工业CT三维图像处理与分析系统

工业CT机是应用于重要工业领域的先进无损检测和无损质量评价设备,三维图像处理与分析系统是为其研制的专用软件.系统以基于数据流模型的整体计算框架搭建,具有复杂曲面构造、立体显示、组合剖切等传统的三维可视化功能,此外还具有虚拟内窥、三维测量等新的处理和分析功能.通过解决内表面数据获取与处理、虚拟镜头控制、漫游轨迹规划等关键技术问题,实现工业虚拟内窥检查;利用像物空间系数,采用线积分方法实现三维任意曲面积和体积的测量.该系统已经实用于CD系列多种型号的工业CT机,应用表明系统可辅助技术人员方便、快捷地对工件状况进行分析和判读.     

基于嵌入式计算机的紫外内窥系统研究

电气设备在长时间运行中,由于绝缘材料的老化、破损等情况会引起局部放电现象。这种电气设备内部不易被发现的故障可能会加速设备的损坏,甚至会造成严重的事故。为了实现电气设备内部的故障检查,针对电气设备特殊的内部环境,将紫外放电检测和视频内窥技术相结合,研制了具有紫外放电检测和图像采集功能的紫外内窥检测系统。文中详细介绍了紫外脉冲放电信号的检测原理,检测系统硬件平台的构建,嵌入式Linux操作系统和Qtopia文件系统的启动与运行,USB摄像头的视频图像采集,并给出了该新型电气设备内窥系统的应用程序流程图,最后通过实验验证了该紫外内窥系统在电力设备检测方面的实用性。     

基于图像处理的三维工业内窥镜研究

介绍了一种三维工业内窥镜系统,该系统是基于立体显示中的双目立体视觉原理,应用于工业检测的光电仪器.对双目立体视觉的视差原理及立体图像算法进行了分析和介绍,对三维工业内窥镜的图像处理系统、图像显示和硬件电路等进行了研究.在该系统中利用VHDL语言的软件编程、并采用时分制立体显示方案.采用视频解码芯片ADV7402实现多种视频格式的输入;采用LFXP6C-3P208芯片及利用VHDL语言编程,实现双路视频的采样、合成及处理.系统实现了内视立体观察和尺寸的立体测量.     

一种汽车制动缸补偿孔形位尺寸检测方法的研究

为实现汽车制动主缸补偿孔的形位尺寸检测,提出一种光机复合高精度非接触光电成像检测方法.该方法采用高精度的传动机构带动内窥光学系统在有限的主缸内孔中运动,利用高分辨率CCD摄像系统获取补偿孔图像,通过图像处理完成制动主缸补偿孔形位尺寸测量.它实现了小尺寸盲孔的非接触测量,精度高于10μm.     

视觉测量技术及其在现代制造业中的应用

视觉测量技术 (或称数字近场摄影测量技术 )是一种立体视觉测量技术。讨论视觉测量系统的组成、关键技术、视觉测量技术在工业领域实时应用中亟待解决的问题 ,并给出组建视觉测量系统的具体策略。     

立体视觉三维测量系统中的数据获取技术

提出了一种快速获得物体精确三维数据的新方法。该方法把三维视觉中的主动式与被动式数字化技术相结合，以立体视觉为原理，辅助以主动式密集结构投影光，有效地解决了立体测量的对应点匹配问题。主要针对该系统中的从图像数据获取技术，结合图像后续细化即实现图像目标边缘像素层层剥离的目的，提出采用基于图像目标边缘信息的小波边缘分析自动阈值法进行图像二值化，为本测量系统由二维到三维的快速数据转化的完全实现提供了坚实的基础。     

光电内窥参数检测装置

报导一种新的光电内窥参数测量装置。将一半导体激光器发出的光束经柱面镜汇聚成一细线,通过特殊设计的折反棱镜将其沿轴线方向投影到管孔内壁,得到管孔内壁的光截轮廓,该轮廓经物镜成像到CCD光敏面,通过图像卡采集到计算机。在计算机图像测量及辅助提示下,完成参数测量。此外,该装置还可在测量显微镜横向移动导轨及读数手轮的配合下测量内孔中径。实验结果表明轴向测量的重复精度为±17μm;中径测量的重复精度为±12μm.它在工业制造领域内具有广阔的应用前景。     

