一种基于图理论的非刚体形状匹配算法

提出了一种基于图理论的非刚体形状匹配算法.该方法在每次迭代过程中,先利用形状上下文算法获得待匹配形状点集的初始匹配,然后利用图理论剔除误匹配点,并估算匹配点集之间的TPS(thin plate spline)变换参数,再利用这些参数使待匹配点集相互逼近,最终实现非刚体的形状匹配.实验结果表明该算法提高了匹配的精度.     

用于目标识别的PCA-SC形状匹配算法

基于形状上下文(Shape Context)算法并融合主成分分析(PCA)的降维思想,提出了一种PCA-SC算法来提高形状匹配和目标识别的速度和抗噪能力.该算法将SC算法获取的特征矩阵构成协方差矩阵,按照特征值由大到小的准则进行降维,形成新的特征矩阵用于匹配和识别,既抑制了噪声干扰,提高了识别准确率,又能够提高匹配速度,易于满足工程应用对实时性的要求.利用MNIST图像数据库中的图像进行了实验分析,结果表明,PCA-SC算法在保持了SC算法原有的定位准确、抑制噪声等优点的基础上,识别速度提高了1倍;准确率达到了96.15％,提高了约0.5％;而且抗噪性更强,可用于匹配和识别较复杂的形状和目标.该算法基本满足匹配和识别对速度、准确率和抗干扰性等方面的要求.     

基于FPGA的片状元件纠偏算法研究

文中采用机器视觉纠偏系统,以FPGA为主控器,利用图像传感器进行图像采集,采用FPGA图像处理技术对片状元件进行纠偏。实验结果表明,此种方法精度达到±20μm,贴片速度为5 000片/h左右,解决了传统贴片机速度慢和精度低的问题。     

一种基于几何特征的列车集尘器形状匹配算法

针对列车集尘器定位不准确的问题,提出了一种基于几何特征的形状匹配算法。该算法首先对轮廓点进行采样,基于极半径、局部曲率确定关键点的初始位置及点集的映射关系,然后以形心为基准,生成以角度和尺度为几何特征的双重描述子,并对其作标准量化处理。最后使用改进的曼哈顿距离计算描述子的相似性。实验结果表明,该形状匹配算法几乎不受伸缩、旋转、平移等几何变换的影响,具有一定的适应性和鲁棒性。     

基于边缘几何特征的高性能模板匹配算法

基于灰度相关的模板匹配算法在很多情况下难以得到准确的匹配结果,提出一种基于边缘几何特征的高精度模板匹配算法.利用曲面拟合方法获得边缘的梯度方向和亚像素坐标作为匹配信息,采用图像金字塔的搜索策略对算法加速,最后利用最小二乘平差理论得到亚像素级的定位精度和精确的旋转角度信息.实验表明,对于目标旋转、均匀或非均匀变化的光照、部分遮挡的情况下可以得到良好的匹配结果,而且在保证高精度的同时算法可以满足实时性要求,重复定位精度优于商业化软化包MIL8.0的GMF算法.     

贴片元件的海森范式加权最小二乘矩形拟合算法

随着印制电路板上元器件密度越来越高,对贴片机的贴装精度要求也愈发精密。为提高元件的贴装精度,文章针对无引脚元件提出了加权最小二乘矩形拟合算法。算法首先提出海森范式最小二乘拟合法,可以拟合图像中任意位置像素点组成的直线。针对直线中的离群点,在海森范式最小二乘拟合法基础上加入Tukey权重函数,大大缩小了图像中奇异点的影响,从而提高了元件检测精度。实验结果表明:加权最小二乘矩形拟合算法不仅提高了元件检测精度,且一定程度上对元件偏转角度与元件图像模糊或损坏不敏感,具有较优效果。     

基于法向分类的三维模型形状分布检索算法

给出一种用三个形状分布图来描述三维模型的检索算法.在模型表面任意取点,并记录每个点的法向量.将任意两点连线形成线段,计算该线段的欧几里得距离,再分别计算两端点的法向与该线段的夹角.根据两个夹角的值,将所得线段分成三个集合,并分别构造三个集合的形状分布曲线,通过对模型间三条形状分布曲线的比较,得出两个模型的相似程度,从而实现模型的相似性检索.实验表明,该算法能够较好地实现三维模型检索,检索结果比传统的形状分布算法有较大的改进.     

