基于多特征融合和窗口搜索的新型车道线检测算法

针对现有车道检测算法准确性和实时性较难平衡的问题,提出了一种基于多特征融合和窗口搜索的新型车道线检测算法.采用多边形填充方法确定车道线的感兴趣区域(region of interest, ROI),融合车道线的颜色、直方图和梯度特征,以消除ROI中的复杂背景.通过单应性变换得到车道线的二值图像,基于其像素密度分布寻找车道线初始位置,以窗口搜索方式提取整个车道线上的所有候选像素点.通过拟合像素点构建车道线数学模型.结果表明：提出的算法具有较高的准确性和实时性,算法对黄色车道线、树木阴影遮挡、光照变化、车道线缺损和地面交通标志干扰具有较好的鲁棒性.     

基于方向特征融合的感兴趣区域提取算法

针对图像底层特征对感兴趣区域（ROI）提取的影响程度问题,提出了一种方向特征融合的ROI提取算法.利用眼动实验数据得到实际的ROI图和方向叠加图计算相似度,融合方向叠加图和Stentiford视觉注意图,经反馈和权重调整后,得到不同图像类别的最佳权重和ROI图.根据该算法对图像ROI提取的结果,分析了平均反馈距离和图像位置等方向特征对提取ROI图的不同影响.实验结果表明：该算法的总体效果较好,特别是对于方向特征显著且物体较少的图像,能准确地提取图中ROI.     

复杂背景下的结构光条纹中心提取算法研究

线结构光三维扫描建模系统中最关键的一步是提取光条中心线,但环境中各种因素的干扰给中心线提取带来困难。针对线结构光条纹图像存在光斑干扰、光强分布不均、光条宽度差别大、背景复杂等多种问题,提出解决方案。首先采用Otsu对结构光图像二值化;其次采用改进DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法保留核心点,去除边界点和噪声点;最后将核心点作为输入,构建图数据结构,采用适用于线结构光条纹图像的最短路径搜索算法得到光条中心线。实验结果表明,该算法运行时间在150 ms以内,误差在0.2像素以内,并适用于多种复杂环境,满足实时性、准确性和稳定性的要求。     

强弧光干扰下焊缝结构光图像跟踪信息获取

利用激光结构光进行焊缝跟踪时,在存在强弧光干扰的情况下稳定地获取跟踪信息是非常关键一个问题.采用模板匹配的方法实时地计算得到当前图像中的感兴趣区域,并且利用重心法结合改进的一维Kalman滤波的方法准确的提取出强弧光干扰下感兴趣区域内激光结构光的中心线,最后利用中心线上各点的横坐标计算加权系数对纵坐标进行加权累积,稳定并且准确地获得了能够体现出整条结构光变化的跟踪点信息.实验表明,该文提出的算法具有很强的抗干扰能力,可以在实际的焊缝跟踪系统中得到应用.     

一种改进的边界法向量叠加疑似肺结节提取

对边界法向量叠加法进行改进,提出一种基于局部形状约束和自适应设定法向量大小的边界法向量叠加疑似肺结节提取方法.首先用自适应阈值方法对肺实质图像进行分割,得到初始ROI区域;然后判断初始ROI区域边界点的局部凸凹性特征,对满足凸性特征的边界点计算法向量方向,并且自适应设定法向量的大小,将初始ROI区域的边界点法向量叠加;最后对局部最大叠加值进行选择,可以检测出不同大小的圆形疑似肺结节.边界法向量叠加前使用局部凸凹性特征约束,能减少法向量叠加计算量;自适应设定法向量大小能克服检测固定大小肺结节的局限性.实验结果表明,改进算法可以较好地检测疑似肺结节区域,对不同大小的肺结节都有很好的适用性.     

