基于模板匹配的可扩展凸轮轴质量检测系统

针对凸轮轴批量生产过程中产品质量的快速检测问题,在对凸轮轴进行特征分解的基础上,运用"模板匹配"算法对凸轮型线进行匹配,并利用VC++和后台数据库,开发了一套高速、精确,支持产品型号扩充的凸轮轴质量检测系统.详细阐述了型线匹配的原理和方法,同时基于特征分解实现了运行时算法的选定,最后给出了应用实例.     

凸轮型线对发动机性能影响的研究

为了验证进气凸轮轴凸轮型线对发动机性能指标的影响效果,选择三种不同型线的进气凸轮轴和同种型线的排气凸轮轴在同台发动机上进行匹配,进行了仿真分析,同时进行了台架性能试验。仿真分析结果和台架试验结果都表明,进气凸轮轴型线的变化能明显影响发动机的功率和扭矩等性能指标。     

基于仿射不变量的长基线立体匹配

为了实现长基线图像特征点的立体匹配,提出了一种新的基于特征点仿射变换不变性的匹配算法.通过对仿射变换矩阵进行奇异值分解,利用旋转角度和尺度变换因子来估计仿射矩阵的合理初始值,加快匹配算法的收敛速度,避免搜索可能收敛于某一局域极小值或发散.另外,通过估计特征点的外极线几何关系和局部运动矢量消除错误匹配.     

基于对称差分和特征匹配的纱线运动疵点实时检测

针对纱线高速运动时无法实时准确检测疵点的问题,提出了一种高速纱线的实时疵点检测算法,该算法适用于实时处理大容量图像和高速移动纱线疵点检测.该算法通过将对称差分算法和连通域特征匹配方法相结合,提高了纱线疵点检测准确性,同时缩短了处理时间.首先对图像进行了预处理,再使用对称差算法分解疵点图像并提取了图像疵点特征,然后使用连通域特征匹配方法识别了疵点.改进了传统差分算法无法抗抖动缺点,比较完整地保留了疵点信息,构造了识别能力特别强的特征匹配方法.最后,将该算法疵点检测的准确性和检测速度与现有检测方法进行了对比分析.研究结果表明,该算法在准确性方面优于人工检测及传统差分算法,检测速度相对神经网络和传统差分算法有所提高,该算法能够在实现实时、快速检测疵点的同时保证检测疵点检测的准确性.     

基于改进FOA匹配追踪的超声信号处理研究

针对信号稀疏分解中常用的匹配追踪算法运算耗时较长、分解不够准确等问题,将结合混沌映射与局部搜索思想的改进果蝇优化算法应用于匹配追踪中,以提高信号稀疏分解的速度与准确度.将该算法应用于超声回波仿真信号和换热管污垢超声检测实验信号的处理,并与其他几种常用匹配追踪算法进行比较.结果表明该改进果蝇优化匹配追踪算法,在提高信号稀疏分解速度的同时,获得了较好的降噪与信息提取效果,对超声检测信号的处理具有较重要意义.     

运用旋转无关特征线实现景象匹配

为了寻求一种高效可靠的景象匹配算法,使其在复杂背景下具有尺度无关,抗旋转、光照变化和图像轻微畸变的特性,对基于特征线的景象匹配算法进行了研究.受人眼视觉系统(HVS)的启发,利用类似人眼视觉皮层滤波器组的处理方式,提出一种新的基于特征线的景象匹配方法.该方法利用向量描述特征线来完成图像间的匹配,相比特征点的匹配算法具有特征数量少,信息丰富的特点.介绍了利用提出的方法进行特征线的提取、表征与匹配的过程,总结了该匹配方法的效果和特点.实验表明,这种基于特征线的景象匹配算法可以完成复杂背景下图像间的匹配,克服了旋转和尺度缩放,并具有很好的鲁棒性,匹配精度优于1 pixel,满足了自动景象匹配的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求.     

摇摆式凸轮轴数控磨削插补算法及控制策略研究

根据摇摆式凸轮轴磨削运动几何原理 ,提出了一种多约束凸轮轴凸轮型线数控磨削插补技术 ,建立了以凸轮矢角θ为参变量的插补算法模型。给出了插补过程与实时伺服相分离的前后台式控制策略思想 ,并验证了插补算法的精度和效率 ,为研制摇摆式凸轮轴数控磨床提供了理论参考     

