基于双目视觉的焊缝跟踪系统研究

在自动焊接技术中,需要焊枪对焊缝实时而准确地跟踪。单目视觉系统不能实现对曲面焊缝的焊接。引入双目视觉技术,利用视觉反馈,实时监控焊点位置,减小自动焊接工作过程中的焊接误差,提高焊缝精度;对双目视觉系统进行标定,得到相机内外参数,利用投影矩阵M得到焊点三维坐标,并以此计算焊点的理论坐标误差,通过实时补偿,满足高精度焊接要求。实验表明,在加装双目视觉传感系统后,焊缝平均精度可达0.68mm,满足自动焊接的要求。     

非接触式回转体测量系统的路径规划

非接触式回转体测量系统,以三坐标测量仪为平台,在其基础上设计高精度转台带动工件回转,以光电非接触式位移传感器为测头,通过三坐标带动测头移动实现回转体的内外径测量。对于复杂外形的工件,测头的运动路径对测量效率和测量精度都有较大影响,针对多个台阶面的回转体测量过程中的路径规划开展研究,分析测头的运动路径对测量精度的影响,通过蚁群算法对测头的运动路径进行规划。实验表明,蚁群算法相对比较稳定,对于回转体零件的测量精度达到5μm,测量效率也有明显优势。     

成像目标跟踪算法分析

对基于分割的质心跟踪算法、基于提边的差分跟踪算法及特征匹配跟踪算法等主流算法进行了比较分析,引入目标运动的速度、方向、区域面积和长宽等5个特征值,根据它们的相对连续性,分析跟踪算法计算出来的位移视差的可靠性．通过对这些特征值的相应处理,可以加入抗短时遮挡功能,从而大大提高正确跟踪目标的概率．     

非接触式超声波液位检测仪系统中的单片机应用

根据超声测距原理设计的非接触式超声波液位检测仪系统,能够在不开罐、不需要对容器原有结构进行任何改造的情况下,实现对密闭容器内液体液位的精确测量、实时监控,并同步显示,其中单片机的应用大大地提高了系统的精度和稳定性。本文就单片机AT89C52在这一系统中的具体设计做一简要概述。     

基于双目视觉跟踪的三维拼接技术

为了扩大三维面形测量的视场,提出了基于双目视觉跟踪的三维拼接技术。采用了两套双目测量系统,一个为全局的跟踪系统,一个为测量系统。在测量系统上固定一个7×7棋格靶标作为中介,将每次测量系统测得的物体三维点坐标转换到统一的全局坐标系下完成拼接。测量系统采用的是投影格雷码结构光加上双目视觉原理的方法获得物体三维点坐标,实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

一种基于背景加权直方图的Mean-Shift跟踪算法

经典的Mean-Shift算法以颜色直方图为特征进行跟踪,但在视频目标跟踪中没有有效地利用跟踪目标的空间信息,因而当目标快速移动时,目标极易丢失。针对这一问题,提出了一种基于距离目标形心加权直方图的Mean-Shift跟踪算法。距离目标形心加权直方图可有效利用目标在图像中的位置信息,从而能实现复杂背景下的目标跟踪。并分别用改进的基于距离目标形心加权直方图的Mean-Shift跟踪算法和经典的Mean-Shift跟踪算法,对快速运动的目标进行跟踪实验。结果表明,改进的基于距离目标形心加权直方图的Mean-Shift跟踪算法,具有较强的鲁棒性和实时性,能有效实现复杂场景下的目标实时跟踪。     

基于非接触式人体测量的东北地区女青年人体比例研究

根据服装用人体测量标准,采用Vitus非接触式三维人体扫描仪与体重计,对415位东北地区18~25周岁的女青年进行人体测量,选取身高、体重、坐高、头长、肚脐高、胸围、腰围、臀围等8项人体特征数据,研究实验样本的头身比、下体长与身高比、坐高与身高比、三围比、BMI指数等5项比例关系。东北地区女青年的头身比为7.347 1,比例优美;下体长与身高比为0.587 6,坐高与身高比为79.54%,比例较协调;胸围、腰围、臀围三围比为2.53∶2∶2.71;BMI指数为20.46,反映该群体体型胖瘦程度适中。     