用于快速形状匹配的精确型高度函数特征描述

在形状匹配过程中为了提升高度函数描述子的检索精度和对边界噪声与局部变形的鲁棒性,本文提出了一种精确型高度函数特征描述算法。首先提取目标形状外轮廓,构造轮廓采样点的精确型高度函数描述子并进行特征降维,接着利用优化后的并行动态规划进行形状匹配,最后引入形状复杂度分析提升匹配效果。基于点的几何特征显著性,提出形状精度理论,进一步分析局部形变与边缘噪声对形状特征描述的影响。在MPEG-7数据库、Swedish Leaf数据库、Tools数据库和ETH-80大型3D数据库上进行匹配实验以及在Kimia99数据库上进行抗噪实验,实验结果表明:本文提出的算法效率高,匹配时间仅为高度函数描述子的12.5%,在MPEG-7和ETH-80上的检索率最高分别为90.38%和90.07%;在Swedish Leaf和Tools上,检索精度最高分别为95.07%和94.86%,检索性能和鲁棒性均优于高度函数和其他重要算法;在添加噪声的Kimia 99上,该算法的抗噪性能优于高度函数描述子,即使在噪声水平为2.0的情况下,依旧能保持91.92%的检索率。本文提出的算法检索精度高,效率高,鲁棒性好,抗噪性强,具有较好的可扩展性,能有效地应用于形状检索领域。     

用于遮挡形状匹配的弦角特征描述

为了在兼顾形状匹配算法的检索率和运算效率的同时实现部分遮挡目标的精确匹配,提出了一种基于弦角轮廓特征的形状描述算法。该算法基于轮廓点的空间位置关系构造每个轮廓采样点的弦角轮廓特征描述子,利用描述子的自包含属性描述开轮廓的形状特征。采用L1度量方法计算两个轮廓点的弦描述子之间的距离,获得匹配代价矩阵。最后利用积分图算法计算匹配代价矩阵的相似度,实现部分遮挡目标的识别。基于MPEG-7形状数据库和Kimia216形状数据库进行了目标识别实验。实验结果表明:该算法对部分遮挡目标具有良好的鲁棒性,而且有较高的运算效率,部分匹配的检索率达到83.63%,提高了19.09%,实验结果优于现有部分遮挡形状匹配算法。该算法较好地满足了遮挡形状的匹配和识别对速度、准确率和抗遮挡能力等方面的要求。     

基于矩阵理论的直线度评定算法

从矩阵变换的基本理论出发，建立了在最小二乘法意义下的评定直线度的数学模型，提出了基于矩阵理论的直线度评定新算法。实例计算表明本算法具有和最小二乘法一样的计算精度和速度，本算法是正确的和可行的。     

不规则多孔零件的通用匹配算法研究

汽车工业存在大量形状各异的带孔零件,针对不规则多孔零件的模板匹配,提出了一种基于特征三角形的快速模板匹配算法。利用面积特征和距离特征选取匹配孔,采用限定的最小二乘法圆拟合计算匹配孔的精准圆心构建特征三角形;根据三角形的旋转不变性和平移不变性,利用特征三角形提取匹配中心和匹配角进行仿射变换,实现零件的模板匹配和配准。实验结果表明,该模板匹配算法适用于不同孔数的零件,对零件变形的宽容度较高,且不易受匹配孔部分缺失、粘连等缺陷的影响,匹配速度快,可以达到工业零件缺陷检测的要求。     

基于逐步回归算法的逆向造型研究

针对测量点云,基于逐步回归算法,建立拟合曲线方程。此方法是在最小二乘拟合多项式法基础上改进的,保留了对曲线方程影响显著的因子,简化了因子的数量,建立了曲线模型进行逆向造型。此算法能迅速建立曲线方程,提高后期造型的效率和光顺度。     

