线结构光视觉传感器测圆(类圆)孔中心两步法

针对基于工业机器人平台柔性三维视觉检测系统,提出线结构光视觉传感器测量空间圆(类圆)孔中心两步法。根据线结构光视觉传感器测量模型,确定被测圆心近似z向坐标。根据圆心相对摄像机光心的方位,确定被测圆心的x、y向坐标。该方法突破了传统空间圆(类圆)孔中心测量仅能采用双目视觉传感器的方式。研究结果表明,该方法切实可行,可以满足实际测量需求,能够极大地扩展线结构光视觉传感器的应用范围。     

基于机器视觉的小模数齿轮几何参数测量方法研究

研究了一种基于机器视觉的小模数齿轮几何参数测量方法,设计了一套远心视觉测量系统,通过远心视觉单元获取齿轮图像,并对图像进行灰度化、边缘检测、圆拟合等操作,通过计算得到齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚和齿槽间隙等几何参数,并与万能工具显微镜的测量值进行了对比.实验结果表明:所设计测量系统的测量精度高于0.005 mm,...     

CCD在圆轴类零件圆度的在线检测中的应用

把CCD计算机视觉技术应用到圆轴类零件的圆度检测中，介绍了一种可应用于工业现场在线、实时的CCD与计算机相结合的视觉排气阀的圆度误差检测实验系统的检测原理、系统硬软件和精度分析，并介绍了实验验证结果。     

基于线结构光视觉传感器的圆孔定位误差分析

针对空间圆（类圆）孔几何量测量,传统视觉测量方法一般采用双目立体模型,基于立体像对实现对圆孔空间位置的测量,由于传感器成本、体积、重量等的限制,在特殊视觉系统,尤其在发展迅速的基于工业机器人平台的柔性视觉检测系统中均凸显其不足。本文基于单摄像机架构的线结构光视觉传感器,提出圆（类圆）孔定位两步法,并对被测圆心x ,y ,z 向坐标测量误差进行了详细讨论和分析。通过对被测圆心定位误差的分析计算,在实际测量应用中,z 向测量精度可以优于±0.25mm,x, y 向测量精度优于±0.006mm。研究结果表明该方法切实可行,可以满足实际测量需求,极大地扩展了线结构光视觉传感器的应用范围。     

基于射影变换圆阵靶标中心像点的计算

在基于圆阵靶标的视觉测量系统应用中,投影椭圆的几何中心并不是圆中心像点。为此,提出了一种基于射影变换的靶标圆中心像点计算方法。在完成退化椭圆边缘的亚像素坐标提取之后,该方法通过迭代的方式计算投影图像与生成的靶标规格相似图案之间的射影变换关系,可将退化椭圆边缘映射成较规则的圆。采用基于随机抽样一致(RANSAC)的圆拟合算法剔除异常点并计算圆心坐标,通过射影逆变换将其映射回原图像中,最终迭代收敛的圆心坐标点即为中心像点。仿真与实际实验均效果显著,从而验证了所提方法中心像点计算的有效性和准确性,并且可应用于众多视觉测量系统中,具有较强的实用性。     

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     

直齿圆柱齿轮参数视觉测量方法研究

视觉测量由于具有非接触、高效、低成本、自动化程度高等优点,正逐渐取代传统的测量方法。提出了一种基于视觉测量的直齿圆柱齿轮尺寸参数的测量方法。首先,搭建了精密视觉测量系统,分析直齿圆柱齿轮视觉测量流程以及系统构成;其次,验证了视觉测量系统的可靠性,利用高精度光学玻璃进行标定和重复性精度评估,结果表明测量系统的误差均小于0.03Pixels;最后,运用凸集轮廓的方法定位齿顶圆,利用开运算的方法定位齿根圆,最终沿分度圆扫描灰度阶越,得出齿槽宽与齿厚,从而测量出齿轮的各项参数。实验结果表明,该方法快速准确,测量效果更加稳定。     