注射液中微粒大小的非接触式测定

研究非接触式杂质颗粒的测量,解决常规注射药品中微粒杂质的抽样问题,并进行客观的品定。系统采用CCD相机成像技术,基于运动物体的检测以及嵌入式系统的结合,并采用VC++作为编程主平台,经过多次试验,对于40μm和60μm的国标粒子检测结果一致性比较好,解决了人肉眼长时间观察显微图像因疲劳容易造成的主观判断失误。     

铸管承口圆度非接触式测量系统设计

以铸管承口的圆度检测为研究对象,利用工业机器人自动调整姿态,带动高精度激光测距传感器扫描铸管承口内轮廓,再利用上位机控制系统编译圆度计算算法,自动计算铸管承口的圆度,为生产商检测铸管承口的圆度是否合格及铸管承口自动打磨工艺优化提供了数据支撑。     

多技术融合的Mean-Shift目标跟踪算法

在研究经典算法的基础上,提出了一种多技术融合的Mean-Shift目标跟踪算法,有效地解决了经典Mean-Shift跟踪算法存在的缺陷。通过Kalman算法预测估计目标的中心位置,通过分块颜色直方图提取目标区域的空间信息进行,同时采用背景加权和核加权相结合的方式抑制背景像素对目标的干扰。在多个视频数据上的试验结果表明,研究方法有效地克服了经典的Mean-Shift目标跟踪算法对遮挡、背景像素敏感的问题,在复杂环境的背景下对运动目标跟踪更加准确。     

基于FPGA与投影算法的快速眼动跟踪系统实现

以视觉刺激的方式给被测者眼动任务,并使用高速摄像系统来跟踪被测对象的眼动轨迹,可以获知其心理行为,在心理研究领域具有非常重要的作用。本文介绍了一种基于FPGA硬件和投影算法的眼动跟踪系统,通过LUPA300高速CMOS图像传感器采集眼动图像,利用FPGA实现投影算法从连续的视频帧中获取人眼瞳孔与反射斑的坐标。为提高跟踪的准确程度,包括二值化与数学形态学腐蚀膨胀运算被用于预处理,最终实现了快速瞳孔与反射斑的定位。结果表明,FPGA执行快速投影跟踪算法,可以获得可靠的跟踪准确性,在跟踪算法中利用FPGA对图像首先进行二值化及腐蚀膨胀预处理,可以达到更好的效果。本系统构成简单,实现了实时跟踪,结果准确,为高速眼动跟踪提供了一种新的有效实现方法。     

基于EDKF的机动目标跟踪算法研究

运用"当前"统计模型(CS)的扩充卡尔曼滤波(EDKF)与匀速运动(CV)模型进行交互,设计出了一种适合于色噪声环境中机动目标跟踪的交互式多模型(MM-EDKFCS/CV)算法.CS模型适用于一般的机动目标跟踪,EDKF对色噪声中目标的跟踪具有较高的跟踪精度,因此IMM-EDKFCS/CV算法保证了色噪声中机动目标和非机动目标的跟踪性能.仿真结果证明了此算法的可行性和有效性.     

基于激光条带追踪的桥梁振动非接触测量方法

针对基于计算机视觉的结构位移测量方法存在对靶点要求高及光照依赖性强的问题,提出了一种通过竖直投射激光条带于桥梁结构表面,追踪光带中心以分析桥梁振动的新方法。通过大功率线激光器投射激光线至梁底面或顶面,倾斜拍摄激光线连续影像,利用改进灰度重心法亚像素追踪激光条带中心线位置在图像上的改变,几何换算得到桥梁振动位移时程曲线,进而可分析获得桥梁结构的动力参数。在室内实验条件下对简支梁模型桥进行了锤击强迫振动试验,以SONY 4K摄像机作为影像采集设备,LVDT位移传感器和加速度传感器作为传统数据采集设备进行了同步数据采集实验。分析结果表明,动位移测量结果以LVDT采集数据为参考,SONY摄像机所得结果相对误差极值为3.17%。模态分析结果以加速度传感器为基准来比较,摄像机对前二阶频率识别的相对误差极值为1.81%,表明动位移测量与低阶模态参数识别都取得了理想的效果,不同于加速度传感器所得模态振型空间精度受限于传感器数量,本文方法所得模态振型空间精度可达像素级,且几乎无环境光照改变干扰实验结果的困扰。该方法为非接触测量以识别桥梁自振特性提供了一条经济高效的新思路。     