基于亚像素边缘的棋盘格的角点检测

棋盘格标定广泛应用于高精度机器视觉中。针对棋盘格标定中最关键的角点检测技术,本文提出了一种基于亚像素边缘的角点检测算法。先确定棋盘格边缘线法线方向,再在法线方向插入虚拟像素;根据边缘像素灰度变化趋势,用反正切函数进行曲线拟合;然后通过曲线梯度,确定亚像素边缘。在得到各亚像素边缘后,根据边缘相交形式,采用形心法确定角点位置。本算法建立了边缘法向方向亚像素定位算法,不受棋盘格角点方位影响。采用结合像素插值和灰度曲线拟合的方法提取亚像素边缘,有效的提高检测精度。实验表明本算法相对Harris角点检测算法精度提高一倍。本算法已成功应用于石油管螺纹的图像检测中,满足实际应用需求。     

焊缝结构光图像处理与特征提取方法

为实现焊缝磨抛自动化,将双CCD相机与激光器搭载于磨抛机器人上,构成机器人视觉导航和检测系统。根据机器人与焊缝特征点之间空间位置的相关性,构造动态感兴趣区域(ROI),提出了一种提取焊后焊缝结构光特征线的快速算法,该算法可将图像处理区域缩小到原来的1.49%,从而极大地提高了运算效率。在动态ROI内,对图像进行分析,针对焊缝结构光图像的特点,对图像的预处理过程进行了优化,采用动态高斯平滑模板处理直方图,改进了阈值计算方法。在此基础上,提取焊缝激光带的特征线,并进行了实验研究。研究结果表明,视觉系统稳定可靠,提出的算法能够快速地锁定动态ROI,可准确地提取结构光特征线,从而为磨抛机器人视觉导航和检测奠定了基础。     

单轴晶光率体主截面内离散角的研究

光在各向异性晶体中传播时,e光的光线方向与光波法线方向一般有一个较小的夹角,即离散角α.对光学器件设计和光路分析而言,这是经常需要考虑的问题.在单轴晶光率体主截面内,根据晶体光学相关理论,采用一种非常简便的数学方法,得到了不同情况下离散角的一般表达式.     

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.     

粒子滤波器与Mean Shift算法在人脸跟踪中的应用

目的针对背景复杂的彩色视频图像序列,提出了一种梯度和颜色直方图相结合的双线索人脸跟踪算法。方法首先利用颜色确定肤色区域,再根据人头的椭圆形状利用梯度确定头部轮廓,从而获取人脸区域。在跟踪过程中采用粒子滤波方法得到人脸初始粒子与位置;然后用Mean Shift算法进行粒子更新,判断目标运动方向。结果与结论该方法对复杂背景下人脸旋转、遮挡及背景肤色干扰下的跟踪,具有较强的鲁棒性,能够更好地克服在视频跟踪中的遮挡问题。对于丢失目标的跟踪情况进行改进还有一定的困难,这也是以后研究的重点。     

一种实时准确的线结构光条纹中心提取方法

提出一种基于轮廓关键点和能量中心优化的条纹中心线精确提取方法.利用轮廓点曲率提取轮廓关键点,并根据所提取的关键点对轮廓横截面进行分块;利用Bazen方法提取轮廓横截面法向量,借助灰度重心法提取条纹中心线;根据光刀能量服从偏态分布的特点对条纹中心进行优化.实验结果证明,该方法能够快速、准确地提取激光条纹中心,可以满足结构光焊接系统的实时性和准确性要求.     

一种改进的光条中心提取方法

在采用线结构光投影的三维物体测量中,激光条纹中心检测是影响测量精度及系统分辨率的一个重要因素．提出了一种激光条纹中心检测方法,这种方法通过对极值法获得的中心点的拟合,计算出光条各处的法线方向,并在法线截面上用遗传算法进一步优化出灰度的极大值点．实验结果表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,该方法可以有效地获取光条纹中心,满足系统精度要求．     

采空区三角网格模型边界剖面线提取方法及其应用

在分析目前常用的三角网格模型边界剖面线提取方法运用于提取复杂边界采空区边界轮廓线时存在缺陷的基础上,对传统的凸包算法进行了改进,形成了适用于复杂边界采空区三角网格模型边界剖面线提取的新方法,即凸包压入法.首先,以垂直于任意坐标轴的平面剖切复杂采空区三角网格模型得到边界剖面线的无序点集,提取无序点集的凸包线作为初始轮廓线,然后将包络于初始轮廓线内的点按张角最大的原则全部添加到轮廓线中,获得完整的剖面轮廓线,形成复杂采空区剖面线.实际应用表明,所提算法能够快速有效地提取各种形态采空区的边界剖面线,可准确获取复杂采空区剖面并能够比较分析采空区的超挖、欠挖量,具有很好的应用价值.     

