机动车超速监测系统现场测速误差检定装置研制

为更准确地检测机动车超速监测系统现场测速误差,以社会车辆为目标速度源,在机动车超速监测系统的临近位置,架设更高精度的测速装置,对相同速度监测和图像采集区域内的社会车辆,进行同步测量和同步图像采集,通过对比两者的速度量值实现对超速监测系统的检定校准。该装置用于检定道路超速监测系统的速度量值线性与误差,可以测量足够多的社会车辆样本,重点选取限速点附近的速度测量值进行对比分析。装置安装简单,使用方便,可以大幅提升检定效率与操作安全性。     

刚体面内位移激光散斑测量研究

运用散斑统计理论,结合数字图像处理技术,设计了一套激光散斑测量刚体面内微小位移的实验系统,再利用刚体位移前后的散斑图像的互相关性,实现了刚体面内的位移测量.测量结果表明,针对刚体面内小于300μm的微小位移,x轴和y轴的绝对位移误差为±14μm,相对误差为±6.25%左右.     

基于拉线式位移计的空间位移测量系统研制

为解决目标点在空间移动时位移测量的难题,设计开发出一套空间位移测量系统。测量系统以Lab VIEW作为软件开发平台,使用3个拉线式位移传感计、美国恩艾公司的USB数据采集卡作为硬件设备,以三站式空间定位算法作理论依据进行位移测量和数据计算。测量算法可靠、实用,在确定站点信息后(两站之间长度),系统能根据3组不断变化的拉线长度数据,实现对目标点在空间内位移的测量,得到x、y、z 3个维度上位移数值,并且在系统软件界面中实时显示目标的空间变化。试验结果表明:本系统具有结构简单、容易实现、显示直观、精度较高等优点,具有很好的实用性。     

数字激光散斑图像的极值位移测量法

通过对数字激光散斑特性的研究,提出了一种利用激光散斑图像的极值点进行二维位移测量的极值位移测量法。该方法采集发生位移前后的两幅数字激光散斑图像,分别寻找它们的极值点,利用极值点之间的相互关系以及极值点对出现概率较高的特点,测量出散斑图像的位移。改进后,该算法能够测量亚像素级的位移,且运算速度较快。     

非接触式结构动力特性识别方法及试验验证

针对传统结构振动监测中存在的弊端,比如传感器和线缆布设困难、干扰交通等,提出了一种基于机器视觉技术的非接触式结构动力特性识别方法。发展了基于模板匹配算法的多点结构动态位移计算方法,利用多点结构位移时程信号识别结构动力特性。制作模拟桥塔的钢竖杆并安装LED灯和加速度传感器,同时采用机器视觉位移测量系统和加速度测量系统进行振动监测及动力特性识别比较研究,试验结果表明本文方法和加速度测量方法计算得到的结构动力指标相当吻合,验证了该方法在结构动力特性识别方面的可行性。     

激光微型靶丸位置检测中的图像分析与精度测试

在高功率激光实验装置中,为了实现多路激光精确瞄准到实验靶上,需对实验靶进行高精度定位。根据检测装置需要,建立了一套基于视觉系统的实验靶位置测量模拟系统,从而实现高精度靶瞄准与靶定位检测。本文从利用改进的均值漂移(MeanShift)算法对靶丸图像进行预处理出发,分析光照变化对靶丸中心点检测的影响,并通过相关系数模板匹配方法对靶丸端面中心进行计算分析,利用图像聚焦度分析离焦量对靶丸中心位置检测的影响。实验结果表明,图像检测系统分辨率为0.4μm,最小位移测量精度为1.2μm;当靶面图像离焦量在-10～30μm范围内时,靶丸中心位置的漂移量小于1μm,能够满足靶丸位置检测误差不大于8μm的要求。     