基于形状匹配及纹理筛选的汽车轮毂型号识别

为了对轮毂型号进行识别,提出一种基于形状匹配及纹理筛选的轮型识别算法。首先,确定一个轮辐形状为标准模板并得出其边缘图,把模板作为移动窗口在待识别轮毂图片中移动,逐一计算模板到轮毂图片各感兴趣区域(ROI)的最小二维欧氏距离。若此距离小于设定阈值,则判定搜索到一个与模板相同的形状;然后对待识别的轮毂图片进行随机游走,得出游走直方图,通过改进对游走直方图相似度的评价方式,得出纹理偏差度;最后通过对纹理偏差度的比较确认正确的轮型。识别过程具有非接触、灵活、准确的优点,实验表明对于干扰较大图片也具有较高的识别率和较好的鲁棒性。     

基于物方直接解的圆匹配与重建

提出一种基于物方直接解的圆匹配与重建方法,建立了灰度影像与空间圆参数间的函数关系,根据已知的相片内外方位元素及空间圆参数的初值,利用直线段最小二乘模板匹配方法直接获取空间圆的参数。系统论述了基于物方直接解和直线段最小二乘模板匹配方法进行空间圆匹配与重建的数学模型。实际图像数据的试验结果表明,本算法具有较高的重建精度。     

轴承沟道形状误差的最小二乘评定

结合轴承沟道形状误差的几何特性,提出了轴承沟道形状误差的最小二乘评定,详细阐述了利用最小二乘算法求解轴承沟道形状误差的过程和步骤。该算法采用最小二乘法拟合每条线轮廓的中心,得到一个空间圆及方程;求解空间圆与每条线轮廓所在平面的交点坐标;计算每条线轮廓上测点至所对应的每个交点的距离中最大值和最小值之差,从中找到最大极差值,即得到包容整个轴承沟道的最小二乘形状误差值。该算法简单明确,具有精度高、易于计算机程序实现、易于推广应用等特点。     

基于三坐标测量机的大口径球面拟合测量方法

在球面检测中,对大口径球面的测量和评价缺乏有效的手段。本文提出利用三坐标测量机获得被测球面面型的坐标数据,用最小二乘法对这些数据进行拟合,得到被测球面的几何参数。在最小二乘法的拟合过程中,提出通过改变目标函数将拟合计算转化为求解广义特征向量以获得较好的拟合效果并简化计算过程,客观地反映大口径球面的实际参数。借鉴圆度、圆柱度误差的评定建立球度误差以反映被测球面的形状误差。     

基于MLS改进算法的曲线拟合技术研究

针对散乱点拟合曲线的算法问题,分析了移动最小二乘逼近法（MLS）的特点,提出了用MLS改进算法对散乱点进行曲线拟合,并结合实例进行了验证。结果表明,MLS改进算法在拟合曲线时,选取不同阶的基函数和不同的权函数,在保证精度和光滑度的基础上,解决了传统曲线拟合方法在拟合曲线时出现的运算不稳定现象,显示了MLS改进算法在曲线拟合中的优越性。     

基于虚拟技术的形状误差数据处理方法

通过在虚拟空间中重构被测实际要素,依据对应项目形状公差带定义构造包容实际要素的理想要素,利用虚拟技术的碰撞检测理论使理想要素包容区域运次逼近对应形状误差的理论最小区域,从而得到精度在给定步长范围内的形状误差值;该方法符合最小条件原则,无需建立复杂的数学模型,计算结果精度已知,并可实现对所有的形状误差的计算,思想统一,便于理解与应用.     

基于信息融合技术的交通量检测算法研究

针对智能交通系统中交通流数据采集及处理实时性和准确性的要求,设计了基于多传感器信息融合技术的交通量检测系统。首先构造了基于时间和空间特性的两级融合结构;然后分别设计了空间信息融合算法和时间信息融合算法,在分析融合算法特点及使用的基础上,对算法进行优化;最后对系统进行仿真实验。经过实验验证,该系统实时性强、准确性高,满足智能交通系统的需要。