基于机器视觉检测印刷码的改进模板匹配算法研究

针对提高印刷行业中瓶盖印刷码字符识别的检测速度这一问题,研究了对图像积分算法和模板匹配相关系数计算公式改进的方法,提出了一种基于Matlab图像积分的改进模板匹配算法。设计了通过CCD工业相机采集图像信号以进行图像积分处理以及4次查值,可快速确定目标区域内的像素和来求取相关系数值的实验思路。通过采用Matlab软件编程测试,验证了该方法用于检测瓶盖印刷码的可行性,大大缩短了原模板匹配算法的内存读取开销。实验结果表明:与传统的匹配算法相比,该算法在检测速度方面改进的匹配算法能够提速20%多。     

基于AVR和CPLD的数字图像采集系统

本文介绍了一种基于AVR单片机和CPLD组成的嵌入式数字图像采集系统。通过CMOS图像传感器与CPLD进行时序匹配后将图像数据直接写入系统存储区SRAM内、MCU通过访问SR8M获得图像数据后，既可以运用相关算法自行处理．也可以将数据传输至PC机处理．灵活地实现了高速图像采集．     

应用同步FIFO的高速图像采集系统

本文介绍了一种应用FIFO的高速图像采集系统.通过应用两片时钟频率为100MHz的同步FIFO,构建高速图像数据采集系统中的数据传输通道,解决了图像数据输出速度为40MB/s的高速图像数据采集系统中前端采集与后端输出的速度匹配问题.系统实现了实时、高速的采集大量的图像数据.     

叶型孔背向照明图像的拼接方法研究

针对叶型孔四坐标视觉测量系统中成像视场的局限性问题，提出基于模板匹配法的背向照明图像拼接方法，用于将采集到的多幅叶型孔局部图像拼接成全景图像。建立图像拼接算法的数学模型并进行模型简化，采用模板匹配法计算模型中平移量参数。在应用过程中，先按照规划图像采集策略由成像装置采集被测叶型孔的多幅局部背向照明图像，而后选取模板并通过模板与待拼接图像之间的对比与遍历确定最佳匹配位置，从而获取拼接矩阵。为了验证所提出的图像拼接方法，应用该测量系统对静子组件外环上分布的目标叶型孔特征进行视觉测量，获得其全景图像和相应的型面轮廓参数测量结果，从而验证了叶型孔背向照明图像拼接方法的可行性和有效性。     

变电站巡检机器人视觉精确定位算法研究

该文研究了变电站环境下基于可见光单目视觉的变电站智能巡检机器人云台二次对准问题。该方法采用一幅预先采集的参考图像定义机器人的期望位置和摄像机云台期望方向,利用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法实现当前图像与参考图像之间的匹配以获取视觉反馈信息,采用RANSAC算法求解当前图像与参考图像间的仿射变换。并通过创建云台控制信号和图像特征空间之间的雅克比矩阵映射关系,结合图像多尺度变换实现云台精确二次对准。在变电站户外环境下的实验结果证实了该方法的有效性。     

基于角点检测的高精度点匹配算法

针对多光谱、多传感器遥感图像的自动配准,本文提出新的基于角点检测的高精度点匹配算法.该算法充分利用图像的点特征以及灰度和位置信息,先由Harris算子检测得到待匹配的角点集合,随后采用局部灰度相关进行粗匹配得到多对多匹配对,然后进行迭代由精匹配得到一对一的匹配对,最后利用角点间距离比进行全局一致性检测,进一步保证匹配的准确率.初步实验表明,本算法对于存在仿射变换的遥感图像可以精确自动匹配,其精度和速度都优于传统的点匹配算法.     

基于事件触发和扩展状态观测器的液压位置跟踪系统控制研究

基于网络控制技术的液压控制系统具有远程控制、模块化、资源共享等优点。然而，液压控制系统本身具有强非线性和参数不确定性等特点，结合网络控制系统具有的通信带宽受限等问题，导致控制效果不好而限制了应用。针对以上问题，提出一种具有事件触发机制和扩展状态观测器(Extended state observer, ESO)的自适应鲁棒控制策略。通过引入事件触发机制过滤大量的冗余数据，提高通信带宽的利用率。基于模型设计出一种扩展状态观测器，同时对速度值和不匹配外干扰进行估计。通过自适应算法在线估计液压控制系统的不确定参数。通过Lyapunov稳定性理论分析闭环系统的全局稳定性。试验表明所设计的算法在减少了大量数据传输量的同时，具有良好的位置跟踪控制性能。     

基于视频处理的游梁支点位置度在线检测

抽油机游梁支点的位置度是衡量抽油机设备安全、经济运行的重要指标.为克服传统位置度人工测试中动态误差大、效率低的缺点,本文提出一种基丁视频网像的位置度测试方法.从标志、边线识别、标尺、目标跟踪、精度和速度等方面,详细讨论r测试方法.基于矩形标志物对边平行的特点,通过一维灰度矩算法和曲线拟合算法,准确地测定了标志物的图像尺寸,提高了标尺精度;利用亚像素匹配算法,提高了十字标志的匹配定位精度;利用搜索策略和卡尔曼滤波预测十字标志的运动轨迹,提高了匹配定位的速度.实验表明,这些措施保证了检测过程的实时在线完成.     

