一种用于弹道终端飞机红外图像机轴检测的算法

以制导引信一体化(GIF)为背景,利用红外成像导引头图像信息,对飞机目标姿态识别技术展开研究;在提取出飞机目标图像骨架的基础上,提出一种改进的Hough变换与最小二乘拟合相结合的算法检测出了飞机轴线。利用Hough变换鲁棒且不需启发信息的特点进行初步检测,确定直线存在的大致区域;利用最小二乘拟合法确定直线区域内特征点回归直线的精确参数;对该算法进行仿真。仿真结果表明,提出的该算法提高了飞机轴线检测的检测率和检测精度,降低了对Hough变换的分辨率要求,可以减小算法整体的空间开销。     

基于遗传算法的激光视觉焊缝特征点提取

提出了一种基于遗传算法的平面焊缝特征点提取方法。采用中值滤波、阈值分割法对焊缝图像进行预处理,以减少噪声;利用种子填充法进行图像分割,提取出激光条纹连通域,根据连通域特征抽象出激光条纹骨架提取的数学模型;重点研究基于遗传算法的骨架提取方法,并采用法向直线扫描法沿骨架方向提取中心点坐标;对骨架中心点进行直线拟合,并利用拉依达准则迭代剔除噪声点,获得激光条纹骨架的准确位置和焊缝特征点坐标。经试验验证可知,该方法能够有效消除焊缝图像中多种噪声及激光条纹宽度的干扰,快速准确地检测出焊缝特征点的位置。     

基于条纹式激光传感器的机器人焊缝跟踪系统研究

提出了基于条纹式激光传感器的机器人焊缝跟踪系统,采用机器人末端安装条纹激光传感器,在焊接过程中实时获取焊缝轮廓数据;利用小波变换模极大值理论对焊缝轮廓数据进行分析,确定焊缝特征点;以特征点为分界点,采用最小二乘法拟合焊缝直线并求取交点,精确确定焊缝轮廓特征点坐标;通过机器人坐标变换实时获得焊缝运动轨迹,从而实现焊缝跟踪。对不同的V型焊缝进行实验验证,并对有无采用最小二乘法精确定位进行对比实验。实验结果表明:只采用小波模极大值理论获得的跟踪误差约为0.514 mm,但轨迹存在较严重的抖动现象;而采用了最小二乘法精确定位特征点后,跟踪误差约为0.304 mm,抖动现象明显减弱,满足自动焊接误差要求在0.5 mm之内的要求。     

基于数据拟合的激光焊接焊缝图像表面缺陷检测

为了检测等厚钢板激光焊接焊缝表面缺陷,采用结构光主动视觉检测法和数据拟合技术进行了焊缝图像表面缺陷检测的实验研究。首先采用高斯拟合法提取出具有亚像素精度的激光条纹图像中心线;然后通过最小二乘法拟合出2条直线和1条二次曲线,求直线和二次曲线的交点以获得精确的焊缝端点位置坐标;最后给出焊缝表面缺陷：凹度和凸度的计算方法,并以等厚钢板激光焊接焊缝为检测对象进行验证。结果表明,在此提出的基于数据拟合技术的焊缝表面缺陷图像检测方法为判断激光焊接焊缝质量是否合格提供了较为准确的判断依据。     

印刷电路板光电图像走线检测研究

为了更精确地检测出含有噪声与模糊的印刷电路板(PCB)光电图像中走线的信息,提出了结合随机Hough变换和最小二乘法拟合直线两者优点的直线检测新方法。首先对含有走线的PCB光电图像进行预处理,给出误差阈值;然后用随机Hough变换粗略确定图像中直线的大概位置,剔除干扰点与噪声,保留符合误差阈值要求的直线附近的点集;最后用最小二乘法拟合各个集中的点,得到较精确的直线参量,从而得到各条拟合直线。对由CCD与显微镜获取PCB光电图像的走线进行实际检测,结果表明,本文提出的方法可实现精确的直线检测。     

基于激光点云的输电线路杆塔倾斜检测算法

为了解决基于激光雷达(LiDAR)点云杆塔倾斜检测方法鲁棒性低、自动化程度差等问题, 利用杆塔塔身结构呈标准四棱台的特点, 提出一种基于杆塔塔身分层投影提取中轴点的激光点云杆塔倾斜检测算法。首先将杆塔点云沿高程方向进行分层, 求取分层点云的最小外接矩形, 确定外接矩形中心为杆塔中轴点; 其次利用外接矩形的面积、比例变化过滤塔头、高低腿等非对称杆塔结构, 以及外接矩形四边内切点高程值进行缺点、噪点检验, 在杆塔中轴线拟合之前剔除可检测的偏移点; 最后在空间直线拟合中引入抗差估计, 通过选权迭代的方式抑制其余偏移点对空间直线拟合的影响。结果表明, 该方法在不同塔型、不同点云密度下均有较好的适应性, 在缺点、噪点情况下抗粗差能力强, 与实测值对比偏差小于0.90‰。该算法具有较强的工程实用价值。     

