一种基于靶标识别定位算法的视觉测量技术

视觉测量在飞行试验高精度测试中发挥着重要作用。针对常规视觉测量中多标志点识别定位存在误识别、定位精度低等问题,设计了一种新的环形编码对角标志,并提出了一种基于环形编码对角标志识别定位算法的视觉测量技术。重点介绍了基于EDCircles圆检测算法的标志点识别、基于Harries角点检测算法的亚像素级定位和基于坐标变换的编码信息解码等技术的实现。经过实验验证,研究成果编码标志点识别定位算法识别准确、鲁棒性强、定位精度高,在大投影角度下仍能达到92%的识别率,可以满足飞行试验动态视觉测量任务相关需求。     

基于改进Zernike矩法的电缆护套材料亚像素厚度测量

图像测量技术因其具有测量精度高、动态范围大、灵活性好等优点,如今已广泛被用在几何尺寸测量领域,亚像素定位是其中一项关键的技术,可实现对目标优于整像素精度的定位;针对普通Zernike矩亚像素定位法速度较慢的缺点,提出了基于Sobel的改进Zernike矩法,并将其应用到电缆护套材料的厚度图像测量系统中,在保证精度基本不变的情况下算法速度大幅度提高,实验显示速度提高了85%以上。     

基于机器视觉转子冲片亚像素精度尺寸测量研究

针对传统冲压件人工尺寸测量效率低、精度难以保证等问题,提出一种基于机器视觉的转子冲片亚像素精度尺寸测量方法。该方法采用先将采集的冲片图像灰度化再应用中值滤波来降低噪声干扰的图像预处理方法;通过Canny算子与Otsu方法相结合实现自适应阈值边缘检测,再利用改进的Zernike矩方法进行亚像素定位,获取亚像素级坐标;然后设计轮廓分割算法,主要提取内外圆亚像素轮廓,同时设置感兴趣区域并基于K-Means聚类算法分割出骨架线段轮廓,最后使用最小二乘拟合法求解出转子冲片内外圆直径和骨架间距尺寸。实验结果表明,该方法平均测量精度可以达到0.01mm,测量精度高、速度较快,具有较高的实用价值。     

基于机器视觉的圆轴直径精密检测算法

介绍一种基于机器视觉的圆轴零件直径精密检测算法。在对圆轴图像边缘进行空间矩亚像素定位的基础上,利用相邻分辨率边缘像素的亚像素位置关系,精确计算分辨率截面的直径,并给出了整个圆轴直径的估计。实践表明,该算法可达到0.001mm的精度。     

基于灰度矩的脉搏图像亚像素特征点提取研究

在基于双目视觉脉搏图像传感器的脉搏三维信息检测中,图像特征点的提取是关键基础。为了提高脉搏图像特征点提取的精度,提出一种新的对脉搏图像特征点进行亚像素定位的算法。在完成脉搏图像的预处理后,对脉搏图像进行基于灰度矩的亚像素边缘检测,结合最小二乘拟合法得到圆形标志中心点,最终实现脉搏图像的特征点提取。实验结果表明该算法能够准确定位脉搏图像特征点,精度可达到0.03~0.04像素,为后续双目视觉的立体匹配及脉搏三维形态的重构奠定了基础。     

改进的电缆护套厚度检测方法

图像精密检测精度很大程度上依赖于亚像素边缘检测精度,目前应用较广的是基于Zernike旋转不变矩的边缘检测技术。分析了传统Zernike矩边缘检测不足之处,分别在边缘灰度值函数建模、曲率较大处亚像素定位和实时性能等方面给出改进与创新,进而提出一种改进的基于旋转不变矩亚像素定位算法思想。并用此算法做了电缆护套厚度测试实验。从实验结果看,该算法定位精度有了改进,算法思想可行。     

一种利用Roberts-Zernike矩的亚像素边缘检测方法

亚像素软件处理技术可以在一定程度上提高图像测量系统的精度,针对Zernike矩的亚像素边缘检测存在计算量大和边缘定位精度低等不足,提出了一种基于Roberts-Zernike矩的亚像素边缘检测方法,在提高精度的同时减少了运行时间。实验结果表明,该方法测量精度高、定位精确,具有良好的抗噪性能和处理效率。     

