基于机器视觉的番茄横径测量技术研究

为了实现番茄的智能包装,通过机器视觉获取番茄横径,分析横径数据,完成分类包装通道包装膜大小的设定。基于机器视觉的番茄横径测量过程包括图像采集、预处理、横径提取、数据分析。番茄图像采用图像采集系统获取;图像预处理通过灰度转换、去除椒盐噪声、边缘提取、阈值处理、二值化与形态学处理完成;横径提取选用最小外接矩形法和最小外接圆法获取番茄图像的最大横径长;横径数据分析获取不同包装通道包装膜大小设定值。试验结果表明,采用最小外接矩形法提取到的数据优于最小外接圆法;分类通道设置包装膜参数为68.00 mm、88.50 mm、102.00 mm,能完成不同尺寸大小的包装。基于机器视觉的番茄横径测量技术为分类包装提供了包装膜参数基础和依据。     

基于视觉筛选的并联机器人平面抓取系统设计

现代工厂中通常需要对工件特征进行判断,然后在平面内对工件进行分类放置。为了能高效快速地识别、筛选工件,采用了机器视觉技术,并将视觉技术应用在二自由度的并联机器人中,设计了一个基于视觉筛选的并联机器人平面抓取系统。视觉控制器对相机传送过来的工件图像进行处理,根据提取的工件的特征进行分类,并确定工件在视觉坐标系中的坐标。视觉处理器将坐标等信息传送给NJ控制器,同时在NJ控制器里运用ST语言编写程序实现机械臂的运动控制,并对运动过程进行3D仿真。仿真结果显示,通过机器视觉和并联机器人的结合,可以实现对工件进行精确的识别、抓取和放置。该系统可应用于根据物体形状不同进行分类的场合,并对研究机器视觉和并联机器人有一定的实用价值。     

基于机器视觉的等重下料系统

提出了基于机器视觉的等重下料系统，该系统包括机器视觉系统、机械系统和运动控制系统。并以某零件生产线毛坯下料工序为应用实例对象，实现了连续、自动、等重下料，这对后续精密成形的实现具有重要意义。     

基于机器视觉的自动化装配系统设计

为了加快中国产业升级,机器视觉和工业机器人是改变手工装配模式的重要手段。机器视觉作为一种用于识别物体、从数字图像中提取和分析物体信息的技术,已被广泛应用于工业生产中。为了进一步推动机器视觉应用于自动化装配系统,文章提出与机器视觉系统相结合的自动装配系统的原型。在机器视觉系统中,开发一系列定位算法,并用图像校准以获得机器人拾取和放置过程的正确坐标。测试表明,系统能够正确检测和识别装配空间的形状和方向,从而实现零件的拾取和放置过程。     

基于机器视觉的SCARA机器人的应用

结合机器视觉技术,通过相机坐标与机器人坐标的转换,研究开发出了一套SCARA机器人跟随抓取物体的系统。该系统在实际的实验检测中得到了初步的成功,通过了相应的误差检测分析,验证了该方案的可行性。     

基于机器视觉的数控自动编程系统开发

基于机器视觉的数控加工技术综合运用机器视觉技术和数控加工技术,直接利用视觉图像数据实现数控加工编程。将机器视觉技术应用于数控加工编程技术中,构造出基于机器视觉的数控自动编程系统。通过机器视觉采集系统来获取工件图像,并对图像进行处理得到工件图元的边缘轮廓。进而将加工的边缘轮廓进行矢量化处理得到数控加工轨迹,并最终根据加工工艺参数的设定转化成数控加工程序,实现了工件的自动编程。     

微器件装配系统机器视觉的实现

高精度的机器视觉系统是实现微器件装配的关键之一.本文对微器件装配系统中机器视觉的功能和过程进行了设计,并对各部分算法进行了改进设计使其能够满足微装配的实时检测定位的功能.对微器件中广泛存在的圆形轮廓进行了识别定位的实验,结果表明该视觉系统能够为微器件的装配提供精确的定位参数可以保证微装配过程的实现.     

