外场激光光斑中心检测算法研究

激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术。检测算法的精度及速度直接影响了测量的精度及速度。针对外场环境下干扰较强的特点,研究了重心法、Hough变换法以及圆拟合算法,通过理论分析与实验,提出一种改进的激光光斑中心检测算法,提高了中心检测的精度、速度及抗干扰性,可用于外场环境的实时光学测量。     

基于机器视觉的齿轮缺陷快速检测

结合齿轮缺陷自身的特点，论述了齿轮缺陷检测系统的构成、图像处理及检测流程，提出了一种基于机器视觉的齿轮缺陷快速检测方法。实例分析表明．该检测系统能够快速、准确地实现齿轮缺陷的检测，满足自动化生产的需要，可在实际生产中代替人工检测；     

轨道测量装置激光光斑中心定位

在研制轨道激光测量装置的基础上,文中对比了激光光斑中心图像处理常用算法,提出了一种精度满足要求的光斑中心计算方法,构造了形态级联滤波器和高斯滤波器,对光斑图像进行去噪和光滑预处理.为充分利用光斑灰度光强分布特性,采用OTSU算法和最大光强确定了阈值区间,以指数函数进行非均匀阈值分割得到一系列二值光斑图像.在质心法初步确...     

隧道快速检测系统图像处理技术研究

当前,机器视觉等技术正逐渐应用于隧道检测,而图像处理是其中最重要的环节。由于隧道衬砌图像特征复杂、数据量庞大,如何在保证图像处理速度的同时提高图像处理准确度,是一个难题。现提出一种基于改进分水岭分割法的图像预处理方法,使用基于支持向量机与最近邻法相结合的快速分类算法,对病害进行了有效分类。通过实际工程采集的数据进行验证,该方法对裂缝有较好的识别效果。     

高精度光斑中心定位算法

光斑中心定位是光学测量中的关键技术之一,检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如灰度质心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足。鉴于此,提出了一种高精度光斑中心定位算法,该算法不仅能定位光斑中心还能拟合出圆半径。用计算机生成的光斑和实验生成的光斑对该算法进行验证,并与其他传统算法进行比较,结果表明,该算法的误差小于0.5像素且比其他经典算法更精确。     

纳米分辨微小光斑光强分布检测系统设计

介绍了现有的微小光斑测量技术,针对纳米分辨率检测精度要求,对纳米分辨微小光斑光强分布检测技术进行深入研究,设计和构建了具有纳米分辨的微小光斑光强分布检测系统。利用该检测系统进行了低数值孔径弱聚焦下所形成的微光场光强分布检测实验,得到较好的光强分布图。实验结果表明,该检测系统具有可靠性高、稳定性好、便于操作等优点。     

基于多线程的多传感器融合空瓶检测系统

该介绍用于在线检测的多传感器融合空瓶检测系统的硬件结构和系统工作原理，结合Windows环境下的多任务并发机制和MATROX图像采集卡的特有功能，以VC＋＋为工具，开发了基于多线程技术的多传感器融合空瓶检测系统的软件部分，并验证了系统的可靠性。     

基于FPGA的高速实时光斑质心检测系统的设计

光斑质心检测是自由空间通信APT精跟踪子系统的关键技术之一,对此本文提出了基于FPGA的图像处理算法,主要采用3×3窗口模块和自适应阈值模块,先对CCD输入数据进行处理,判断光斑的范围,然后再运用光斑的质心算法对光斑所占的像元进行运算,得出光斑位置的脱靶量,最后通过串口送至总控单元处理。实验达到了3000帧／s的脱靶量帧速,精度为2urad的技术指标,实现了高速率、高精度的精跟踪要求。     

连杆体中心长度的工序间快速检测

连杆是汽油机、柴油机和活塞式压缩机等产品的关键零件之一,其大头孔采用二半对分结构(俗称“哈夫”),将连杆分成连杆体和连杆盖两部分。为了保证产品质量,除了需对成品的有关参数作严格检查外,还必须存在工序间对各组成零件的主要尺寸,如连杆体和盖上的孔距L和连杆体上的中心长度S就是属于重要的、必检的尺寸(参见图ⅰ),其抽检率都在50％以上。虽然S的公差较大,为±0.03～0.05mm,但为了适应生产现场对零件尺寸测量时迅速、准确、方便实用的要求,就不宜采用计量室里的那些仪器或一般的通用量具,而必须配备一种高效的专用测量装置。     

基于VGG16模型的快速闭环检测算法

深度卷积神经网络在图像特征表示方面优于传统手工特征,将其用于闭环检测时还存在计算时间随着数据增长不断增加的问题。为了解决这一问题,提出了一种基于VGG16模型的快速闭环检测算法。该算法使用在ImageNet上预训练的VGG16网络模型提取图像卷积特征,并通过一种自适应粒子滤波方法得到闭环候选帧,以固定运算时间。在主流的闭环检测数据集City Centre和New College上对此算法进行测试,实验结果显示,该算法在两个数据集上可以分别达到92%准确率下70%召回率和96%准确率下61%召回率,超过了同类算法,并有效解决了计算时间增长的问题。     

多尺度光点图像中心的高精度定位

提出了一种可快速、高精度提取不规则光点图像中心的多尺度光点图像中心定位方法.首先,结合图像形态学处理和阈值分割确定光点图像区域,初步确定光点图像大小;然后,计算不同尺度空间下各光点图像区域的Hessain矩阵,由Hessain矩阵特征值确定的判决系数确定最佳尺度,并确定光点图像中心像素级坐标;最后,根据光点区域周边图像二阶泰勒展开式求解光点图像中心亚像素坐标.仿真和实物实验表明,本文算法抗噪声能力强、可实现不同大小光点图像中心的快速高精度定位.在实物试验中,该方法提取光点图像中心的精度优于0.1 pixel.目前,该方法已在多套视觉测量系统中得到应用.     