激光光斑中心精确定位算法研究

研究激光光斑精确定位问题,传统的亚像素定位算法,面临抗干扰能力弱、定位精度低和软件实现复杂等问题.为了满足变形测量系统中对激光光斑中心精确定位的要求,提出了基于重心的曲线拟合亚像素定位算法.在重心法的基础上,引人了曲线拟合算法来提高激光光斑中心定位的精度.由于加人了图像预处理环节,有效的降低了噪声干扰,增强了算法的抗噪声性能.算法仅对图像中少量的数据点进行计算,不但语言描述简单,而且能大大节省系统资源.仿真结果表明算法是一种实用的精确定位算法,提高变形测量系统的精度要求.     

基于双目视觉的三维测量技术研究

本文对基于双目视觉的三维测量技术研究进行了深入挖掘,主要包括摄像机模型、双目相机的标定、图像校正、立体匹配等。同时借鉴机器学习的分类思想,将角点提取转化为二分类问题,利用随机森林算法来实现角点提取,再利用随机森林的预测结果来实现亚像素级角点提取。该方法相对于传统三维测量中的角点提取算法具有更好的自动化性能,能避免角点集群现象,能实现较高精度的亚像素级角点提取,获得更高精度的二维像素坐标。从而利用高精度的二维像素坐标来获得点的三维世界坐标,这也是基于双目视觉的三维测量技术的基础与核心。     

高分辨率PCB图像亚像素边缘检测算法

针对高分辨率工业印刷电路板PCB图像的直方图和边缘特征进行了统计分析,提出了一种基于直方图统计的双门限选择方法进行像素级边缘定位,然后根据亚像素原理把像素级边缘校正到亚像素精度的快速亚像素边缘检测算法。与插值、空间矩以及曲面拟合等传统亚像素边缘检测算法的对比实验结果表明,本文算法在检测精度上达到0.066个像素,满足检测精度的要求,并在计算速度上具有较大优势。     

Zernike矩和曲率的圆形中心亚像素定位

提出了一种基于Zernike矩和曲率不变的圆形标记椭圆图像中心的亚像素精确定位方法。首先采用多结构元多尺度形态学边缘检测算子提取椭圆图像的像素级边缘并滤除噪声,其次构造出椭圆图像的Zernike矩求解模型并结合曲率不变性计算出椭圆的亚像素边缘,最后利用最小二乘拟合对椭圆中心进行精确定位。实验结果表明：该方法具有计算速度快、定位精度高的优点,可用于高精度视觉测量。     

基于CUDA的动态视觉测量像面特征点中心快速定位算法

数字相机分辨率的提升对视觉测量中精度的提高有很大的促进作用,但是高分辨率图像同时也会带来更大的数据量和计算量的问题。在CPU上应用传统的串行特征点中心定位算法耗时较大,无法满足动态测量的要求。针对此提出了CUDA架构下的并行像面特征点中心快速定位算法。经过分析发现,当大于10 000个点时串行特征点中心定位算法在图像预处理、区域约束判断和点中心计算消耗的时间在90%以上,因此主要对这三个最耗时的部分展开重点研究,分析每部分的并行性,然后实现基于CUDA的特征点中心定位并行算法。实验结果表明,在点中心定位精度没有损失的前提下,提取35 000个点坐标时在CUDA上比传统的串行实现的处理速度提高了11.5倍,并且随着特征点数量的增加加速比还有显著的提高。     

基于相位光流法的结构振动微小位移测量

随着数码相机的成本降低和普及,基于计算机视觉的非接触式结构健康监测技术越来越受到重视.传统的接触式测量仪器可能导致轻质结构上的质量负荷,并且在大型土木结构上安装和维护成本高且耗时,特别是对于长期应用.作为一种替代的非接触方法,使用数码相机的计算机视觉方法成本相对较低、灵活.针对传统光流方法在微小位移测量精度和稳定性不足...     

