基于互信息及蚁群算法的红外与可见光图像配准研究

红外与可见光传感器是图像系统中常用的两种传感器,对这两种传感器图像进行有效的融合,能够得到更加丰富的图像信息,并具有更高的可靠性,有利于提高对图像信息的分析和识别能力.快速准确地实现图像配准是图像融合的前提.为此,本文提出了一种基于互信息及蚁群算法实现红外与可见光图像配准的方法.     

红外传感器模型的成像仿真效果分析

红外传感器的建模仿真是信号注入式仿真性能评估中的关键环节。通过分析红外成像系统的工作过程,提出了一种由调制传递函数（MTF）法、基于图像像素处理法以及光线追迹法相结合的红外传感器建模方法;为了定性地对所建立的红外传感器模型进行评估和分析,需要对仿真后的红外图像进行分析和评价,提出了由一、二维直方图和图像傅立叶频谱分析相结合的分析方法,并结合仿真试验结果进行了成像仿真效果分析,验证了模型的可行性,避免了单一分析方法只能评价部分效应成像效果的缺陷。     

基于多种图像的电路板故障诊断系统研究

本文论述了基于多种图像的电路板故障诊断的原理及方法,对红外成像技术、可见光图像处理与分析技术、电路板故障诊断技术进行研究,通过利用图像增强技术、图像平滑处理技术、图像的二值化处理技术等,对采集到的电路板图像进行滤波,平滑等预处理;利用差分热图法及序列热图法对电路板及其元器件温度特征变化进行分析和故障判定;采用基于Harris角点检测的方法实现电路板可见光图像和红外热图像的配准,进而实现红外热像检测下的故障定位于可见光图像之上,方便的查找故障发生的位置,直观的查看到故障元器件产生的现象。     

电力巡检场景下的红外与可见光图像配准方法

电力设备故障会导致停电事故,影响电网的安全稳定运行。根据电力设备运行时会产生热量的特点,提出一种电力设备的红外与可见光图像配准方法,便于进行异常发热故障检测。首先通过Sobel边缘检测算子提取电力设备的红外与可见光图像的边缘信息,得到边缘图像;然后通过SuperPoint算法检测2幅边缘图像的特征点并计算描述子,利用SuperGlue算法对特征点进行匹配;最后通过最小二乘法计算仿射变换模型参数,实现电力设备的红外与可见光图像配准。实验结果表明本文方法能够对电力设备的红外与可见光图像进行高精度的配准。     

热成像传感器动静态成像系统设计

为测试研究室开发的热成像传感器性能与成像质量,设计了成像传感器动静态成像与图像算法验证系统.系统能够捕获成像传感器静态图像,并能实时成像,具有通用性.数据的采集和处理应用FPGA+ DSP开发板实现.数据传输基于CY7C68013芯片以块同步数据传输方式,实现了无缝同步方式高速传输.基于VS2010编程环境和开源机器视觉库编写了接收、存储以及处理图像数据应用程序平台.测试表明:系统能够以40 Mbyte/s速率数据传输,用于实验室开发的热成像传感器工作良好.     

用于输送带纵向撕裂检测的新型视觉传感器

针对现有输送带纵向撕裂视觉检测存在采集图像不清晰的问题,提出了一种基于红外与可见光图像融合的新型视觉传感器。该视觉传感器采用分光棱镜将从同一镜头入射的同轴光分别投射至红外CCD和可见光CCD,红外CCD和可见光CCD同时采集目标同一点的红外图像和可见光图像,利用像素级融合方法获得融合图像。实验结果表明,该视觉传感器所采集的融合图像具有清晰的撕裂信息和详细的背景信息,满足输送带图像高质量采集的要求。     

Vega中的传感器模块在红外成像仿真中的应用

针对红外成像制导系统仿真对红外场景的需求,提出一种基于Vega中传感器模块的红外成像仿真的方法。介绍红外成像仿真的原理及研究现状,阐述传感器模块的特点和功用。给出了红外图像实时生成系统的组成及工作流程,较为详细地阐述了红外成像仿真的流程,重点阐述了红外传感器仿真模块、传感器视效模拟模块在红外成像仿真中的应用并给出了仿真结果。实验证明,该方法能够满足实际任务对图像仿真逼真度和实时性的要求。     