一种快速结构光条纹中心亚像素精度提取方法

本文将大模板高斯卷积的递归实现引入到结构光条纹中心提取中,提出了一种基于Hessian矩阵的亚像素精度结构光条纹中心提取的改进算法.利用高斯卷积递归实现获得光条纹各点的Hessian矩阵,以便确定光条纹各点的法线方向,然后在法线方向利用泰勒级数展开求得光条纹中心的亚像素位置.实验表明,该算法具有精度高、鲁棒性强等特点,提出的算法递归实现方法大大减小了算法的运算量,实现了结构光条纹中心线的快速高精度提取,为结构光视觉检测的实时应用奠定了基础.     

光笔式视觉坐标测量中控制点光斑图像的识别

介绍了一种光笔式单摄像机便携三维坐标视觉测量系统。在分析该系统成像特点的基础上,提出了一种控制点椭圆形光斑图像的数字识别方法。常用的方法是在CCD摄像机镜头上加滤光片来隔离背景干扰亮斑图像,该方法以光笔上被测控制点在摄像机CCD像平面上的光斑图像轮廓所占像素个数为基准, 剔除过大和过小的图像轮廓,进而采用基于椭圆线轮廓度误差的评定方法实现控制点椭圆形光斑图像的识别。给出了该方法的具体算法,实验结果表明该方法简单方便,易于实现,检测速度较快,适用于圆形被测控制点的视觉检测系统,具有一定的理论意义和工程实用价值。     

模糊图像边缘精确定位的滤波算法

图像的边缘是图像最基本也是最重要的特征之一。实际应用中,光学系统离焦和图像传感器噪声源引起图像模糊,导致边缘自动定位算法无法精确确定边缘点。从边缘检测理论出发,根据噪声及图像模糊模型,提出了基于空间域和频域的滤波方法对模糊边缘图像去噪,从而消除模糊图像对于边缘定位的影响。实验表明,各种滤波方法对于边缘点的自动提取都具有一定的效果,离焦模糊和噪声可以得到有效抑制,尤其是频域低通滤波器能够精确地提取出模糊边缘位置。     

高斯拟合光斑定位算法推导及性能探讨

为了解决混凝土结构挠度测量中参考点精确定位的问题,推导了高斯光斑的拟合算法,证明了参数克拉美-罗下界的存在,并利用莱文贝格-马夸特方法优化了相应参数。实验结果表明,基于非线性参数优化的高斯拟合光斑定位算法在信噪比为40 dB时,其中心提取的均方根误差衰减为0。随着对比度的降低,3种测试方法的提取精度会变差。在对比度降至原图像的25%之前,基于非线性参数优化的高斯拟合光斑定位算法的鲁棒性优于其他算法,但当对比度继续下降时,这一优势将消失。因此,在对比度良好的情况下,该算法不仅可以保证精度而且可以较好地提高鲁棒性。     

谱学显微光束线光斑水平漂移分析与检测

为提高上海光源搭建的国内首条软X射线谱学显微光束线站的整体性能,分析了其分光装置一变包含角平面光栅单色仪在波长扫描过程中影响谱学显微光束线光斑水平漂移的各个因素,推导出了各因素与光斑水平漂移的传递关系,并结合具体要求进行了误差分配.针对光斑水平角漂移重复精度的检测,采用自准直原理,构建了测试系统.利用该系统,完成了谱学显微光束线站光斑水平漂移重复精度的离线检测,其结果为0.67″,满足设计指标1″的要求.对安装调试后的束线进行了总体性能测试,结果均满足谱学显微设计和使用要求.由此表明,提出的对谱学显微光束线光斑水平漂移误差来源的分析及检测方法,有效保证了束线性能的实现.     

基于动态感兴趣区域的车道线识别与跟踪

利用车载机器视觉系统识别车道线以确定运动车辆相对道路的横向位置,是目前高速公路等规格化道路上实现车道保持的主要手段。通过理论计算确定采用车道线线性模型,能够满足识别的精度要求,同时提高了系统的实时性。卡尔曼滤波器动态确定感兴趣小窗口的大小和位置,实现车道线自动跟踪,使得图像预处理和车道线的Hough变换识别只在小窗口内进行,降低了计算成本。现场跑车试验结果表明,一帧道路图像的预处理和车道线识别与跟踪时间小于30 ms,且系统对道路上其他运动车辆等干扰具有较强的鲁棒性。     

微光探测装置自成暗室设计开发

针对现有微光检测系统体积大、避光效果差等不足,对微光探测装置进行全新设计。采用反应杯与光探测头自成暗室,减少暗室进出机构,提高避光效果;采用斩波法扣除本底计数,从而消除背景光引起的测量误差。性能测试结果显示:该微光探测装置的光子本底计数小于等于200光子/s,测光上限平均值达到1.1×107光子/s,变异系数(CV)小于等于3%,达到目前现有的微光检测系统的技术指标要求,可用于化学发光免疫分析仪等需要进行微光信号检测的精密仪器开发,对基于微光探测技术的仪器行业的发展具有重要意义。