小型饮料瓶盖颜色识别系统设计与实现

目的：解决当前饮料瓶盖检测系统功能单一、体积偏大、颜色识别率低的问题。方法：提出一种基于ARM处理器的小型饮料瓶盖颜色识别系统设计方案，通过仿真软件HyperLynx的LineSim工具设计四层PCB板，设置传输线参数并进行阻抗匹配仿真分析；利用编译软件Jupyter Notebook实现阈值设置、目标轮廓检测、目标框出等功能。结果：在强、弱光条件下，识别系统对红、绿、蓝3种颜色瓶盖的识别率达到92.7%。结论：与傅里叶描述子相比，该识别系统识别准确率和精度更高，同时系统也具有人脸识别功能，适用于各种智能应用场景。     

面向分拣机器人的珍珠形状视觉检测方法

针对人工进行珍珠形状分拣效率低、精度不稳定等问题,提出基于机器视觉的珍珠形状检测方法;采用背光成像方式消除珍珠表面纹理和光泽的影响,对获取的珍珠图像进行同态滤波等预处理算法,提高图像对比度;为了解决相互接触珍珠影响珍珠轮廓提取的问题,采用分水岭算法对珍珠图像进行分割,得到了独立存在的珍珠个体,再通过连通域标记、质心算法对珍珠进行定位;根据国家标准对珍珠形状的规定,基于珍珠图像信息建立珍珠形状参数模型,对珍珠形状进行量化;实验结果表明,不同形状的珍珠样本的检测误差为0.63%,形状统计精度为100%,算法耗时24 ms;该方法可准确高效地对珍珠进行分拣分级,具有一定的实用价值。     

飞秒激光光斑轮廓的傅里叶描述子重建及特征提取

在利用飞秒激光对单晶硅材料进行微尺度烧蚀时,衍生的等离子体发光光斑中蕴含着大量的加工信息。如何有效提取光斑图像的几何特征信息,对研究飞秒激光烧蚀加工工艺过程具有重要意义。轮廓特征是描述激光光斑最重要的特征之一,本文着重分析了等离子体光斑轮廓特征与光斑运动规律间的关系及光斑运动情况分类方法。首先,考虑到光斑微弱的特性,对光斑图像进行增强处理。其次,采用链码方法提取光斑轮廓特征,并利用傅里叶描述子低频特性,选取少量的描述子重建光斑图像轮廓特征,减少了复杂的计算量,有效提高了光斑图像分类的速度与质量。最后,运用Hu不变矩特征证明傅里叶描述子用于提取激光光斑对轮廓特征的有效性。     

走出多个“8”字形轨迹的无碳小车机构设计

为了实现无碳小车完成1～N个8字形路径并通过预设障碍桩,文中提出一种通用的无碳小车结构设计方法,只需更换不同的凸轮零件即可完成不同类型8字形路径。考虑到前轮摆角和车速为影响小车运动轨迹的两大主要因素,首先以两相切正圆形为理想的8字形轨迹,推导一定车速下的脉冲式前轮摆角规律;对该脉冲式规律进行合理修正后,获得切实可行的前轮摆角规律,并以此求解出所需的凸轮从动件运动规律,从而通过解析法获得凸轮轮廓,完成凸轮零件设计。通过对单8字、双8字和三8字为例的3种路径的求解和仿真,结果表明该结构能完成预定的8字形路径,并通过指定间距的障碍桩。文中研究为每年的全国大学生工程训练综合能力竞赛提供指导,也可对其他特殊功能的车辆设计给予参考。     

带式输送机煤流量自适应检测方法

针对现有带式输送机煤流量检测方法存在检测精度易受环境影响、实现过程复杂、信息提取耗时较长等问题,提出了一种基于机器视觉的带式输送机煤流量自适应检测方法。首先,采用基于小波变换的融合算法对带式输送机运输煤料原始图像进行增强处理,并采用OTSU算法将增强图像分割为胶带图像和煤料图像;然后,对煤料图像进行空洞填充、轮廓检测和面积计算等处理,获取煤料图像面积信息;最后,采用基于数学建模的煤流量检测算法,通过计算煤料瞬时体积获得煤流量检测值。试验结果表明,该方法平均检测时间约为30ms,检测结果与电子胶带秤测量结果的误差约为5%,满足带式输送机自动调速控制系统对煤流量检测实时性和准确性的要求。     

轮胎外轮廓对气动阻力影响的研究

针对185/65R14乘用车轮胎，采用流体动力学计算方法，研究轮胎外轮廓对轮胎气动阻力的影响。结果表明：轮胎外轮廓对轮胎气动阻力因数影响明显，轮胎气动阻力因数的差异最大可达14.51%；通过改进影响气流分离的轮胎外轮廓，可以减小气流尾涡以降低轮胎气动阻力。本研究结果可为低气动阻力轮胎结构设计奠定基础。     

采用轮廓特征匹配的红外-可见光视频自动配准

为了精确地配准近平面场景下的红外-可见光视频序列,本文提出了一种基于轮廓特征匹配的自动配准方法,通过迭代匹配目标轮廓特征来解决异源图像中配准特征的提取和匹配难题。首先,采用运动目标检测技术获取目标轮廓,并由曲率尺度空间(CSS)角点检测算法提取轮廓特征点。此后,建立全局形状上下文描述子和局部边缘方向直方图描述子描述特征,从而实现可靠的特征匹配。来自不同时刻的匹配点对被保存在一个基于高斯距离准则的特征匹配库中。最后,为了克服近平面场景中目标深度变化的影响,本文结合前景样本随机抽样策略计算配准矩阵的损失函数,完成对全局配准矩阵的更新。在LITIV数据库上对方法进行实验验证,结果表明本文方法的配准精度优于当前先进的对比方法,在9个测试视频上的平均重叠率误差仅为0.194,与对比方法相比下降了18.5%。基本满足了近平面场景下红外-可见光视频序列配准的精度要求,且具有较高的鲁棒性。