融合机器视觉的制造过程监控组态平台研究

分析了制造过程监控中工控组态平台应用与纯视觉监控系统存在的不足,对融合机器视觉的工控组态监控平台的开发与实现进行了研究,分析了工控组态监控平台实现机器视觉监控的技术需求,给出了融合机器视觉监控技术的工控界面可组态化架构设计,论述了在Visual Studio C++开发平台上实现机器视觉监控图元模块类在工控组态监控平台上的类继承方法,给出了实现机器视觉监控图元模块与工控组态监控平台上融合的开发实现流程。最后给出了融合机器视觉的工控组态监控平台的实现效果及其应用实例,结果表明设计的工控组态监控平台在应用上的可行性和在监控上的优势,为制造过程监控的组态化水平的提高起推动作用。     

多关节机器人与机器视觉通讯接口协议的设计

为解决工业生产中工业机器人系统与机器视觉系统之间的数据信息交互问题,以四轴水平多关节工业机器人与CkVisionBuilder视觉系统为研究对象,设计并开发出一套以工业以太网为标准的TCP/IP接口通信协议,该协议满足CkVisionBuilder机器视觉系统与雅马哈四关节水平机器人之间的数据交换,实现了机器视觉系统的尺寸测量、缺陷检测、字符识别检测,并引导四关节水平机器人精准定位,从而对被检产品实现分拣,推动了机器换人的产业升级快速发展。     

机器视觉系统在玻纤智能物流输送系统中的应用

结合已设计和实施的具体项目,介绍了玻纤智能物流输送系统中机器视觉系统的应用,包括基于机器视觉系统组织结构和系统工艺流程,完成了玻纤智能物流输送系统中机器视觉系统的方案设计及实现。方案设计分析中,论证了方案的必要性和可实施性,然后完成了机器视觉系统的搭建和实施。最终经实践证明了方案的实用性。为后续相似项目予以有效借鉴。     

机器人操作手-工件系统的“数字-符号”动力学模型

本文考虑到夹持有工件的末端构件运动、动力学参数的变化是由夹持不同工件所引起的,提出了一个新的机器人操作手-工件系统的“数字-符号”动力学模型,采用此模型并将末端构件的局部坐标系选作参考坐标系,从而解决了端部执行器夹持不同工件引起运动学和动力学发生变化时,机器人的“数字-符号”动力学模型失效的严重问题,且大幅度降低了计算机辅助生成和求解机器人操作手的“数字-符号”动力学模型的运算次数。     

可控磁路式并联型永磁悬浮系统

提出一种主要由伺服电机、径向磁化盘状永磁铁、"F"形导磁体及悬浮物构成的可控磁路式并联型永磁悬浮系统。系统中,并联悬浮物是置于导磁体正下方两个不同重量的铁球,伺服电机驱动盘状永磁铁旋转,改变通过悬浮物的有效磁通量,进而控制悬浮力大小,实现两铁球的稳定悬浮。根据系统结构及可控磁路式并联型永磁悬浮原理将系统模型简化,并建立系统的数学模型,分析使系统稳定悬浮的可能性,计算使系统稳定悬浮的PD控制器反馈增益范围。实验结果表明:在控制器参数满足计算范围条件下,当给系统一较小阶跃外扰时,在实时控制系统作用下,系统在很短的响应时间内可达到新的稳定悬浮状态;相同的外扰可导致左右球异向的位移响应结果,左球移动方向与外扰相同,而右球相反。     

Improved color feature arrangement for mean shift tracking

In order to reduce redundant empty bin capacity in the probability representation,we present a new color feature arrangement mechanism for mean shift tracking objects.In the proposed mechanism,the important optimal color,or we call it optimal color vector,is clustered by closing Euclidean distance which happens inside the original RGB color 3-D spatial domain.After obtaining clustering colors from the reference image RGB spatial domain,novel clustering groups substitute for original color data.So the new color substitution distribution is as similar as the original one.And then target region in the candidate frame is mapped by the constructed optimal clustering colors and the cluster Indices.In the final,mean shift algorithm gives a performance in the new optimal color distribution.Comparison under the same circumstance between the proposed algorithm and conventional mean shift algorithm shows that the former has a certain advantage in computation cost.     

Design and Implementation of a Three-Dimensional Temperature Measurement System for Indoor Object Monitoring

Abstract

In this paper, we report the design of a system equipped with a multielement thermopile for monitoring the temperature of indoor objects. We evaluate the performance of our measurement system, which comprises two microcontrollers, an analog-to-digital converter, two stepping motors, and four microswitches. We use an RS-232 or a wireless RS-232 interface that transmits temperature values and uses colors to indicate the temperature range on a PC screen. The system is inexpensive and can be used for three-dimensional temperature measurements. The effective detection range of this system is from ?20°C to 120°C or 180°C; the measurement error is within ±1°C. Experimental results demonstrate the effectiveness of the system for monitoring temperatures of remote indoor objects. Hence, it is possible to identify a hot spot in electrical heating equipment, a smoldering source hidden in upholstery, or the activities of a person in a room.     