新型双层复合管道微内窥检测系统设计

根据管道的具体结构特征，设计了适用于内管外径Φ180-220mm，外管内径大于Φ360mm的环形双层复合管道焊缝缺陷内窥检测系统。该系统由环形自转式运动机构，CCD摄像机以及基于DSP的运动控制卡和高分辨率的图像采集卡等组成。对系统的总体设计，关键技术分别进行了阐述。试验结果表明，所研制的基于视觉的双层管道微内窥检测系统方便，快捷，准确，满足实际工程需要。     

基于LabVIEW机器视觉在继电器检测系统中的应用研究

机器视觉系统已成为许多工业过程的重要组成部分。针对继电器衔铁小轴检测精度要求高,人工检测难以保证测量精度和快速性的问题,研究开发一套基于LabVIEW机器视觉的继电器衔铁小轴视觉检测系统。该系统基于LabVIEW开发平台,通过图像采集、图像分析处理、VISA串口通信等功能的研究实现继电器项目的快速、可靠检测。利用实际待加工工件进行自动测试实验,结果表明继电器视觉检测系统具有稳定、快速、高效特性,满足继电器生产线对衔铁小轴质量的要求,为继电器自动化测量技术进一步发展提供了一种可行思路。     

面向MEMS构件在线检测和三维外型测量的立体视觉系统

开发了可用于MEMS微制造和微装配过程的一种面向MEMS构件的在线监测和三维外型测量的视觉系统。介绍了该系统的设计、结构、工作原理及实现，并讨论了立体视觉模块的一些关键技术。参考微操作系统的原理，将立体视觉技术引入MEMS构件的检测，实现了由体视显微镜和一个CCD摄像机构建光学系统的三维外型视觉测量系统。实验结果表明，该系统是一种有效的三维检测解决方案。加以少量结构改进，该系统可以用于微制造和微操作过程中对MEMS构件的在线监测和三维外型的视觉测量。     

主动立体双目视觉平台的设计与实现

提出了一种高精度立体双目视觉平台的设计方法。文章给出了立体视觉平台的设计原理,详细讨论了立体视觉平台中控制电机的选取和基线选择问题,并给出了实际解决方案。文章最后给出立体视觉系统常用的摄像机定标和立体视觉匹配方案。     

立体图像视频格式及其转换技术研究

在视差原理的基础上,结合双目立体视觉几何模型,得出裸眼立体显示的光路分布特点,并在此基础上研制成功立体显示器样机。对立体视图的映射关系做了详细解析,提出了合适的立体图像视频格式及其转换算法,实验结果表明研究方法和结论正确。     

白车身视觉检测系统中视觉传感器的可修复技术

针对白车身视觉检测系统中组成立体视觉传感器的两个摄像机,在光照不理想的情况下难以获得理想的立体像对,或某个摄像机损坏导致系统不能正常工作的情况,提出视觉传感器可修复技术.在立体视觉测量模型基础上,借助线结构光投射器,引入结构光测量技术,利用立体视觉传感器和左、右两个结构光传感器同时实现特征点的测量,大大提高了测量数据的稳定性和可靠性.研究结果表明,该技术切实可行,计算出的空间点距离与实际距离真值相对偏差优于0.5%,可以很好地完成修复任务,从而实现特征点的不间断测量.     