一种改进的快速立体匹配算法

提出了一种改进的快速立体匹配算法。对于双目视觉系统采集的2幅图像,首先采用区域匹配算法进行初始快速立体匹配,再采用左右一致性检验剔除误匹配点,得到立体匹配的初始视差图。然后将初始视差作为图割法构图的限制条件,对初始视差图进行二值分割。最后对分割获得的前景区域和背景区域施加不同的限制,并通过修正能量函数,使构图网络大大减小,从而进一步提高了匹配速度。试验结果表明,该算法既提高了立体匹配速度,又保证了匹配精度。     

基于ORB特征的图像误匹配剔除方法研究

针对图像特征匹配当中存在明显错误匹配、匹配准确度较差的问题,对ORB算法和RANSAC算法进行了研究。ORB算法中,特征点的匹配是基于汉明距离进行的。在此前提下,提出了一种基于RANSAC算法的改进算法进行误匹配剔除。该算法通过增加粗剔除过程来剔除一部分错误匹配,然后利用RANSAC算法做了进一步剔除,同时增加了RANSAC算法中的初始样本集的数量并加以预判断,达到了降低RANSAC算法耗时的目的。最后利用多组图像对该算法进行了验证,实验结果表明,该算法可以有效剔除误匹配,提高图像特征匹配的准确度,并且具有旋转不变特性和噪声抑制特性,同时也保证了ORB算法的匹配速度。     

基于CPV理论的模板生成方法及其在视觉检测中的应用

基于计算机泛视觉（ＣｏｍｐｕｔｅｒＰａｎ－Ｖｉｓｉｏｎ,简称ＣＰＶ）理论中借助非视觉信息辅助视觉问题求解的思想,研究了通过产品的ＣＡＤ模型提取视觉检测相关先验信息,从而自动生成图象匹配模板的方法。该方法利用ＤＸＦ文件中的实体Ｓｅｃｔｉｏｎ生成模板位图,并讨论了模板尺寸与匹配计算量的关系。提出一种基于模板图形特征的轮廓优先序贯匹配算法以减少匹配过程中的计算量。给出了模板生成和匹配的工程应用实例     

虚拟制造单元重构中资源选择问题研究

为了在保证交货期的前提下，尽可能有效地对制造资源进行优化组合，降低制造费用，提出了根据产品开发的需要进行单元重构。在产品多工艺路径的制造方式下，建立了以满足工件交货期为前提，制造费用最小化，利润最大化的资源选择与分配问题的数学模型，并给出了与传统资源选择方法完全不同的一种蚁群优化与遗传变异操作相结合的算法。该资源选择首先产生若干个多工艺路径中可能的资源配置，再以此为初始解空间，采用基于动态信息索更新策略的蚁群优化算法，进行寻优搜索，并应用遗传算法中的交叉和变异策略，拓展可行解空间，直至得到满意解。通过实例表明，蚁群遗传算法收敛速度快，并能得到最优解。     

Enhancing particle image tracking performance with a sequential Monte Carlo method: The bootstrap filter

One of the common problems of current pattern match and particle image tracking algorithms is the deployment of constant velocity assumption for particle motion between two frames, which would result in serious errors when high velocity gradient flows are measured. To address this issue, a new particle image tracking method—bootstrap filter tracking is proposed. In this new method, a simple nonlinear dynamic model which takes particle acceleration into account is employed and a sequential Monte Carlo method—bootstrap filter is used in conjunction with pattern match algorithm to strengthen the particle image tracking performance. By using the nonlinear system model and bootstrap filter, particle location at next time step can be predicted accurately and the new method is able to measure high velocity gradient flows with better performance than the traditional particle image tracking algorithms. This new method is validated by using numerically generated particle images. Its accuracy in terms of particle image density, out-of-plane displacement and displacement gradient is compared with the Kalman filter tracking (Takehara et al., 2000 [34]) and the Super-PIV (Keane et al., 1995 [30]) methods. The three algorithms are also compared by using a set of real turbulent jet images. The test results demonstrate that the bootstrap filter tracking method is superior than the Kalman filter tracking and the Super-PIV methods for measuring low density, high velocity gradient flows.     