基于梯度算子的线阵CCD图像边缘检测方法研究

利用线阵CCD对螺纹参数进行测量,其测量精度受边缘信号检测精度制约,对图像边缘的精确检测是测量的基础和关键。为了检测经过线阵CCD所得图像的边缘,提出了一种基于梯度算子和直线拟合原理的边缘检测方法。该方法利用梯度算子求出图像边缘梯度最大值的两点,再结合这两点及相邻点的信息进行直线拟合,确定边缘的准确位置。基于该方法的采集系统由线阵CCD采集螺纹的灰度图像,使用DSP来处理数据。实验结果表明,该方法相对于固定阈值法,对提高系统测量精度具有显著效果。     

机械零件直线边缘亚像素定位方法研究

直线是视觉图像中重要的基元特征.建立了三级灰度图像边缘模型的空间矩算子,利用LOG算子定位速度快的特点,确定图像像素级边缘,然后在包含边缘点的邻域内利用空间矩进行边缘的亚像素定位,由Hough变换提取直线边缘像素点,最后采用基于最小二乘原理的直线拟合边缘提取方法,得到亚像素级被检测直线.对空间矩算子亚像素定位算法与像面直线亚像素提取算法的有效性和精度进行了实验研究,实验结果表明提出的基于空间矩亚像素边缘定位算法与像面直线亚像素提取算法具有较高的精度和稳定性.     

基于三维激光扫描的施工建筑平整度检测方法

针对传统施工建筑平整度检测方法效率低、检测结果受人为主观因素影响较大等问题，提出一种基于三维激光扫描的平整度检测方法。首先，利用三维激光扫描仪对目标建筑进行数据采集、处理和拼接，获得高精度三维点云数据；其次，结合建筑平整度检测特点设计了一种非均匀抽稀方法，用于无损保留墙面凹凸特征；然后，利用随机抽样一致性算法结合特征值法，对建筑点云数据进行自动化特征提取与平面拟合，获得待检测墙面几何参数；最后，依据平整度检测原理，利用拟合平面与点云数据拓扑空间关系，设计了一种基于三维激光扫描的施工建筑平整度检测方法。实验结果表明：所提非均匀抽稀方法能够有效完成点云数据抽稀工作，抽稀比达55.4%，且能够无损保留墙面凹凸特征；基于三维激光扫描的平整度检测方法理论可行，精度可靠，较传统检测方法，效率提高了23.33%，且更加全面。     

管道焊接激光视觉跟踪的定位方法研究

为解决在管道自动焊接过程中V型坡口的识别定位问题,提出了一种基于激光视觉传感的局部区域内分步式定位方法。首先建立模板匹配,利用模板匹配方式获取焊缝初始位置区域;然后采用阈值分割和边缘提取获得激光条纹边缘线,通过Shi-Tomasi算法对边缘线进行角点检测,得到边缘线上的亚像素角点位置坐标;最后采用最小二乘法拟合得到精确的边缘直线,对上下边界线求平均值提取激光条纹的中心线,求取直线的交点得到坡口轮廓的拐点信息。通过对实际焊接现场拍摄的50幅同一高度不同位置的图像进行检测,结果表明,分步式定位方法抗干扰性强,精度较高,为完成整个跟踪自动焊接过程奠定了基础。     

不等厚板激光焊接焊缝缺陷结构光视觉检测

为了检测不等厚钢板激光焊接焊缝表面缺陷,采用结构光主动视觉检测法和高斯数据拟合技术进行了焊缝表面缺陷检测的实验研究。首先采用高斯拟合法对激光条纹图像进行处理,提取出具有亚像素精度的激光条纹中心线;然后通过最小二乘法拟合出3条相交直线并求其交点,近而获得精确的焊缝端点位置坐标;最后给出焊缝表面缺陷-凹度和凸度的检测方法,并以不等厚钢板激光焊接焊缝为检测对象进行验证。结果表明,这种基于拟合技术的结构光视觉检测法为判断激光焊接焊缝质量是否合格提供了较为准确的判断依据。     

人工心脏生物瓣膜的三维缺陷检测

提出了一种基于光学相干层析成像（OCT）技术实现人工心脏生物瓣膜三维缺陷检测的方法，发展了一种生物瓣膜表面边界拟合算法。根据拟合结果进行坐标变换，使瓣膜表面边界趋于水平但保留表面纤维束高度和异常起伏的高频变化。利用所提方法对人工心脏生物瓣膜三尖瓣支架和其中的瓣膜小叶进行成像实验，实现了高分辨率、大视场、实时三维结构成像，成像结果可以显示生物瓣膜纤维层、光滑层、层间缺陷以及切割缺陷。该技术有望被广泛应用于人工心脏生物瓣膜制造检测领域。     

基于四阶累积量的相干信号频率和二维到达角联合估计的新算法

该文提出了一种基于四阶累积量的相干信号频率和二维到达角联合估计的新算法-CTSS算法.CTSS算法利用双平行线阵的时空数据以及平滑技术构造了一个时空平滑矩阵,通过对其进行特征分解,并利用分解得到的特征值和特征矢量估计出空间相干信号的三维参数.在色噪声环境下,该算法能够精确地估计空间相干信号的三维参数,无需多维谱峰搜索,能实现信号三维参数的自动配对,并有效地解决了信源参数兼并问题.计算机仿真结果验证了算法的有效性.     