基于正交距离回归齿面的齿轮误差评定

为了通过测量齿面拓扑轮廓来获取特征线误差,提出了一种基于正交距离回归齿面的误差计算方法。对该方法涉及的实际齿面与理论齿面匹配算法、拓扑轮廓误差的计算与分解及齿面特征线误差的评定算法进行了研究。首先,通过坐标测量方法获取的齿面拓扑数据,建立包含回归齿面参数的非线性方程。然后,求解非线性方程得到回归齿面参数的最优近似解,从而得到与实际齿面匹配的理论齿面,拓扑测量点相对理论齿面的正交距离即为齿面拓扑误差。最后,基于齿轮误差多自由度理论,对实际齿面进行局部自由度及全局自由度回归,进一步分解出齿面的齿廓误差和螺旋线误差。以一标准圆柱直齿轮的齿面拓扑测量点数据为例进行了误差计算,结果显示:计算的结果与直接进行特征线测量的结果差值小于0.5μm,表明提出的基于正交距离回归齿面进行齿轮误差评定的方法是有效的,可以应用于坐标类仪器检测齿轮误差。     

二阶Wedgelet快速分解及其在工业CT图像线特征提取中的应用

为了对工业CT(ICT)图像中的线特征进行有效提取,提出一种基于二阶Wedgelet快速分解的特征提取方法。首先,介绍了二阶Wedgelet分解的定义,根据二阶Wedgelet基函数的构成将其划分为3种(同边型、邻边型、对边型)不同类型。根据不同类型基函数间的空间关系设计出二阶Wedgelet快速分解算法。在此基础上,在不同的单尺度上分别提取了各自的候选线特征。最后,结合多尺度四叉树结构,融合不同单尺度的候选线特征得到最终提取结果。对实际ICT图像进行了线特征提取实验,对比试验结果验证了提出方法的有效性和先进性,表明基于二阶Wedgelet快速分解的ICT图像线特征提取方法能有效地提取ICT图像感兴趣的线特征,对其它类型图像的线特征提取也具有一定的参考价值。     

航空活塞发动机凸轮轴修理技术研究

针对航空活塞发动机凸轮轴修理,分析了轮廓磨削对型线、接触应力、润滑特性以及耐磨性的影响,论证了修理的可行性。分析了凸轮轴修理的关键技术,提出了轮廓型线反求的测量方法和型线重构的理论模型,为凸轮轴的修理提供了理论指导。     

发动机凸轮轴异常磨损分析

某型发动机在运行早期出现异响,经拆解发现凸轮轴存在异常磨损,从凸轮与挺柱的材质、硬度、凸轮轴型线等方面进行分析,得出凸轮轴与挺柱的偏心量设计不合理是凸轮轴磨损的主要原因。通过优化凸轮轴型线,变更挺柱设计,显著改善了凸轮轴的磨损情况。     

基于改进 ICA-OMP 优化原子分解的谐波和 间谐波检测方法

针对原子分解中匹配追踪类算法存在的问题,提出一种结合帝国竞争算法(ICA)和正交匹配追踪算法(OMP)优化原子 分解的电网谐波和间谐波信号检测方法。 首先根据谐波和间谐波信号的特征,将 Gabor 原子库简化为正弦原子库。 然后采用 OMP 算法对谐波和间谐波信号进行原子分解,通过设置合理的相关性阈值确定终止迭代次数。 最后,根据搜寻出的最佳匹配 原子的索引参数实现谐波和间谐波信号参数估计。 在 OMP 算法迭代过程中引入 ICA,可实现在连续参数空间中搜索最佳匹配 原子,避免索引参数步长对检测精度的限制。 算例仿真与实测表明本文提出的算法能够在噪声干扰情况下准确检测出各次谐 波和间谐波分量,频率、幅值和相位的最大检测误差分别为 0. 015 4% 、0. 722 4% 和 1. 512 6°,可有效分辨出频率相近的间谐波 分量,实现时变谐波和间谐波分量的精确定位。 与正交匹配追踪算法相比,计算复杂度缩减率在 99% 以上。     

利用平面约束的月球车立体匹配方法

为了满足月球车视觉系统对检测障碍物检测的时效性和可靠性的需求,提出了一种基于平面约束和自适应惩罚参数的半全局立体匹配算法。首先,对极线校正后的两幅图像进行SIFT特征点提取与匹配,同时提取边缘特征;然后,利用匹配的SIFT特征点拟合空间平面,并根据平面估计左右图像所有像素点的视差搜索范围;最后,基于传统的半全局匹配算法,采用自适应惩罚参数的策略对左右图像进行立体匹配。实验结果表明：所提出的算法有效地降低了计算复杂度,其计算复杂度只有传统方法的19.9%,对于视差不连续区域以及遮挡区域都能够获得正确的匹配结果。较传统半全局匹配方法无论在速度还是匹配精度上都得到明显提高,为对立体匹配的实际应用奠定了基础。     

