函数链神经网络在移动人体身高测量中的应用

利用视频测量移动人体的身高时,人体图像上单位像素所代表的实际高度与很多因素有关,如摄像机的内部、外部参数以及人体到摄像机的距离等,是1个非常复杂的非线性关系.为了避免标定摄像机参数,提出利用函数链神经网络来逼近这种关系.让已知身高的人在视场中走过,通过视频图像处理得到1组训练样本.利用训练样本对函数链神经网络进行训练,...     

垂直透明管道中气泡空间位置测量方法的研究

介绍了一种在线检测气液两相流中气泡空间坐标的新方法.该方法基于数字图像处理技术,采用高速摄像机系统,对垂直透明管道中上升的气泡进行实时拍摄和图像采集,利用边缘检测和图像填充技术提取并计算气泡尺寸;设计了基于单CCD摄像机的立体视觉测量系统,建立成像模型和误差分析模型,从而计算出气泡的三维坐标.实验结果表明:该方法能够测量出气泡的空间位置.     

直线特征约束在运动板坯图像边缘跟踪测量中的应用

基于计算机视觉摄像测量方法由于其固有的非接触测量特点，在工业生产过程中应用越来越广泛。本文根据连铸板坯运动图像特征，利用直线相关约束和检测区域空间隔离滤波方法，成功实现连铸板坯长度在线实时跟踪测量，实际应用结果表明，该方法有效地克服了连铸板坯表面氧化铁皮对实际板坯边缘实时检测的严重干扰，提高了视觉测量系统的坚固性和可靠性。     

基于主动编码光源的单摄像机立体测量方法

基于一台摄像机、一台投影仪构成光学测量系统,提出一种非特定位姿下的主动编码光源非接触立体测量方法。利用一张混合标定板分别标定测量系统中的摄像机与投影仪,建立二维图像坐标与三维空间坐标之间的映射关系,再主动投影横、纵两组格雷码及其多分频测量条纹形成投影特征点,进而通过反演映射出目标特征的三维空间坐标。本方法避免了单目立体视觉测量中对于测量系统位姿的制约,去除了外部传感测量设备的使用;同时,主动光投影技术也解决了双目立体视觉测量中特征点匹配困难的问题。实验表明,在测量距离1.2~1.6 m范围,测量精度可以达到1.5 mm,能够实现单目摄像机主动编码光的立体测量。     

应用图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度研究

讨论了用基于小波的图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度的原理,提出了一种新的输电线路导线与绝缘子覆冰厚度的在线监测方法,即通过对安装在高压铁塔上的摄像机和图像采集卡获得的导线与绝缘子覆冰图像进行实时处理,提取其边界轮廓来测量导线与绝缘子上的覆冰厚度。主要对测量系统中的图像处理过程步骤作了说明,重点论述了通过提取边界轮廓来测量覆冰厚度的算法的实现,并在实验室的人工气候室中进行了试验验证。试验结果表明,该输电线路覆冰厚度在线监测方法测量精度高,监测可靠,可应用于高压输电线路覆冰厚度的在线监测。     

基于两灭点法的摄像机标定方法研究

在计算机视觉当中,要对物体进行三维重建,需要实现对相机进行标定,即获得相机的的焦距(内参数)、旋转矩阵以及偏移向量(外参数)。为提高场景摄像机的标定精度和标定效率,研究了一种基于2个灭点的快速摄像机标定方法。该方法利用灭点理论,只要求被标定相机拍摄的图像中有2组相互正交的平行线,且这2组平行线与成像平面不平行,由此可以获得2个灭点;为计算平移向量,图像中某个平行线方向上的一段直线的实际长度需已知。根据灭点的几何投影特性计算相机内外参数。利用监控摄像机进行试验验证,验证结果表明,该方法相对于传统的标定方法操作简单并且精度较高,具有一定的理论意义和实用价值。     

基于三维重建的绝缘子覆冰图像监测

提出了一种基于图像的三维重建的绝缘子覆冰在线监测方法。该方法运用计算机双目视觉技术,通过2台位置不同的摄像机采集2幅绝缘子覆冰图像,在对摄像机进行标定后,利用图像间的视差计算出覆冰绝缘子在三维空间的坐标,重建出覆冰绝缘子的三维模型,再由三维点云模型计算得到绝缘子覆冰的厚度及重量。应用所提出方法对多组实测图像进行三维重建和比较分析,结果表明该方法能够准确计算绝缘子覆冰的厚度和重量,还可反映绝缘子覆冰的厚度分布特征。     