利用图像畸变对称性实现相机中心位置标定

分析了图像的畸变特征,提出一种新的相机中心标定的方法.在提出的四点假设前提下,认为图像畸变有中心对称的特点.采用高斯曲线拟合有畸变的直线,多条平行直线的畸变拟合高斯曲线的顶点连线将经过图像中心.通过对多簇不平行直线的畸变曲线拟合,可获得多条过图像中心的直线,联合求解得到图像的中心位置.这种直接获得图像中心的方法,无须已知任何外部参数,算法简单且计算复杂度低,结果的稳定性好,在实验中取得良好的效果.     

基于绝对相位靶的摄像机标定仿真与实验研究

摄像机标定是结构光三维传感技术中联系测量系统内外参数与三维坐标之间的重要环节.基于灰度信息提取特征点的摄像机标定方法易受图像噪声、对比度等因素的影响.提出一种基于绝对相位靶(APT)的摄像机标定方法,采用时间相位展开算法计算绝对相位,提取相位值为4π整数倍的特征点,采用局部窗口最小二乘拟合算法计算特征点的精确亚像素坐标...     

基于空间矩的视觉图像基元特征提取方法研究

建立了三级灰度图像边缘模型的空间矩算子。首先利用LOG(Laplacian of Gaussian)算子定位速度快的特点,确定图像像素级边缘;然后在包含边缘点的邻域内利用空间矩进行边缘的亚像素定位,由Hough变换提取直线和椭圆边缘像素点;最后采用基于最小二乘原理的直线拟合边缘提取方法,得到亚像素级被检测直线和椭圆。对空间矩算子亚像素定位算法与像面直线和椭圆亚像素提取算法的有效性和精度进行了实验研究,实验结果表明,在测量速度相当的情况下,本文提出的算法具有较高的精度和稳定性。     

基于EM算法和GOF的宽带分布式 目标检测算法

 针对K分布杂波背景下的宽带分布式目标检测问题,提出了一种基于期望最大化算法和拟合优度检测方法的检测算法.该算法利用期望最大化方法估计杂波参数,提高了估值精度.通过结合拟合优度检测有效利用了目标回波对杂波背景的干扰,并简要分析该算法的恒虚警率性.对仿真数据与实测数据的多个仿真结果表明,与传统的非相干积累方法及基于散射点密度的广义似然相比,该算法检测性能有明显的提高.     

多投影仪自由立体显示系统中的特征点检测及几何校正

几何校正是多投影仪自由立体显示系统实现无缝拼接显示的关键,而特征点检测是多投影仪组合显示进行几何校正的基础.自由立体显示系统中三维立体显示屏幕的各向异性反射特性使得基于亮度阈值分割的特征点检测方法效果不佳,为此,我们提出了基于轮廓检测的特征点检测方法:采用基于Hough变换的圆检测方法检测特征点的位置,以特征点集的凸包为基准插入及补充漏检的特征点,然后使用两次最小二乘直线拟合方法矫正误差.最后,利用特征点网格,实现了自由立体显示系统的几何校正.实验证明,我们的特征点检测方法鲁棒性好,精度较高,自动地实现了投影显示图像的高精度几何校正.     

基于改进Hough变换的印刷电路板定位配准

电路板自动光学检测中常通过检测电路板的边缘直线来确定其旋转角度和平移量从而完成定位配准,存在运算量大、精度不高的问题.对传统Hough变换检测直线方法进行改进,从图像金字塔、约束投票角度、约束搜索点的区域3个方面提高Hough变换的效率,并利用最小二乘拟合法提高检测精度.定位配准时,先运用改进的Hough变换求取电路板边缘直线的近似参数;然后在原图上对边缘直线进行拟合求取电路板的精确旋转角度和平移量,完成定位配准.实验表明本文方法能准确完成电路板的定位配准,对大小为1 920×1 080像素的电路板图像,定位时间约为60 ms,定位误差小于1个像素.     

基于迈克耳孙干涉仪的表面焊接缺陷检测

焊接表面缺陷是评价焊接质量的重要指标,针对现有检测方法测量精度较低的问题,设计了一种基于光学相干测距原理的焊接表面缺陷检测系统.首先,基于迈克耳孙干涉仪的原理,利用宽带激光扫描焊接表面的一点,以采集参考臂和测量臂的干涉光强.然后,通过采集的光强确定被扫描点对应的干涉光谱.最后,计算该光谱对应的光程差,从而确定被扫描点相对参考镜的轴向高度.实验结果表明,该系统的轴向测量精度能达到10 μm,横向分辨率能达到13 μm,可以精确识别表面气孔、漏焊、错边等焊接缺陷,准确测量焊缝的几何形状并判断焊缝的成形情况.