浅析低噪声凸轮轴的型线设计

对一款具有配气机构异响问题的发动机进行NVH测试分析,确定产生异响部件为凸轮轴,在分析凸轮型线后,运用CAE仿真软件对凸轮型线进行重新优化设计,并根据CAE分析结果,制造优化型线的凸轮轴,达到了降低配气机构异响的设计目的。     

利用平面约束的月球车立体匹配

为了满足月球车视觉系统检测障碍物的时效性和可靠性需求,提出了一种基于平面约束和自适应惩罚参数的半全局立体匹配算法。首先,对极线校正后的两幅图像进行SIFT特征点提取与匹配,同时提取边缘特征;然后,利用匹配的SIFT特征点拟合空间平面,并根据平面估计左右图像所有像素点的视差搜索范围;最后,基于传统的半全局匹配算法,采用自适应惩罚参数对左右图像进行立体匹配。实验结果表明:所提出的算法有效地降低了计算复杂度,其计算复杂度只有传统方法的19.9%,对于视差不连续区域以及遮挡区域都能够获得正确的匹配结果。较传统半全局匹配方法无论在速度还是匹配精度上都得到明显提高,为立体匹配的实际应用奠定了基础。     

基于模式分解和符号匹配的特征识别方法研究

针对环形或链式工程图提出了基于模式分解和符号匹配的特征识别方法。首先采用凸线模式分解原则和凸共线元素对最小序号优先模式分解原则将图形分解为由单个特征组成的图形子模式 ,并采用具有几何变换不变性编码规则——基于角度的编码 ,实现对图形子模式和特征的符号描述 ,通过符号匹配方法鉴别出零件的形状特征。该方法已应用于三牙轮钻头特征识别系统中。     

粗糙集-基于实例推理的凸轮轴数控磨削工艺专家系统

针对凸轮轴数控磨削加工过程中工艺方案选择困难等问题,在集成粗糙集理论及基于实例推理各自优点的基础上,提出一种新的粗糙集-基于实例推理(Rough set-case-based reasoning, RS-CBR)凸轮轴数控磨削工艺专家系统.在该系统中,利用粗糙集理论的离散和约简算法实现对工艺特征属性权重的自动计算,利用基于实例推理方法实现对加工实例相似度的计算.在CNC8312A数控高速凸轮轴磨床上进行试验加工,采用均匀设计原理安排试验方案,采集多组工艺实例建立工艺实例库,构建凸轮轴数控磨削RS-CBR模型,进行磨削方案的智能匹配试验.将匹配成功的工艺实例用于生产实际,获得良好的效果.     

基于机器视觉的智能车辆鲁棒车道线识别方法

针对目前传统车道线识别算法在复杂道路环境中识别困难的问题,提出了一种基于机器视觉的智能车辆鲁棒车道线识别方法。为消除噪声干扰以及提高特征检测效率,设计了一种自适应道路感兴趣区域(ROI)计算方法,针对不同情况的车道可自适应地将车道区域与非车道区域分离。对待检测目标采用改进划分角度的检测算子进行车道线特征检测,同时对车道图像有针对性地采用多色域阈值处理,以提高算法的环境适应性。对转换视角后的车道线采用DBSCAN聚类及NURBS曲线进行拟合,并利用随机抽样一致法优化车道线模型以滤除误匹配。实验结果表明,该算法可有效识别出各种道路工况下的车道线。     

多方法集成的凸轮轴磨削工艺智能优选研究

针对凸轮轴磨削加工具有工艺参数选择困难、严重依赖加工人员经验等问题,提出了基于粗糙集(Rough Set,RS)、层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)及基于实例推理理论(Case-Based Reasoning,CBR)等多种智能技术集成的凸轮轴磨削工艺智能优选模型算法流程、运行体系和实现方法。利用粗糙集理论的离散和约简算法获取到最具分类能力的特征属性集,定义组合赋权法由此获得特征属性的组合权重大小,分别采用基于实例推理方法和综合评价法对加工实例相似度和置信度进行计算。以某型凸轮轴毛坯加工为实例,验证了凸轮轴磨削工艺智能优选模型的有效性。     

结合小波变换的Shi-Tomasi算法遮挡图像匹配研究

目标部分遮挡或缺失是计算机视觉应用到制造业中经常遇到的问题。对现实生产中工件间遮挡的图像匹配问题进行研究,提出了小波变换和Shi-Tomasi角点检测相结合的算法。对小波分解后的低频图像进行特征点提取,舍弃图像的高频成分,有效降低噪声对图像的影响。选用常见的法兰盘作为实验对象,在多种环境下验证文中算法的可行性,最后用RANSAC算法消除误匹配。匹配结果表明,该算法不仅可以减少遮挡工件匹配的计算量,去除伪角点,加快识别速度,而且在噪声干扰、旋转、尺度变化等条件下也有较好的匹配效果。