计量型扫描电子显微镜测控系统研究

为了解决扫描电子显微镜(SEM)在100 nm以下的微纳几何结构尺寸精确测量方面的不足,实现SEM测量值的量值传递与溯源,研制了一套计量型SEM测控系统。该系统主要由位移台运动控制模块、激光干涉位移测量模块和图像采集与处理模块组成,基于LabVIEW图形编程语言开发了测控系统上位机软件。对1μm×1μm二维栅格样品进行尺寸测量实验,结果表明,该计量型SEM测控系统运行稳定可靠,且在10μm测量范围内的测量值示值误差优于10 nm。     

干扰环境下基于计算机视觉的多目标动位移高精度监测方法

当前基于计算机视觉的动位移测量研究通常要求高速高分辨率摄像机和理想拍摄环境，以保证测量的性能和精度。然而高速相机成本较高，目标成像需要较高对比度，且实际拍摄过程中环境条件也难以保持稳定，导致应用受限。结合时空上下文算法和光流算法，提出一种无需人工标靶点、鲁棒的多目标位移监测方法，通过智能手机实现干扰环境下的结构多点动位移同步测量。开展悬臂小球模型的扫频实验，检验方法在一定频率范围内的测量效果。其中，使用智能手机对激振小球进行拍摄，并在实验中保留复杂背景和模拟光照变化。分别采用所提方法和常用的特征光流算法对视频进行处理，得到动位移结果，并与位移传感器测量值进行对比。结果表明，在有光照变化干扰下，所提方法具有更强的抗干扰性，各监测点的最大位移偏差在 5% 以内。     

数字式远程地表裂缝三维测量仪研制

传统地表裂缝监测一般直接测量裂缝两侧的综合位移,无法得出各方向裂缝位移值,为此,提出一种数字式远程地表裂缝的三维测量方法及系统。现场采用电阻型拉杆式位移传感器与两个角度传感器获得地表裂缝的综合位移、下挫角度、侧移角度,微处理器基于三角函数分解计算得出地表裂缝的三维位移值,通过GSM/GPRS方式发送给目标服务器。该方法克服传统地表裂缝位移测量只能得出综合分量的缺陷,实现裂缝位移精细化三维测量,可测量位移最大行程1 m、分辨率0.1 mm,采用5~24 V直流电压供电,便于对滑坡、地裂缝等灾害的裂缝发育情况进行定性定量分析。     

微构件拉伸测试辅助引导对中测量系统设计

设计了一套微构件拉伸测试辅助引导对中测量系统,该系统以激光准直特性为基础并结合折反射定律,采用正交二维相机获得包含平移和角偏移的激光光点图像信息,建立了二维位移和二维角偏移与激光器成像点变化的数学模型。搭建了实验平台,依据该模型,利用MATLAB对获取图像进行处理获得需要调整的二维平移和角偏移参数变量。实验结果表明,该测量系统的二维角偏移分辨率可达到0.001°,重复性优于0.02°;二维位移分辨率可达到亚微米,重复性优于10μm。可为微构件拉伸测试中辅助引导对中提供调整参数并提高拉伸测试数据的准确性。     

数字式图像增强系统及其图像的清晰化

在图像增强管和图像数字化结合方案的基础上 ,讨论了如何使用数字算法来消除和补偿图像增强管中由于电子光学系统的像差对图像所产生的影响 ,使图像清晰化。     

虹膜识别的身份认证系统

基于虹膜识别的身份认证系统包括3部分:虹膜图像采集,虹膜图像预处理,虹膜图像编码和识别。预处理过程中对虹膜的精确定位,使定位后的虹膜图像具有平移、尺度和旋转的不变性。与现有其他方法相比,该方法将Symlets小波用于虹膜图像编码,使算法的运行速度大大提高,为Daugman方法的8倍, 克服了当前流行算法中计算量过大的问题。     

双正交小波变换多分辨率图像融合方法

为了避免常规正交小波变换所引起的图像边缘失真,特别采用了双正交小波变换进行图像的多分辨率分解。在融合处理时,为了获得更丰富的细节和更好的融合效果,对不同分解层、不同方向上的高频分量以及同一分解层图像中的不同区域均采用不同的融合算子。实验结果表明,该融合方法和融合规则是十分有效的,融合后图像的边缘和纹理细节都更加突出。     

