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。     

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．     

快速的线结构光条纹骨架剪枝算法

针对线结构光条纹骨架存在分枝导致条纹中心不平滑的问题,在数学形态学提取骨架的基础上,提出了一种基于端点跟踪的快速线结构光条纹骨架剪枝算法。该算法采用沿分枝方向跟踪识别并去除分枝端点的方式来剔除骨架分枝,不需要建立复杂的跟踪规则来判断剪枝方向,并且不需要设置固定的跟踪阈值,其跟踪长度由分枝长度决定,从而提高了剪枝效率。实验结果表明:该算法的剪枝时间与骨架分枝的总长度呈线性关系;与传统的剪枝算法相比,该算法的剪枝速度提高了3~7倍,能够有效地去除骨架分枝,保留骨架主干。该算法实现了光顺、单向连通的线结构光条纹骨架的快速剪枝,提高了三维测量的精度与速度。     

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.     

一种接触网磨损的线结构光三维检测系统

接触网的磨损量是跨座式单轨交通维护中需要掌握的一个十分重要的参数.针对跨座式单轨交通接触网的特殊构造和对检测设备的要求,研究了一种基于线结构光的接触网磨损三维检测系统.该系统通过激光器与接触网之间的相对运动获取接触网的表面轮廓数据,利用光电编码器保持数据同步,最后对接触网三维重建并把测量结果实时显示.实验结果表明,该系统精度为±0.5 mm,速度可达20 km/h,可以有效实现对跨座式单轨交通接触网磨损的实时测量.     

结构光中心提取中的条纹灰度退化调整

针对结构光三维测量系统中由于被测物表面反射率不均匀和曲率变化较大引起的条纹灰度退化现象,从而导致条纹中心提取精度下降的问题,提出了一种灰度调整方法。首先通过投影单色灰度图像到被测物体上,计算出摄像机采集图像中各个像素点相对于物体表面的调制信息,然后逐点将其代入条纹图像中进行灰度运算,以消除灰度退化项,实现条纹的灰度调整。分别对黑白相间的平板和人脸石膏模型进行实验,结果表明:经灰度调整后,各条纹在横截面上基本满足高斯分布,且条纹灰度分布均匀,从而有效修正了因反射率突变引起的重心偏移;同时解决了复杂物体图像中因亮度不均匀引起的条纹中心局部断线问题,从而保证了测量数据的完整性。上述结果验证了该方法的有效性和可靠性。     

一种Roberts自适应边缘检测方法

针对Roberts算法对噪声比较敏感且需要人为指定阈值等问题,提出了一种Roberts自适应边缘检测方法.利用Roberts算子的基本原理,扩充了检测方向,再根据待检像素周围的3×3像素邻域的平均像素灰度值,结合人眼视觉特征自适应地生成动态阈值,这样既保留了原Roberts算子的可并行处理、快速运算、边缘较细等优点,还对噪声有一定的抑制作用.同时,针对Roberts算法边缘检测相对粗糙、边缘细化效率较低的问题,分析和改进了原有边缘细化算法,即先对含有噪声的图像进行边缘检测,过滤其伪边缘,再对图像边缘进行细化处理,从而得到单像素边缘.实验比较表明,所提算法能够自适应地生成动态阈值,提高图像边缘细节信息的提取性能.     

基于彩色条纹结构光的物体三维重建方法

提出了一种新的基于结构光的彩色条纹编码方法完成彩色投影图案的设计.将投影投射到待测量物体表面后,需要对获得的图像进行颜色区分来获得代码信息.基于阈值和HSI空间分色算法,研究了彩色编码中8种颜色的有效区分方法.得到投影图像中条纹的代码信息后,利用摄像机和投影仪的参数计算物体的三维信息.研究了摄像机和投影仪标定以及物体三维信息的计算方法,进而研究了基于样条插值的物体表面三维重建方法.利用提出的方法对石膏模型和人手表面进行三维测量与重建.实验结果表明,所提出的三维重建方法具有较高的重建精度和良好的实时性品质指标.     