基于双目视觉的目标定位系统设计

基于双目视觉原理进行目标定位可以得到目标的深度信息。本文对双目视觉关键技术中的摄像机标定和立体匹配进行深入研究,采用改进的平面标定法和基于外极线约束和灰度相关性的立体匹配算法。搭建双目视觉系统实验平台,编制目标定位程序。实验结果验证本文方法的准确性。     

移栽机栽植直立度自动测定系统

移栽机栽植直立度是评价移栽机性能最重要的指标之一。介绍了在试验台基础上，利用计算机立体视觉和图像处理技术进行移栽机栽植直立度自动测定的硬件和软件系统，试验结果表明该系统可以获得较高的测量精度，满足实际应用的要求。     

大视场双目视觉传感器现场标定方法

针对大视场视觉测量应用,分析了摄像机和双目视觉传感器的数学模型,提出了一种基于基线尺的大视场双目视觉传感器标定方法。在测量空间内任意多次摆放基线尺,两摄像机拍摄基线尺图像。利用基本矩阵及基线尺上两特征点之间距离的约束,采用线性解和非线性优化方法结合同时估计摄像机的内部参数以及双目视觉传感器的结构参数。该标定方法操作简单,标定效率高,无需初始参数即可估计双目立体传感器的全部参数。实验结果表明该方法在6000mm×4500mm的范围内可以达到0.06mm的测量精度,适合双目立体视觉传感器的现场标定。     

基于Snake模型的特定人脸三维重建方法

以双目立体视觉为基础,构建一种特定人脸重建系统,提出基于Snake模型的特定人脸三维重建方法,利用已标定的摄像机拍摄立体图像对,采用肤色检测得到人脸区域.在对立体图像对进行摄像机畸变校正、立体图像对的外极线对齐、人脸区域选择及归一化等预处理后,采用金字塔结构相关匹配算法,在误匹配点数与精度两者之间达到较好的平衡.针对人脸提出能量最小化方程,考虑顺序匹配约束、连续性约束、曲线上各点曲率的估计和相关性约束条件,大大提高视差提取的正确率,解决了立体视觉中立体匹配的难点,成功地恢复出人脸的三维数据,实现特定人脸的重建.试验结果表明:基于Snake模型的视差抽取,并经过光顺处理和纹理映射后,除了脸部部分边缘存在一些变形外,主体部分的重建效果真实感强.该算法不需要结构光等设备,基本不需要人工干预,就能恢复出特定人脸的三维数据,效果好,实用性强.     

空间圆几何参数的非接触高精度测量方法

分析了空间圆透视投影的数学模型 ,并建立了点的空间三坐标立体视觉测量数学模型。提出了一种基于立体视觉的空间圆几何参数的非接触测量方法 ,根据极线约束求出空间圆在双目立体视觉中的对应匹配点 ,后投影到三维空间求出边缘的实际坐标 ,采用基于空间三维圆最优拟合求取空间圆的几何中心的三维空间坐标和圆半径等几何参数。该方法减小了空间圆透视投影形状畸变引起的测量误差 ,提高了基于视觉方法的空间圆几何参数的测量精度     

Stereo vision based hybrid manufacturing process for precision metal parts

This paper presents the research and development of an automatic hybrid manufacturing process which based on stereo vision and laser scanning technology to produce fully dense metal parts with CNC level precision. High performance metals, such as titanium alloys, nickel superalloys, tool steel, stainless steels, etc, can benefit from this process. Coupling the additive and the subtractive processes into a single workstation, the hybrid process, can produce metal parts with accuracy. The surface quality of the final product is similar to the industrial milling capability. It will certainly impact the future rapid manufacturing industry. To achieve such a system, issues, including the modeling of the metal deposition process, the automated path planning and accurate surface scanning of the hybrid manufacturing process, are summarized.     

Reparability measurement of vision sensor in active stereo visual system

The active visual inspection has made giant strides in development. Due to the complexity of field conditions, the binocular stereo vision sensor in active stereo visual inspection system is difficult to acquire the ideal image pair under the poor illumination environment, or cannot work normally because one of two cameras is damaged. To solve the practical problem, a reparability method of the vision sensor in active stereo visual inspection system is proposed. Based on the traditional measurement platform with a structured stripe projector and two industrial cameras, a reparability mathematical model is established, which merges the measurement mode of the stereo vision and the structured light vision to inspect feature points based on the reparability measurement model. Meanwhile, a mathematical model and calibration method of the structured light vision are developed based on the homography between the image and light plane. The method greatly improved the stability and reliability of measurement data. It is proven by experiment that the method is valid, which can accomplish reparability tasks commendably and achieve uninterrupted inspection of feature points in the actual industrial applications.