基于图像拼接的直线轴承长度测量方法

针对远心镜头因自身特性无法调节视场大小,难以适应直线轴承测量时一次性获取零件完整图像的问题,利用HALCON图像处理软件通过图像拼接方法进行直线轴承的长度测量。综合考虑特征点提取和边缘轮廓获取效果,采用背光与正向照明相结合的方案,建立了基于组合照明的直线轴承测量系统;在图像拼接中,提出了一种在图像近似重合区域内使用图像金字塔分层搜索的方法进行特征点检测与匹配,以提高图像拼接效率;最后通过Canny算子和最小二乘法拟合进行图像边缘定位,完成长度测量。实验结果表明：组合光源能更好地兼顾图像表面特征点与边缘轮廓提取效果;提出的拼接方法检测时间在0.2S左右,相比于传统方法检测时间减少了88%;基于图像拼接的视觉测量误差小于0.1mm,测量重复性上相比于传统方法更稳定,测量最大标准差为0.005。因此,保证了视觉系统的检测效率、精度以及稳定性,在工业自动化检测方面具有一定的理论依据和实用价值。     

基于kalman滤波的机器人三维视觉定位

针对三维视觉定位问题,提出了一种基于kalman滤波的机器人眼在手上视觉定位方法。利用图像的全局特征描述子—图像矩来提取目标的三维图像特征,在不标定摄像机和机器人坐标变换关系的情况下,采用kalman滤波估计算法对图像雅可比矩阵进行在线辨识,并建立图像特征反馈控制,使定位目标物体的图像坐标始终保持在图像平面的中心位置。利用MATLAB仿真软件建立了基于kalman滤波的机器人眼在手上视觉定位仿真模型,实现了机器人的三维视觉定位。实验研究表明,该方法可以使机器人到达目标位置,且定位精度较高。     

基于机器视觉的航空发动机喷口喉道截面直径自动标定技术研究

当前我国航空发动机喉道截面直径标定普遍由工人使用喷口尺测量进行手动标定。使用该方法标定存在标定误差大、喷口尺容易损坏、人工标定效率低等问题为解决以上问题,本文提出了一种基于机器视觉测量喷口喉道截面直径的自动标定方法。该方法采用工业摄像头动态实时采集喷口喉道截面图像,通过对图像进行预处理、二值化、边缘检测达到对喷口喉道截面直径的非接触测量,同时通过测量的喷口截面直径完成对喷口喉道截面直径的目标预定位置的自动控制,达到自动标定的目的 。     

弓高弦长法测量直径的不确定度分析

弓高弦长测量法是大直径工件或不完整圆工件直径测量常用方法。本文推导出不完整圆工件可测弓高与待测直径之比K和灵敏系数G的关系，通过测量不确定度分析，提出了用K值大小判定弓高弦长测量法使用范围的准则，同时提出了该方法用于弓高大于弦长的测量场合时，将优于直径的直接测量法的推论。     

基于局部电场的零值绝缘子检测技术研究

通过电场法可检测出绝缘子串零值片,而现有的技术都是通过扫测整串绝缘子电场分布曲线来找出零值片,此方法操作难度大、效率低。本文提出通过探测绝缘子局部电场的方法来识别零值绝缘子。首先建立了零值绝缘子检测仿真模型,得到了含检测装置的绝缘子串电场畸变特性,然后通过该特性,获得了零值片的局部电场识别判据。最后,通过设计传感器、探测装置,验证了仿真结果,并实现了零值绝缘子的点测识别。研究结果表明,采用三阵列电场法可以实现零值绝缘子检测。装置长度应大于电场的畸变区间长度,对于本文研究对象可取130mm;识别判据为探头1、3变化率?13<10% ,探头2偏差率?2<50% 。检测时,对于高压端和中压端,检测装置应为正对钢脚,在低压端应为正对伞裙。研究结果可为输配电外绝缘智慧运维提供技术支撑。     

基于机器学习的工件合格分类

随着自动化程度越来越高,越来越多的工厂配置了自动化的生产流水线。那么在无人的生产流水线上,非常重要的一个环节就是在生产的工件出厂之前进行相应的合格检验,就是判断一个工件是否符合出厂的标准。在以往对于工件的判断往往需要人工去逐个判断工件是否出厂的标准。由于人体力和精力有限,所以往往会有不合格的产品出厂。本文利用机器学习中的相应分类算法,对要出厂的工件进行相应的分类判断,实现自动化流水线上的最后一环不会有不合格品流出。     

数显式门球记分系统的设计

为了使门球计分实现电子化,设计了一个以集成电路为主要器件组成的门球记分系统,详细介绍了系统的工作原理和制作方法。该系统采用一片74LS148和两片74LS194及五个发光二极管组成各队员独立得分显示电路,并选用了一片3×3输入与门4073组成参赛队总分信号的传输电路,又用一片74LS148和两片74LS190及两片74LS48、两个数码管BS201组成了各参赛队总分的显示电路。集成电路外围元件少,工作可靠,制作容易,便于操作,成本较低。若对电路稍加改动,还可作为其它赛事的记分系统,因此该记分系统有较大的应用前景。     