基于机器视觉的密封件直径测量技术研究

针对机器视觉在工业实时测量技术上的应用前景,结合DSP处理技术,建立了密封件尺寸的测量系统。该系统提出了多于度阈值消噪及窗口精确定位的边缘检测方法,达到了密封尺寸实时,精密测量的目的。实验表明检测方案不仪实现了在线检测,而且精度高,具有良好的应用前景。     

基于2D-2C PIV的旋流器内部流场测量方法及优化设计

为高效准确且完整地测出旋流器内部流场,采用“切片法”来测量旋流器内部流场,在采集图像步骤提出调焦法和位移法,实现只标定一次测量断面后,在其标定文件下对不同测量断面进行测量,从而在不影响精度的情况下提高测试速度。位移法的测量精度和测量速度均优于调焦法,且其测量范围始终不变。与基于ANSYS软件的数值模拟结果进行比较可知,物理试验实测值与模拟值变化趋势吻合,且最大误差在10%以内,表明本测量方法用于旋流器内部流场的测量是可行的。     

基于机器视觉的隔热条尺寸测量系统

针对当前隔热条的尺寸测量仍停留在产品离线后,工作人员用卡尺测量,劳动强度大,工作效率低、测量精度易受人为因素影响的现状,本文提出将机器视觉技术引入到隔热条自动化生产线的在线尺寸检测系统中,这种非接触式测量既可以避免在测量过程中对隔热条的损坏,又可以提高测量精度和测量速度,从而达到提高测量效能的目的。     

基于容积卡尔曼平滑滤波的管道缺陷定位技术

针对管道测量系统MEMS惯性元件的漂移,且难于获得GPS信息进行有效误差累积抑制的问题,创建了管道测量系统9维系统状态误差方程和基于速度差和基准点位置差的观测方程,提出采用容积卡尔曼平滑滤波算法。该算法由以里程轮速度为观测量的正向容积卡尔曼滤波算法和以基准点位置为起点的反向平滑两级滤波组成,实现管道缺陷地理坐标的最优估计。管道缺陷定位实验结果表明,该算法能有效补偿长航时导航参数误差,10 km测量精度可以达到10-3数量级,能够满足管道内检测定位精度要求。     

一种基于神经网络的视觉定位系统

本文提出了一种基于人工神经网络的多线阵相机系统标定与3D定位方法，并应用于基于多线阵相机构成的视觉空间定位系统．该视觉定位系统利用了线阵相机的快速性与高分辨率的特点，非平行空间投影面相交定位的基本原理，实现了这种结构下快速、高精度空间定位．实验表明，人工神经网络的定位方法简化了多线阵视觉定位系统标定与定位计算的复杂性，在定位精度上达到了良好效果．为机器人位置反馈控制提供了有效的技术途径．     

协同作战中多平台定位算法与仿真研究

编队内友邻平台的精确联网定位直接关系协同作战效能的发挥,传统的定位方式已不能满足需求,研究高性能、高精度的定位方法已迫在眉睫。在分析国内导航定位现状基础上,从平台精确定位方法和战术原则两个方面,对协同平台精确联网定位问题进行研究。文章首先探讨了导航航速和有限平台短时间、相互探测数据的融合方法,并提出了构造航速滤波器的分布式多平台定位融合算法。最后通过仿真,分析了几种异类传感器数据融合算法的利弊和平台相互位置关系对定位精度的影响,证明了该文提出的定位算法的有效性和具有较高的定位精度。     

气动模型及导航信息辅助的大气参数估计方法

针对无初始风速信息情况下的虚拟大气数据计算问题,提出一种气动模型及导航信息辅助的大气参数粗精两级估计方法.利用飞行器气动模型下的动力学方程,建立与风速直接相关的导航传感器测量模型;采用非线性最小二乘优化方法对风速进行一级估计,并作为滤波初始值;利用扩展卡尔曼滤波,对风速进行二级估计,进而实现大气参数的实时精确估计.实验结果表明,所提方法具有较高的收敛速度和估计精度,可提高大气数据系统的测量范围和可靠性,适用于全飞行包线下攻角、侧滑角、真空速的测量.