基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究

鱼眼图像具有大视场角,但在应用方面存在严重畸变,为了探索鱼眼镜头的成像规律,本文提出一种基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究方法。对相机的物理参数进行分离标定,设计靶标,拟合径向、切向畸变系数,从而得到鱼眼镜头成像模型。比较由成像模型反推出的物点与真实物点的位置,实验结果表明,经本文提出的成像模型得到的成像点与真实物点的入射角和偏移角的误差均值分别为0.011 5和0.019 4。采用基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究方法可以较好地反映鱼眼镜头的成像规律,为更广泛地应用鱼眼镜头奠定基础。     

嵌入式图像检测一体机研究

嵌入式图像检测一体机是以机器视觉为基础,将图像采集技术和嵌入式系统相结合的一种新型图像检测设备.该设备由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括光学成像模块、图像采集模块、数据处理模块及系统接口模块;软件部分由图像传感器驱动、嵌入式系统配置、系统自启动程序、图像预处理和数据处理程序构成.实验表明,该设备可在各种条件下清晰地采集到有效的图像数据,且处理速度快,是一个优秀的嵌入式图像检测硬件平台.该嵌入式图像检测一体机填补了国内图像检测硬件领域在嵌入式方面的空白.     

基于VMD与Hilbert谱的旋转机械碰摩故障诊断方法

为了有效地诊断旋转机械中的碰摩故障,提出了基于变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)与Hilbert谱分析的故障诊断方法。首先,利用VMD将碰摩故障信号自适应地分解为若干个不同频率段的本征模态函数(intrinsic mode function,简称IMF),并与集合经验模态分解(ensemble empirical mode dcomposition,简称EEMD)的处理结果进行对比分析;然后,在VMD分解的基础上,利用Hilbert谱对故障信号的时频特性进行分析。实验结果表明:与传统的频谱分析相比,该方法不但可以准确反映故障信号的频率成分,而且可以反映频率随时间的变化情况;与EEMD相比,该方法可以有效抑制模态混叠,更加准确地反映故障信息,从而验证了该方法的可行性与有效性。     

基于饱和度的异色米粒检测方法

提出了一种基于饱和度的异色米粒检测方法.该方法由于利用米粒的一维饱和度特征将米粒分成正常白米粒和异色米粒两大类,因而,可通过一个分类阈值同时检测出米粒中的各种异色米粒.由于利用正常白米粒和异色米粒两类饱和度特征优化了分类阈值,而且还通过扫描式区域增长的办法来提高单个米粒的饱和度特征,因而,可在群米粒中检测出单个异色米粒,且检测精度高.实验结果得出:该方法对异色米粒检测的检测精度为97.8%.     

基于USB2·0的高速光纤光栅解调系统的研制

研制一种基于USB2.0通信的高速光纤Bragg光栅解调仪。采用EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片为核心作为USB外围设备,设计并实现光纤光栅传感的数据采集与USB2.0的高速数据传输系统。解调仪波长解调范围为1542~1551nm,检测精度为15pm,数据刷新速度为200kHz,而目前同等成本的解调仪速度仅为几百赫兹。     

基于MSCR和ASIFT的鱼眼图像立体匹配研究

鱼眼镜头在具有大视场优点的同时,存在成像失真大的缺陷,特别在边缘区域更为严重,因而在光轴正交或大视场条件下的立体视觉系统中,难以实现对图像的特征匹配。常规立体视觉匹配方法多基于小孔成像模型进行构建,直接用于鱼眼镜头图像的匹配存在较大误差,会影响图像间匹配的准确度。针对此问题,建立了一种具有仿射不变性的联合匹配算法。先提取鱼眼镜头图像的彩色图像最大稳定值区域(MSCR)特征区域,接着采用仿射尺度不变特征变换(ASIFT)算子对该区域进行逐一描述,从而获取鱼眼图像间的最佳匹配。通过试验验证,该方法具有稳定一致性,能够完成未经失真校正鱼眼镜头图像的立体匹配。     

基于平滑卷积定位的圆形印鉴提取方法研究

利用圆形印鉴中心的五角星所在区域红色像素分布集中的特点,提出了一种基于平滑卷积定位的圆形印鉴提取算法.该算法首先将彩色票据图像转换为灰度图像,接着利用平滑卷积定位五角星区域中的一个像素点,以这个像素点邻域的平均灰度值作为阈值二值化票据图像,然后搜索圆形印鉴边框,计算圆心坐标和半径,从而实现印鉴的提取.同时,为了提高提取速度,通过适当减小卷积过程中图像的分辨率,优化了整个提取过程中时间复杂度最高的平滑卷积算法.实验结果表明,这种方法能够在复杂背景下有效地提取出圆形印鉴,在经过算法优化后,提取速度提高了近12倍.     

一种快速光栅条纹中心亚像素坐标提取方法

光栅条纹中心的精确提取会直接影响到线结构光视觉的测量与重建精度。为了解决传统的Steger算法计算量大,且在光条不均匀时提取不精确等问题。基于改进的Steger算法,提出了针对光栅条纹中心的快速亚像素坐标提取方法。通过高斯滤波、形态学等方法得到去复杂背景的激光条纹图像,用自适应阈值法缩小ROI区域,用霍夫变化求取光栅边缘线,求出边缘线中点,然后直线拟合,最后用改进算法提取中心坐标。实验结果表明:与模板法、传统Steger算法等光栅条纹中心提取算法相比,算法的鲁棒性更强,最大提取误差在0.3个像素,平均误差为0.1个像素,平均运行时间相比传统算法减少0.4 s。     

高压喷油器喷雾瞬态的喷雾角检测系统

燃油喷油器是汽车发动机的关键部件,其喷雾特性是影响其工作性能的重要因素.喷油器的喷雾角是喷油器喷雾特性的重要参数之一,检测喷油器性能时需要对其进行测量.一般的测量方法是通过集油盘收集多次喷射的燃油量进行测定,效率低、准确性差.且对于喷雾时汽化损失较大的GDI(汽油缸内直喷)喷油器,液滴无法完全收集,影响测量结果.采用机器视觉技术即可检测喷油器的喷雾角,用高速相机采集喷油器的瞬态喷雾图像,微秒级的曝光时间可以有效消除高速喷雾的拖影,提高图像质量,然后进行图像预处理、图像分割、分析计算即可得出喷雾角.实验结果表明,该方法可以快速准确的检测喷油器的喷雾角,已成功应用于课题组所研制的汽车发动机喷油器计量检测综合试验台上.     

污染场地修复环境中人体姿态估计算法研究

针对污染场地修复环境中背景复杂、人体遮挡、视点变化等突出问题,提出一种基于沙漏网络的人体姿态估计算法,在有效过滤复杂背景的同时,提高姿态估计的准确性与鲁棒性。该算法利用感受野与注意力机制,对沙漏网络中的传统残差模块与跳级连接结构进行了改进。其通过扩大有效感受野面积,提高了人体关键点之间的关联性;通过对人体区域添加掩模,保留住关键人体信息的同时,过滤掉复杂背景。实验表明,提出的模型在MPII多人数据集上mAP检测精度达到83.1%,在MSCOCO Test-dev数据集上平均精度较Mask R-CNN、RMPE模型分别提升了9.6百分点和0.4百分点。