一种红外成像检测系统设计

红外成像系统的性能检测是产品质量的重要保证,本文介绍了一种红外成像系统的检测设备的设计,通过设计一定特征的红外目标图像,检测红外成像系统的成像功能,同时检测红外成像系统的分辨率、成像坏元等关键性指标,通过检测系统控制设计保证检测系统输出的红外图像的温度阈值范围和质量满足被测对象的要求,并能够提供可设置的图像,实现了对红外成像系统的功能和性能检测。检测系统温度分辨率不大于0.2度,图像相对畸变2%,目标运动精度不大于0.05度,光能分布不均匀度不大于10%,视场角不小于8度。     

基于Canny边缘SURF特征的红外与可见光图像配准算法

利用多源传感器之间获取信息的互补性,克服单传感器的缺陷,从而提高系统整体性能指标的思想已经在军事、医疗、卫星等领域获得了广泛的应用。可见光和红外图像相融合也能提高视觉应用场景中对目标的探测能力,降低目标警报的虚警率和漏警率,提升准确率和工作效益。对于红外与可见光图像配准过程中受不同传感器图像成像原理不同,成像结果图像灰度差异大、特征难以匹配的问题,可以利用红外和可见光图像的共有特征即边缘轮廓特征,采用Canny边缘提取算法提取出图像最基本、稳定的特征,然后在边缘图中使用SURF特征检测算法进行特征点提取与匹配,最后采用RANSAC进行精准匹配。由于边缘在红外和可见光图像中都是比较稳定的特征,而且在边缘轮廓图中进行特征提取将极大减少计算量和提高匹配率,因而最终能够获得较为准确的红外、可见光图像的变换关系。     

机器人在变电站设备巡检中的应用

本文在介绍变电站设备巡检现状的基础上,详细介绍了变电站设备巡检机器人系统的总体结构,并给出了基于(红外)摄像机、高性能定向MIC等传感器的变电站设备的图像巡检、仪表识别、温度检测以及移动物体侦测等功能模块的实现方法.该系统可以根据操作人员在基站的任务操作或预先设定的任务,自动进行变电站内的全局路径规划,自主完成变电站设备的巡检工作,通过携带的可见光摄像机、远程红外热成像摄像机、高性能定向MIC等传感器,完成变电站设备的图像巡检、设备仪表的自动识别、一次设备的红外检测以及移动物体侦测等,并记录相关信息,提供异常报警.     

红外光幕在地铁屏蔽门障碍物探测中的研究

针对现有地铁屏蔽门通过门速曲线的改变来探测障碍物的方法在检测最小尺寸为4 mm×40 mm的障碍物中所存在的不足,提出一种利用红外光幕的障碍物探测方法,并结合数字信号处理器(DSP)的无刷直流电动机控制技术和模糊PID控制算法来实现地铁屏蔽门障碍物的探测,最后在Matlab/Simulink环境中构建了整个系统的数学模型,并对系统在正常情况和遇到障碍物时的关门过程进行仿真分析。仿真结果表明:基于该方法设计的地铁屏蔽门障碍物探测系统可以解决现有地铁屏蔽门在障碍物探测方面的不足。     

基于三维成像声纳技术的AUV前视避障方法

针对自主式水下航行器（ AUV）在水下自主航行过程中的避障问题,提出了一种基于三维成像声纳技术的前视避障方法。该方法使用三维成像声纳探测目标,通过声纳目标图像处理提取目标,完成目标的运动状态分析和轨迹预测。通过设置碰撞区域,建立避障模型和设计避障规则,实现了AUV的智能化避障。借助于其他传感器,这些关联模块构成了一个集目标探测、目标提取、轨迹预测、避障与路线回归等功能于一体的闭环系统。     

