术对于芯片缺陷的识别而言,精度低、效率低且成本高,无法满足当今芯片检测行业的高精度、高速度的要求。针对SOP芯片引脚缺陷进行基于机器视觉的检测识别方法的研究,通过一系列图像处理算法的运用,以模板匹配思想为主,以连通像素区域标记法为主要算法,采用MATLAB进行运算研究,可清晰地识别、提取出SOP芯片的各区域的特征,达到检测目的。     

移动环境中的位置依赖连续轮廓查询

针对移动环境中查询点快速移动时连续、高效输出给定搜索区域数据轮廓的问题,提出一种位置依赖连续轮廓查询算法(LDCS).该算法结合数据流技术,首先使用R树快速更新查询数据,然后利用两次连续计算时搜索区域的重叠性构造被动数据流,并对新增和失效数据分别进行处理,从而连续输出轮廓.由于充分利用了已有结果,LDCS的计算量较传统算法有大幅下降.实验结果表明,LDCS特别适合计算频度要求较高的场合,与基于网格索引的算法相比,时间效率随着数据集规模的增大显著提升.     

一种用于OFDM系统信道估计的稀疏重构算法

针对在正交频分复用(OFDM)系统稀疏信道估计中,经典正交匹配追踪(OMP)算法存在计算量大且需要已知稀疏度的问题,提出一种基于搜索空间预处理的自适应正交匹配追踪算法.使用正态分布来拟合多径信道抽头位置在相邻码元时刻的变化,依概率将搜索空间分成优先集和补充集,并将最近两次迭代后的残差比值作为搜索空间变换和迭代终止的判定依据.在多径数量未知且抽头位置变化的情况下,仿真验证所提算法的有效性.理论分析及仿真结果表明:新算法的计算复杂度低于经典OMP,前者的信道估计性能明显优于稀疏度未知时的后者以及线性估计法和最小均方误差估计法的性能.     

基于偏置点寻优的弧面凸轮侧铣加工刀轨算法

针对弧面凸轮的非等径侧铣加工存在法矢异向误差的问题,为寻求加工误差最小的刀具位置,分析了理论非等径刀轴曲线的性质,根据等距曲面的误差传递关系,结合偏置点寻优算法进行刀位优化,提出了一种以非等径刀轨曲面与拟合直纹面误差最小为目标的双向搜索刀轴优化算法.在此基础上,通过遗传算法得到较高精度的优化数值解,并将解算出的刀轴端点作为初始数据,利用NURBS(非均匀有理B样条)插值反算重构侧铣加工刀轨直纹面.数值计算和仿真结果验证了该算法的有效性.     

移动焊接机器人的工件识别及焊缝起始位置定位

摘要：
考虑到非结构空间焊接的特殊性,通过视觉技术,基于圆投影和Zernike矩,提出了一种两步模板匹配法检测待焊工件是否出现在视觉区域;结合霍夫直线检测方法,设计了一套提取特征直线算法,并确定焊缝起始点在图像中的亚像素位置.由移动机器人在不同角度拍摄工件图像,圆投影和Zernike矩计算结果验证了其表征模板特性的有效性,具有旋转抗性,而且对于光照条件及摄像机视野的鲁棒性好,焊缝起始位置定位结果满足视觉计算需要. 关键词：
自主焊接; 移动机器人; 视觉技术; 工件识别 中图分类号： TG 409
文献标志码： A     

气泡堆积法生成曲线多边形区域非结构化网格及其应用

对气泡堆积法进行改进,发展了一种基于气泡堆积法生成曲线多边形区域非结构化网格的算法,将曲线边界映射为直线完成气泡添加和位置动态调整,再通过弧长参数化的方法将气泡位置映射回曲线边界,避免了移动调整过程中气泡偏离曲线的问题.提出了一种简便的判断点在复杂曲线多边形区域内的方法,简单且易于编程.通过添加不同大小的顶点气泡以及在内部设置人工点源,利用加权平均法实现了网格的局部加密.应用基于非结构化同位网格的SIMPLE算法对环扇形空腔顸盖驱动流进行了数值模拟,不同雷诺数下的计算结果与文献结果吻合较好.     

基于机器视觉的答题卡识别系统设计

为降低成本与实现答题卡的自动化识别,设计了基于机器视觉的答题卡识别系统,对图像提取、区域划分及识别算法分别进行研究。通过形态学操作、轮廓检测、仿射变换等技术,实现对答题卡图像的提取;基于最大矩形框检测算法,实现答题卡的区域划分;利用透明通道(Alpha通道)对标准答案与待识别答案填涂区域进行抠图,将处理后的图像匹配叠加;利用叠加图像的RGBA颜色空间特性、同步头的灰度投影结果与指针算法共同完成答题卡的识别。试验结果表明,系统的使用与维护成本低、操作方便且具有较好识别效果。