用于路面车辙检测的线结构光图像处理流程

分析了激光线结构光车辙检测原理,提出了适应沥青路面纹理特征和技术状况的线结构光图像处理流程,包括路面横断面曲线提取和车辙特征参数提取.其中路面横断面曲线提取由光心提取、光心连接和光心曲线平滑实现.基于高斯拟合的光心提取用于确定线结构光位置,光心连接用线性插值得到完整的路面横断面曲线,而光心曲线平滑则可削弱路表纹理及其他干扰因素的影响.车辙特征参数提取在获取横断面包络线的基础上实现,最大车辙深度和曲线填充面积均可作为车辙评价参数,而路面横断面曲线也可用于路面横向变形特征的描述.模拟车辙试验表明,线结构光检测可以精确测量车辙深度,提出的图像处理流程具备可行性.     

复杂采空区三角网模型剖面轮廓线提取方法

 采空区是矿山安全生产面临的主要灾源之一,准确获取采空区剖面等信息是实施采空区灾害防治及空区周边资源安全开采的重要基础,而采空区三角网模型剖面轮廓线提取是采用可视化方法实现采空区剖面准确获取的前提。在分析目前常用的三角网模型剖面轮廓线提取方法（即最小距离法、扇形区域法和凸包算法）运用于提取边界复杂的采空区剖面轮廓线时存在缺陷的基础上,对传统的方法进行了改进,形成了适用于复杂边界采空区三角网模型剖面轮廓线的提取方法--凸包压入法。首先以垂直于任意坐标轴的平面剖切采空区三角网模型得到轮廓线的无序点集,提取无序点集的凸包线作为初始轮廓线,然后将包络于初始轮廓线内的点按张角最大的原则全部添加到轮廓线中,获得完整的剖面轮廓线,形成采空区剖面。实际应用表明,研究形成的算法能够快速有效地提取复杂采空区的剖面轮廓线,可准确获取复杂采空区剖面,具有很好的实用价值。     

基于PCA-BLS的三相整流装置故障诊断

针对三相整流装置突发故障时,检测复杂及诊断困难的问题,以三相桥式全控整流电路为研究对象,提出一种基于主元分析和宽度学习系统的故障诊断方法.提取负载输出电压为特征向量,经主元分析,对特征矩阵降维,消除数据相关性,保留数据基本特征;选择合适的初始参数,输入到宽度学习系统的网络中,构建故障诊断模型,对故障进行诊断.对比实验表...     

一种带心肌瘢痕的心脏磁共振图像左室壁分割方法

从心脏磁共振图像中分割出左心室内外膜轮廓线,是心脏三维重建及心脏功能评定的先决条件.针对带心肌瘢痕的心脏磁共振图像,提出了一种基于显著性检测定位的左心室内外膜分割方法.方法采用视觉显著性检测和分水岭变换,提取左心室血池区域,准确确定了左心室位置;然后提取血池区域轮廓线作为内膜初始轮廓,在带形状约束的活动轮廓模型作用下演化得到左心室内外膜.实验结果证明,该方法定位较为准确,能使初始轮廓迅速收敛到内膜边界,分割得到的内外膜以及心肌区域均较为准确.     

一种基于消失点和颜色过滤器的车道线检测算法

针对经典霍夫车道线检测方法实用性较差,无法准确区分车道线和路沿与应用道路场景简单等问题,提出 了一种基于消失点和颜色过滤器的车道线检测算法,不仅提高车道线检测的准确率,而且能够应用较复杂行车场 景;首先,对行车视频连续五帧图像进行预处理,获取行车环境下车道线消失点位置,能够自适应选取行车环境图 像的感兴趣区域(Region of Interest,ROI);然后,对 ROI 图像根据车道线颜色特征进行过滤得到二值图像,获取二 值图像中所有连通区域质心和倾斜角等数据,通过结合消失点特征和角度阈值进行限制,筛选记录符合车道线特 征连通区域的数据,接着分割较大区域获取更多质心点,识别漏检符合车道线特征的区域质心点;最后,对获取的 质心点使用最小二乘法进行拟合并标识车道线;实验结果表明:算法能够在多场景道路上快速准确的检测出车道线,与经典霍夫算法进行仿真比较,算法具有一定的鲁棒性和实时性。