基于红外与可见光的智能跟踪技术

介绍了红外热成像原理及其技术特征,并对云台摄像机的预置位功能做了详细说明。在此基础上,提出了红外与可见光相结合的智能跟踪技术,该技术可准确地发现目标并跟踪目标。既实现了夜间环境下的视频监控,也克服了可见光设备检测范围的局限性。该技术可应用于学校、住宅小区等公共监控场所,从而实现智能监控和跟踪。     

基于模糊控制的雷达红外双传感器有轨电车防撞系统

有轨电车与行人车辆的共享路权使得防撞系统成为行车安全的一个关键环节.采用2套传感器对测量向量异步数据融合并在显示端设置三级声光报警保证障碍检测的可靠性和安全性.在控制器部分,从安全性和舒适性2方面设计了两种模糊控制规则比较输出,保证行车安全的基础上提高了电车制动时的舒适度评价.仿真结果表明:较好地实现了有轨电车的制动要求.     

红外成像系统建模仿真方法研究

建模仿真技术是一种研究、分析、设计和评价红外成像系统必不可少的关键技术。建模仿真的方法多种多样,各有特点,文中介绍了红外成像系统的基本成像过程以及现有的主要建模仿真方法,归纳了各种方法的优缺点,通过分析、比较,给出了红外成像系统建模仿真的思路和意见。     

基于区块链技术的工业机器人视觉检测及避障系统设计

传统的工业机器人避障系统只能处理数据信息,导致障碍物检测准确率低,设计的避障路线实际应用效果差。为此,引入区块链技术设计一种新的工业机器人视觉检测及避障系统。系统设计分为硬件及软件两部分,硬件优化了系统电源,通过传感器分析环境信息、障碍物参数,选用TX-AS700无线射频通信模块,以HSJ-2芯片作为检测器电路核心,用以传输并存储障碍物数据。软件部分在Visual C++程序框架中设定应用程序,与区块链技术中的数据库资源相结合,实现图像信息提取,计算区块阶矩得到障碍物检测公式,通过仿真程序分析处理障碍信息,并设计有效的避障路线。实验结果表明,基于区块链技术的工业机器人视觉检测及避障系统能够提取图像信息,检测到的障碍物准确率高,系统的检测有效率平均值为83%,避障准确率接近理想避障效果,能够规划出更加有效的避障方案。     

基于VoxelMorph的可见光和红外遥感影像配准

由于可见光和红外的成像机理、成像波段不同,获取的遥感影像之间存在复杂的非线性辐射畸变,传统的配准方法难以实现两者的高精度配准。本文提出一种基于VoxelMorph的可见光和红外遥感影像配准方法,利用卷积神经网络对可见光和红外异源图像进行分步的精细化形变场计算,从而实现快速高精度配准。将可见光图像作为参考图像,利用U-Net网络计算待配准红外图像和参考（可见光）图像的形变场,实现全局对齐的仿射变换,然后通过空间转换网络进一步实现更高自由度变形。采用WHU-OPT-SAR数据集的实验结果表明,与基于尺度不变特征变换（SIFT）算法的传统配准方法相比,本文提出的基于VoxelMorph配准方法可以获得更好的配准效果,验证了基于VoxelMorph的配准方法在多源遥感影像领域的有效性。     

一种Blinn-Phong BRDF红外反射模型的研究

针对红外场景仿真中辐射反射分量运算复杂、真实感欠缺等问题,提出一种Blinn-Phong BRDF红外反射模型,并基于Unity平台将其应用于三维红外仿真场景。该方法在对实测红外图像进行阈值分割的基础上,利用简化辐亮度运算和红外成像过程的仿真链路反演模型,求解目标表面温度值,根据红外辐射原理与可见光光照模型的理论相似性,将改进的Blinn-Phong光照模型移植到红外波段,并引入双向反射分布函数提高仿真精度,提出Blinn-Phong BRDF红外反射模型;最后基于该辐射反射模型构建零视距仿真场景,同时将仿真图像与实测图像进行比对,验证了反射模型的可信度和有效性。实验结果表明,提出的红外反射模型既有较高的仿真效率,又能够较好地模拟红外反射的高光现象,满足红外视景仿真对辐射反射的要求。