一种可灵活使用的温度控制系统设计方法研究

本文介绍了一种基于89C51单片机、可运用于具有不同热惯性特征的控制对象的温度控制系统的设计方法。采用积分分离的PID算法，PID参数可根据控制对象的不同做适当的调整。采用EEPROM保存PID参数和温度设定值，该系统的下位机可以脱离上位机独立工作。     

一种基于FFT特征提取定位算法的甚低频仿生水下主动电场定位系统

主动电场定位的思想源自仿生学研究。生物学研究者发现,在没有光线的情况下,弱电鱼能通过感应自身发射电场的变化信息来捕获食物并导航,这种利用自身发射和接收电场来探测、识别、定位物体的能力被称为主动电场定位识别。在建立水下主动电场定位试验平台后,为实现该平台的水下电场定位,在该平台上对甚低频(10 Hz)电场激励下不同水体环境下不同电学特性物体的定位特性进行试验研究;随后,在总结上述特性研究的基础上,提出基于FFT特征提取的水下主动电场定位算法并在该试验平台上实现在不同水体环境中对不同性质物体的精确定位试验。成功提出一种基于FFT特征提取定位算法的甚低频水下主动电场定位原型机,该原型机证明了该方案的水下主动电场定位的可行性和有效性,为该技术为进一步工程应用和相关特性研究提供基础。     

多模态动态原子力显微镜系统

动态原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是通过检测悬臂谐振状态的变化来对物体表面形貌进行测量的。通过对谐振状态的三种因素即振幅、相位、频率的检测,动态AFM可以分为三种工作模式,即振幅反馈、相位反馈与频率反馈模式,这三种反馈模式有着不同的扫描特点。基于硅悬臂具有高阶谐振的特性,动态原子力显微镜可以在悬臂工作于高阶谐振状态时对物体进行扫描。综合上述工作模式研制了一套多模态动态AFM,可以在三种反馈模式、不同阶谐振状态下对物体进行扫描测量。利用该系统在不同反馈模式、不同阶谐振状态下进行了扫描测试,结果显示,系统在各模式下具有亚纳米分辨力,其中在相位反馈模式,悬臂二阶谐振时可达到最优灵敏度与分辨力,分别为17.5V/μm和0.29nm,在最优灵敏度与分辨力状态下对光栅试样进行了三维扫描,得到光栅的三维形貌图。     

图像检索中一种新的目标区域提取算法

在图像检索中,为了在特征匹配时获取一个完整的且包括目标对象的目标区域,并减少背景及背景中其他物体对目标对象匹配的影响,根据用户需要查找的目标对象所具有的所有颜色,采用了多颜色值聚类分割的方法,提取被检索图中的目标区域,使得提取出的目标区域包括了目标对象的所有颜色,同时更好地排除了背景以及背景中其他颜色所组成的其他物体对相似性匹配的影响。试验结果表明,该方法能够准确地得到一个与目标对象相符合的目标区域,而忽略其他颜色物体对象。     

基于时间域电磁系统的近地表小目标识别

时间域电磁系统被广泛地用于管线探测、考古和未爆物排查等近地表小目标探测领域,但异常目标的特性反演是一个难点,造成探测的虚警率和排查成本大大提升。提出一种三维正交磁偶极子等效模型和一种目标参数综合方法,通过反演等效磁偶极子的时间衰减特性并由此综合出目标的大小、材料和形状等参数。基于所研制出的便携式时间域电磁系统来验证方法的有效性,实验表明,基于磁偶极子时间衰减特性综合出的目标特征均可以有效地对目标进行识别,为近地表小目标特性识别的应用奠定了基础。     

ABS材料红外激光打标工艺参数分析

分析激光打标工艺参数对不同颜色基底ABS材料激光打标效果和质量的影响。采用Nd∶YAG1064nm端泵激光打标设备,使用不同功率、频率、焦距等参数,分别对白、粉、红、蓝和黑5种基底颜色的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料进行红外激光打标,并对打标后材料的微观结构进行了表征。结果表明,不同颜色的ABS材料的打标性能各不相同,ABS材料的基底颜色对激光打标效果影响较大。实验获得了不同基底颜色ABS材料激光打标的工艺参数,为进一步研究提供借鉴。