基于Freeman改进准则的输电线断股识别

为了解决输电线断股故障识别问题,将图像处理识别技术应用到电力系统故障检测中,在Freeman检测直线准则的基础上进行了改进,提出了一种简单高效的检测输电线断股故障的算法。该算法根据输电线端点特征识别出端点,并通过端点对输电线图像进行水平校正,再根据输电线断股故障的特征提出用Freeman链码标记异常处的一些相关的点,计算这些点与输电线边缘之间的垂直距离,以此距离来判断输电线是否存在断股故障。理论分析和实验结果证明,该算法可行、有效、识别率高。     

基于Internet/Intranet的机械产品设计资源共享系统研究

分析了基于Internet／Intranet的设计现状，讨论了基于浏览器／服务器模式的机械产品设计资源共享系统的特点，提出了基于Internet／Intranet的机械产品设计资源共享系统模型。在此基础上设计开发了基于Internet／Intranet的齿轮传动参数化设计系统。     

基于DataSocket的数据与图像传输系统

针对测控网络中数据和图像的共享和传输，介绍了一种基于虚拟仪器的测量数据与图像传输系统，该系统采用DataSocket技术，实现了数据和图像的实时发布，分析了DataSocket技术构成，为网络测控技术应用提供了解决思路。实践表明，DataSocket技术不需要复杂的TCP底层编程，能够实现各种资源最有效合理的配置，应用前景非常广阔。     

结合天空分割和透射率映射的图像去雾

针对暗通道先验在天空区域出现轮廓效应和色彩失真等问题,提出天空区域分割和不同区域透射率映射的去雾算法。首先,利用自适应阈值法粗略分割图像天空区域,在天空区域中完成大气光值的估计。其次,结合超像素分割方法改进暗通道,获得初始透射率,利用导向滤波的方法得到细化透射率,对细化透射率进行自适应阈值分割,并保留最大连通域实现天空区域的精细分割。最后,针对天空和非天空区域提出不同的透射率映射方法,得到最终透射率,并利用大气散射模型复原图像。实验结果表明,恢复图像在主观视觉和客观指标方面均表现出色。算法有效地解决了暗通道先验算法容易在天空区域失效的缺陷,可以恢复比较自然的天空,减弱了边缘区域的halo效应。     

适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错技术

提出了一种适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错算法用于提高大视场时间积分延迟(TDI)CCD相机中图像数据传输的可靠性。首先,分析了大视场空间相机图像数据光纤传输特点和光纤信道加性高斯白噪声(AWGN)模型下的数据传输差错,在此基础上提出了(16,8)纠错编码算法。阐述了(16,8)纠错编码算法思想以及纠错原理,说明了(16,8)纠错编码器的超大规模集成电路(VLSI)实现方法和编码器电路。然后,从不同角度分析了(16,8)纠错编码算法在大视场空间相机中应用的可行性。最后,在一空间多光谱相机样机的传输系统上进行了试验验证。结果表明:(16,8)纠错编码算法纠错能力强、易于硬件实现、占用资源少,在3 043Byte内可以纠正191bit错误,编码器资源占用率小于5%。提出的算法提高了空间相机中图像数据光纤传输的可靠性。     

Research on co-reservation in the manufacturing grid system

According to the features of manufacturing grid (MGrid) resources, some resources should be reserved jointly to schedulers before executing a complex MGrid task. We define it as a co-reservation. In order to support co-reservation, we design a framework, a workflow, and a series of application programming interfaces of co-reservation in the MGrid system. The processing of co-reservation requests may be expensive due to a number of cell reservations, the complex relationships, and the large number of eligible resources in the MGrid system. In this paper, the processing of co-reservation requests is transferred to the subgraph isomorphism problem and an improved algorithm is introduced to solve it efficiently. Finally, we implement a prototype of co-reservation in the magnetic bearing resource and service sharing platform under MGrid. The experiment results show that the improved algorithm is effective to co-reservation.     

Key technologies for ASP-based product customization service system for SMEs: a case study

Current product customization systems seldom consider the whole process of product customization, nor provide integrated application services for small to medium-sized enterprises (SMEs). In this paper, an ASP-based product customization service system with integrated application services is proposed for SMEs. A lifecycle-oriented customization service mode is presented to smoothly drive the whole process of product customization. For supporting product customization effectively and efficiently, key technologies on distributed product resource sharing, distributed product data reorganization, and product configuration are deeply studied. A dynamic resource publishing method and a general resource evaluation model with reward measures to promote resource sharing are given. A method of XML-based data mapping for product structure tree reorganization is proposed. A parameter gray correlation degree algorithm is established for quick product configuration. To greatly meet customers’ individual requirements, an interactive virtual product configuration platform is designed. Finally, product customization service system orienting to construction machinery is developed and validates the above studies.