光弹材料条纹系数测定的实验方法研究

光弹性法在工业界和生物医学工程中得到了广泛应用，实验前都要测量材料的条纹值，为后续的应力-光学定律中用于求解主应力差值。为了测定光弹性材料条纹系数，利用数字光弹仪分别对梁试件、圆盘试件分别进行了实验测试，得到了暗场的光弹性条纹图，利用采集的条纹图和相应的理论公式进行了条纹值的计算。结果表明，利用圆盘试件所加载荷条纹级次多，所测结果较为精确，并且加载简单易于操作。     

用于印花过程中浆量计算的图像处理方法

印花生产过程中,浆料用量估计不准确问题长期困扰着印沈企业。这里介绍了一种浆料用量的计算方法。花布印洒中各颜料的用浆量同该颜色图案面积的大小密切相关,采用图像处理的方法可得到各色图案的面积,同时考虑布质粗细、印花速度、浆料浓度等因素,最终可准确估计出各色浆料的用量。     

一种快速景象匹配方法的研究

将变阈值SSDA算法、遗传算法及分层搜索三者结合起来用于景象匹配中，从而既保留了SSDA算法的强抗干扰能力及其对匹配景象几何畸变有较好的鲁棒性，又进一步改善了SSDA算法的匹配速度，使景象匹配具有较高的实时性。     

求解结构型单调变分不等式的投影类交替方向法

基于Han D提出的交替方向法,通过一系列的改进,对Ye C提出的结构型单调变分不等式问题给出了一种新的投影类交替方向法.新方法具有如下特点:每次迭代只需计算一次正交投影和几个函数值,这比Ye C的方法简单;方法产生的迭代点列关于问题的解集具有非扩张性;方法产生的步长一致有正下界.在解集非空和函数单调的条件下,方法具有全局收敛性.最后给出了初步的数值试验.     

基于差分法和概率估计方法的运动目标检测

针对视频序列运动目标检测问题,提出根据灰度直方图概率密度函数特点自动确定阈值的方法,以准确地从背景中分割出运动目标.本文以差分法为基础,利用正态分布的经验法则确定阈值,对差分图像进行分割,并用方框标识运动目标.该方法省去了滤波、形态学处理等冗余步骤,缩短了图像处理的时间.实验表明,该方法实时性强,且对面积较大或较小的运动目标都能达到有效跟踪的目的.     

基于LabVIEW的图象检测系统的设计及应用

结合具体课题详细阐述基于LabVIEW的图象检测系统的设计方法；重点介绍CCD摄象系统设计的计算方法，数字图象处理软件的设计要点。实验结果证明了设计方法的正确性和有效性。     

基于LabVIEW的图象检测系统的标定

给出了构建基于LabVIEW的图象检测系统的方法.详细阐述了图象检测系统的标定原理,举例说明了标定系统的实现方法.最后介绍了标定系统软件组成及其应用.     

消除彩色阶调网目印花中莫尔条纹的研究

研究了分色制网目印花版中,由于各色版网目角度不同而导致出现莫尔花纹的基本规律,提出了防止莫尔花纹形成的最佳网目相对角度.     

矩形波导管均匀高斯光束的初步理论研究

波导管均匀光束能量分布是一种经济实用、方便可行的方法,在激光LIGA(德文缩写:深度X射线光刻、电铸成模、微塑铸)、激光微成型等新兴领域有着重要的应用,然而关于波导管均匀准分子、固体激光光斑能量分布的理论研究还没有成熟可靠的方法.本文提出了一种基于经典光线传播的均匀光斑能量的简单模型,探讨了一维高斯光束经矩形波导管后的能量分布均匀性问题,得到了波导管均匀光斑能量的表达式,阐明了经矩形波导管后光斑横截面能量分布与透镜、波导管尺寸以及输出截面的关系,为实验中波导管的加工、实验设计提供了理论依据和指导.