基于机器视觉的硬盘驱动架尾孔尺寸检测系统

介绍了在大批量定制生产和检测中所需使用的硬盘驱动架尾孔的机器视觉检测系统。阐述了该机器视觉检测系统的总体设计,提出了一种改进的随机Hough变换和基于圆周点的拟合方法求取圆的直径,并给出了重复性和相关性测试的数据。检测结果表明,该检测系统具有非接触、在线实时、速度快、精度合适等优点,能实现产品的零废品生产的目标。     

高压输电线路的视觉巡检方法研究

高压输电线路视觉巡检系统的研究对保障输电线路安全稳定运行具有重要意义,而障碍物的检测识别是高压输电线路视觉巡检系统实现的关键技术之一。现针对高压输电线路的结构特点,提出了一种基于计算机图片处理技术的障碍物检测识别方法,该方法利用图像的边缘信息,采用直线、圆、椭圆检测方法,提取图像中直线、圆等几何基元,检验几何基元之间或几何基元和相线之间的结构关系来判断是否为线路障碍。     

一种球形机器人视觉定位系统研究

针对球形机器人在地面运动时的定位问题,提出了一种基于sift特征以及霍夫圆变换的球形机器人视觉定位方案。采用对尺度、视角、旋转等具有鲁棒性的sift特征向量,利用由两个外部摄像机组成的视觉系统采集的左右图片,从中提取sift特征点,利用k-d tree和BBF算法进行特征匹配查找,利用RANSAC算法筛选匹配点并计算变换矩阵,通过变换矩阵将后续摄像机采集的图像融合,在融合的图像通过霍夫圆变换定位球形机器人。实验结果表明,该视觉定位系统视野开阔、定位稳定性良好。     

空间圆姿态识别二义性的角度约束消除

为了消除视觉测量中单个圆姿态识别中存在二义性的问题,提出了一种基于空间角度约束消除二义性的方法,并且对姿态求解算法进行了误差分析,为准确进行姿态估算给出了指导性的实验结果。在摄像机已标定的前提下,根据圆特征在图像上的投影椭圆曲线确定了圆心位置和圆平面姿态参数,计算结果存在二义性;利用欧式空间中的角度不变量,识别出圆平面的真实姿态参数,同时确定圆心的真实位置;最后,根据误差传播理论对基于单圆特征的位姿估计算法进行了精度分析。实验结果表明,圆平面姿态角的测量绝对误差在0.2°以内,圆心的定位误差为0.5%,根据圆平面的位姿参数计算的共面直线的距离误差为0.8%。该方法能够准确地识别圆平面的位置和姿态,计算过程简单,结果稳定可靠且具有较高的精度。     

基于光力学的剪切散斑技术及其应用

介绍一种用于测试离面位移导数场的电子剪切散斑法,并对其原理进行了详细阐述。采用电子剪切散斑法,对典型圆盘试件进行了机械载荷作用下实验,得到了表示离面位移导数的干涉图,最后作为实际工程应用,对塑封产品进行了热载荷作用下的无损检测,成功识别到了缺陷部位,结果以蝴蝶形图案显示。通过圆盘试件和塑封材料实验,表明电子剪切散斑技术的装备简单,操作方便,能够较为准确的确定缺陷部位和大小,是较为理想的无损检测技术。     

The relationship between the minimum zone circle and the maximum inscribed circle and the minimum circumscribed circle

Following the minimum zone criterion set forth in the current ANSI and ISO standards, evaluation of roundness error is formulated as a non-differentiable unconstrained optimization problem and hard to handle. The maximum inscribed circle and minimum circumscribed circle are all easily solved by iterative comparisons, so the relationship between the minimum zone circle and maximum inscribed circle, minimum circumscribed circle is proposed to solve efficiently the minimum zone problem. Based on the known minimum zone circle, the maximum inscribed circle and minimum circumscribed circle can be easily determined. The relationship is implemented and validated with the data available in the literature.     