一种改善无损压缩性能的预处理及其理论分析

在 JPEG2000 无损编码方案中增加一步预处理而提出了一种新的编码算法。这种算法在编码端增加一项简单的预处理运算,在解码端增加了逆预处理运算。算法十分简单,在时间上没有明显增加,而在压缩比上有一定程度的提高。试验结果表明,采用这种编码算法时,压缩比可以提高 20%;理论分析也证实,只要能够保证减小图像的整体方差就能改善压缩比。该预处理也可应用于其它无损压缩算法。     

像移和采样共同作用下的TDICCD探测器像质

CCD探测器的像元尺寸一般来说是光学系统弥散斑的几倍,因此以CCD探测器为接收器的光学成像系统在理论上可以近似看作是空间移不变系统。采用计算机仿真的方法来研究在空间移变条件下的TDICCD遥感相机的影像分辨力和像质问题,结果是：在目标条带宽度一定时,像元尺寸为a,像移量为a/3,a/2,a,MTF分别下降为0．918,0．876,0．753;当MTF基本相等时,像移量为a/3,a/2,a,条带宽度为36,38,44。通过模拟,认识到在像移大于a/3时,Angle=0和Angle≠0的肘阡相差小于1％;并在像移量大于a/3的条件下得到了适用于工程应用的像元尺寸、像移量、分辨力、MTF的一个简洁函数。     

基于图像清晰度评价的摄像头辅助调焦系统

提出一种新的图像清晰度(包括锐度和对比度)评价函数,对比传统的图像清晰度评价算法,新算法速度最快且准确,以及和功率谱算法一样优良的灵敏度,适合各种实时自动对焦系统.本文使用一系列不同程度的离焦图片演示了所有算法的性能。同时将新算法应用于一种实际的摄像头模块辅助调焦系统中,系统把采集的每帧图像实时显示在屏幕上,用新算法评价图像的清晰度,从而指导作业员对摄像头模块进行调焦。实践表明该摄像头辅助调焦系统在批量生产摄像头模块时对提高生产效率和稳定质量方面有很大作用。     

具有分割健壮性的超声图像分类方法探索

在早期癌症的发病表现中,肿块和微小钙化点是重要的特征和诊断依据.然而,病变可疑区域与正常组织区域之间的差别很小,并且肿块的边界和内部结构在超声图像上形态不一,与周围组织的差别也很细微,很难用人眼检查到,这样使得早期确诊变得比较困难.本文采用一种基于模糊数学理论的乳腺超声图像增强算法,经过增强处理之后,原先由于图像的模糊而隐藏的信息能够清晰的观察到,这也后后面的肿瘤的分割与分类打好基础.     

图像匹配中噪声分析和预处理

提出和证明了在三坐标测量机单镜头三维视觉系统中的图像噪声主要有三种：（1）电磁干扰噪声；（2）季节、气候和时间变化引起的噪声；（3）物体的位置和视角变化引起的噪声。相应地提出了一种基于优化图像搜索模块的有效减少和消除噪声的预处理方法。理论分析和实验均表明，该方法具有简便、可靠和速度快的优点。     

指纹图像预处理方法的研究

针对指纹图像降质带来的困难，提出基于指纹结构特征的某些合理假设，在此基础上设计要应的处理算法，提出了增强指纹图像对比度、提取指纹有效区域、根据方向信息分割图像以及去除图像中气泡噪声的算法等。实施证明，这些算法处理效果好、运行速度快、编程简单，有效地解决了降质图像的预处理问题。     

多源图像配准技术分析与展望

在给出多源图像配准的定义后,将常见的图像配准方法分为基于图像灰度的方法和基于图像特征的方法两大类。以此为分类基础,对国内外现有的图像配准技术和方法进行了分析和评述,并重点介绍了基于图像特征的配准方法。随后对图像配准技术所面临的主要难题作了分析。最后介绍了图像配准在军事、遥感、医学等领域的应用,并展望了其未来的发展。