基于概率路线图法的窄道采样与轨迹优化

提出一种结合莱维飞行和概率路线图法(Lévy-probabilistic roadmap, LPRM)的路径规划算法。将莱维飞行方法应用于窄道采样,障碍物中的随机点通过莱维飞行走至自由空间,并延长碰撞测试来确保采样点位于窄道内,提升狭窄区域的采样质量与效率;为避免大量无效点的生成,在采样前先对地图进行预处理,膨胀障碍并对其进行边界提取,根据边界信息计算狭窄区域采样点数量,保证了全图采样的合理分布;进一步考虑移动机器人的实际工作情况,采用分段贝塞尔曲线对路径轨迹进行优化使其符合运动学约束,提高移动机器人的机动性。仿真实验在不同环境地图下对比了LPRM、传统概率路线图(PRM)和桥测试3种算法,结果表明LPRM算法相较两者在单一窄道环境下规划效率分别提升35.1%和32.2%,在复杂环境下其规划效率分别提升32.9%和15.5%,且提前400和100个采样点达到收敛,规划效率和成功率显著提高,总体耗时更短、路径更优,能减少移动机器人本身的能耗,提高整体工作效率。     

基于波形叠加的网络导纳测量新方法

针对运用传统方法测量网络导纳特性需要使用可编程逻辑器件或高速A/D转换等技术,实现方法复杂且难以在更高频率下进行测量的弊端,给出了一种新颖的基于波形叠加方法将待测网络的导纳特性转化为电压信号来实现测量的网络导纳测量的新方法。以这种方法实现的网络导纳测量仪在测量导纳的模拟方法中具有电路实现简单、精确度较高、性能可靠等优点,而且此方法对电路元件性能要求较低,完全能够满足在较高频率下对网络导纳进行测量的需要。     

Optical monitor for contamination on HV insulator surfaces

Ellipsometry is used to monitor naturally deposited contamination films on HV electrical power insulators that are used in overhead transmission lines and substations. Good correlation is found between the conventional ESDD (equivalent salt deposit density) method of measuring contamination and an ellipsometrically determined optical thickness of that contamination. The technique relies completely on the state of polarization of light reflected from the surface of a ZnSe witness piece which is placed on or close to the power insulator. Such a technique results in the thickness and refractive index of the deposited contaminant. The severity of contamination is then known by the value of the measured film thickness. Three patches of witness pieces were placed in the Labarre substation in New Orleans, LA. Comparison between conventional ESDD and ellipsometric measurements showed good agreement     

大口径高功率激光能量测量吸收体研究

高峰值功率能量测量中吸收体的选择,将影响到高功率激光能量计测量准确性。设计了一种大口径高峰值功率体吸收型激光能量测量探头,利用有限元软件,对激光能量测量光热转换的相关过程进行了模拟研究,研究表明对400 mm×400 mm口径、1053 nm波长、3 nm脉宽、3000 J量级单脉冲激光能量测量,选择吸收系数在400～600 m^-1的玻璃作为吸收体最为合理。     

基于图像匹配的制衣裁片对横条方法

针对格子类衬衫的衣服裁片缝制时需要对条对横的基本要求,提出在机器视觉范围内制衣裁片对横条方法。此方法通过工业相机获取需要缝制的格子类裁片的图像。首先,运用阈值法分割出裁片,孔洞填充以及形态学方法使锯齿边缘消除,通过面积大小识别前幅后幅并进行校正;然后,根据纹理灰度变化梯度计算裁片最小格子单元,选取缝合边缘区域大小为6~8个最小纹理周期作为模板,匹配另一相应缝制区域裁片,模板及匹配区域同时包含非裁片区域。经实验对比了几种不同模板及匹配算法后,分析裁片对横条产生偏移的原因,提出基于灰度的互相关匹配的裁片对横条方法,该方法能够不偏移的对齐横条,且误差小于1像素。     

一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制非接触变压器

非接触变压器的耦合系数是影响感应式无线电能传输系统效率的关键因素。为提高非接触变压器的耦合系数,同时尽量减小其体积重量,提出由平面绕组和垂直绕组构成的绕组混合绕制的非接触变压器。然而垂直绕组的引入使得变压器外侧增加了一个新的漏磁路径。为抑制该漏磁,提高耦合系数,选择金属铝进行电磁屏蔽。通过磁路分析给出了屏蔽层的最佳长度公式。最后,为验证变压器有效性及优化方法正确性,制作了一个新型变压器并进行对比实验。与现有变压器相比,在10 mm气隙下,变压器耦合系数从0.523提高到0.583,尺寸从90 mm减小到73 mm。