A joint method for the maximum inscribed circle and minimum circumscribed circle

A joint method based on the relative diameter is introduced for evaluating the minimum circumscribed circle and maximum inscribed circle in this article. The definition and calculation of the relative diameter is given in detail. The proposed method is an approximate method based on the least square circle solution, and just for the minimum circumscribed circle and maximum inscribed circle criteria. Several examples from the literatures have been carried out to validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于圆点阵列靶标的特征点坐标自动提取方法

以用于摄像机标定的2D平面圆点阵列靶标为研究对象,提出一种在复杂背景环境下,无需人工干预,自动提取靶标标定特征点图像坐标的方法。对摄像机标定图像进行自适应阈值分割,将其转换为由多个连通区域组成的黑白二值图像,根据靶标图案的形态特征,首先对图像上的连通区域进行面积判断,初步剔除非目标区域;然后对其进行特征识别,提取出靶标图案区域;再对靶标图案区域进行轮廓提取,使用最小二乘椭圆拟合的方法,计算得到靶标各圆点中心的图像坐标;最后对各标定特征点进行定位操作,确定其所对应的圆点在7×7圆点矩阵中的位置。     

涡旋压缩机的变径基圆渐开线型线研究

研究了涡旋压缩机变径基圆渐开线的啮合特性和几何理论,得到了其共轭啮合型线方程;分析了不同参数下的型线特点和几何形状,并与基圆渐开线进行比较;提出了由变径基圆渐开线构建变啮合间隙涡旋齿的方法。利用变径基圆渐开线可构建出3种涡旋齿：等啮合间隙变壁厚涡旋齿、变啮合间隙等壁厚涡旋齿和变啮合间隙变壁厚涡旋齿,分析了各种涡旋齿的性能特点和适用范围,拓宽了涡旋型线的类型。     

基于有序Hough变换的快速圆检测算法

针对随机Hough变换（RHT）及其改进算法在同一圆边缘点随机抽样时命中率低且投票处理过程复杂,提出了基于有序搜索的广义Hough变换快速圆检测算法（SQHT）。该算法利用圆的几何性质和梯度方向信息来有序搜索圆边缘点集,将Hough变换的基于投票判定基元参数转变为有效确定基元三点的讨论。执行算法时,首先顺序搜寻第一边缘点并根据邻域边缘点集或图像灰度值计算其梯度值;接着在第一点所在行匹配与其梯度信息相符的第二点,根据前两点信息在第一点所在列匹配第三点;最后按照RHT算法流程确定有效基元参数,从而避免了随机抽样带来的时间不确定性。该算法具有计算速度快,检测时间可控,适用范围广泛,抗干扰性强等特点。相比于RHT算法,提出的算法在单目标圆检测情况下检测效率提高了2倍,在多目标圆（5个及以上）且有非目标边缘点情况下检测效率提高了5倍,在多圆检测方面能有效弥补了Hough变换算法的不足。     

一种多次随机圆检测及拟合度评估的瓶口定位法

针对现有啤酒瓶口质量检测中的定位方法在瓶口严重破损或存在大量干扰时定位误差大的问题,提出一种多次随机圆检测及圆拟合度评估的瓶口定位算法。采用阈值分割、重心法和径向扫描获取边缘点,利用从边缘点中随机采样的3个点确定一个圆,定义各边缘点到圆距离小于给定阈值的边缘点的数目与边缘点总数的比值为圆拟合度,提出将圆拟合度作为评估标准搜索最优定位结果的方法,利用多次重复随机圆检测得到大量圆拟合结果并计算对应圆拟合度,以最大圆拟合度对应的圆拟合结果作为瓶口中心。与4种典型方法对比,实验结果表明:在瓶口图像不完整和存在大量干扰时,该方法可实现瓶口高速高精度定位。     

求解最大内切圆的一种新方法

提出了一种求解最大内切圆的新方法,给出了最大内切圆圆心坐标值的计算公式,该方法的基本思路是:首先在被测轮廓上选取初始三点,并保证这三点构成一个锐角三角形;接下来通过给出的公式计算出这三点所在圆的圆心坐标值,被测轮廓各点到该圆心的距离序列;最后判断该圆半径是否等于上述距离序列中的最小值,如果条件不满足,用最短距离所对应的被测轮廓点代替上述三点之一,并保证新的三点仍然形成一个锐角三角形,然后重复上述计算和判断过程,直至条件满足。最后一次计算所得到的圆心恰好是被测轮廓的最大内切圆圆心,该方法的优点在于不存在原理误差,速度快,一般二、三次计算即可,给出了程序流程图。