GPS信号码跟踪环算法研究

对GPS卫星信号传统码跟踪环的跟踪性能和计算量进行了分析,为了提高码跟踪环的计算效率,降低计算量,对非相干型码延迟锁定环进行了研究;以点积功率鉴别器为出发点,对延迟锁定环的环路结构进行了重构,提出了一种改进的环路算法,并对传统环路和改进环路的算法复杂度和硬件成本进行了比较分析.改进环路在不损失跟踪特性的前提下,不仅降低了硬件的实现成本、资源的消耗和计算量,而且提高了计算效率;实验结果表明此改进环路是可行的.对于其他导航系统的接收机来说,此方法也具有一定的适用性.     

非接触式找正仪的研制

针对转动工件的测量，设计了一种以电涡流传感器和A／D转换器为核心的非接触测量仪器。该找正仪物美价廉、操作方便，实现了对在线转动工件的非接触测量，为实现机床自动化提供了可能。     

基于粒子滤波的相关跟踪算法研究

粒子滤波是一种求解后验概率的实用性算法,它通过非参数化的蒙特卡罗模拟方法实现递推贝叶斯滤波.在分析了基于最小平均绝对差值函数的相关跟踪算法的基础上研究了一种基于粒子滤波的相关跟踪算法.并将这两种算法应用于运动目标的跟踪,实现了对道路上运动小汽车的跟踪.最后将两种跟踪算法的仿真实验结果进行了比较,实验结果表明,基于粒子滤波的相关跟踪算法受障碍物遮挡的影响较小,提高了跟踪的鲁棒性.     

非接触式找正仪的研制

针对转动工件的测量,设计了一种以电涡流传感器和A/D转换器为核心的非接触测量仪器.该找正仪物美价廉、操作方便,实现了对在线转动工件的非接触测量,为实现机床自动化提供了可能.     

实时人眼定位算法研究与设计

为了实现准确和实时的人眼定位,提出了一种有效的人眼定位方法。采用基于统计肤色模型和人脸几何特征约束定位人脸,根据在YCbCr色度空间中肤色的聚类性独立于亮度,建立肤色模型,然后采用自适应阈值进行肤色分割。在人眼定位中,通过获取一个属于眼睛区域像素的随机样本,利用期望最大化算法（EM）调整椭圆型眼参数模型。在包含两个眼睛的矩形框内精确定位人眼,计算量小,速度快。实验结果表明,该方法能够准确、快速地定位人眼,可以满足非接触式、不同光照条件、实时的人眼定位系统的要求.     

基于激光跟踪的管道焊接机器人跟踪算法研究

研究并提出了基于激光跟踪的管道焊接机器人跟踪算法,介绍了基于激光跟踪的焊缝跟踪技术的优点,对焊缝自动跟踪过程以及该过程中前置传感滞后跟踪、实时跟踪算法等关键技术问题进行了深入探讨。管道焊接机器人的工艺试验表明：该算法可有效提高基于激光跟踪的管道焊接机器人跟踪精度。     

船舶导航雷达目标跟踪算法研究及测试

带有自动雷达标绘仪功能的导航雷达作为综合船桥系统的核心设备,发挥重要作用。本文提出一种基于卡尔曼滤波和变窗滤波的新型自动雷达标绘仪跟踪算法,并依照IEC62388-2013国际标准进行算法模拟,验证算法可行性。