基于SIFT的全自动遥感图像配准算法

针对仿射变换的光学图像自动配准精度不高的问题,提出了一种基于特征的由粗到细的遥感图像自动配准算法。首先采用SIFT特征进行了特征点的粗匹配,将输入图像映射为一个具有平移、缩放、旋转不变性的局部特征向量集,采用特征向量的欧氏距离作为相似性判定度量,通过两两比较找出匹配的若干对特征点对作为初始配准点对,以完成输入图像的粗匹配;其次,以互信息作为相似性测度,基于位置控制的搜索策略,确定了更多的特征点的对应关系;然后,利用控制点结合加权最小二乘优化仿射变换的模型参数,完成了图像间的精细配准;最后引入了联合直方图,以其作为配准精度的评价标准来检验配准效果。研究结果表明,该算法对于高光谱遥感图像具有较高的配准精度,速度快、可靠性高。     

基于似然函数EM迭代的红外与可见光图像配准

为了实现红外与可见光图像的自动配准,提出了基于似然函数EM迭代的图像配准算法。该算法以图像边缘作为配准点特征,将异源图像配准转化为边缘点集配准。通过点集的高斯混合建模建立了点集配准似然函数,以该函数作为目标函数,仿射变换参数作为优化变量,利用EM迭代优化方法进行最优变换参数求解。迭代过程中,引入基于概率密度自适应阈值分割的外点剔除机制,解决了外点对目标函数的干扰问题,实现了边缘点集的精确配准。利用实测的可见光和红外图像进行了算法验证,证明了该算法的有效性。     

基于角点检测的高精度点匹配算法

针对多光谱、多传感器遥感图像的自动配准,本文提出新的基于角点检测的高精度点匹配算法.该算法充分利用图像的点特征以及灰度和位置信息,先由Harris算子检测得到待匹配的角点集合,随后采用局部灰度相关进行粗匹配得到多对多匹配对,然后进行迭代由精匹配得到一对一的匹配对,最后利用角点间距离比进行全局一致性检测,进一步保证匹配的准确率.初步实验表明,本算法对于存在仿射变换的遥感图像可以精确自动匹配,其精度和速度都优于传统的点匹配算法.     

应用显著纹理特征的医学图像配准

针对传统的基于几何度量的配准方法无法配准存在局部变形的医学器官的问题,提出了应用显著纹理特征的经典迭代最近点(ICP)医学图像配准算法。该方法借鉴主动外观模型(AAM)思想对医学图像的显著纹理特征建模,将显著性强的特征点赋予较大权重,率先配准。在传统基于空间距离的图像配准基础上加入显著纹理距离。然后,模拟格式塔心理学提出的人类视觉认知过程,使用线性递减的权重平衡两种"距离"度量方式。该算法前期主要根据几何距离取得整体配准效果,后期依赖图像纹理特征使存在局部变形位置的特征点也能精确配准。最后,在腹腔肝脏图像上进行实验。实验结果表明该算法取得了较好的配准效果,准确率达78.82%,比其他几种流行算法提高了22.22%,且对图像的旋转变化不敏感。提出的算法基本解决了存在局部变形医学器官图像的配准问题,达到了精度高、鲁棒性强的配准效果。     

基于SURF和改进CSS的弧形槽几何尺寸视觉检测算法研究

针对汽车儿童安全座椅弧形槽内部结构复杂、几何尺寸不易测量的问题,提出一种基于SURF算法和CSS算法的弧形槽几何尺寸视觉检测算法。首先,双目相机倾斜拍摄弧形槽图像,检测弧形槽图像SURF特征并提取优质匹配集合实现图像配准,以渐入渐出法融合弧形槽图像。然后,采用基于改进CSS算法对弧形槽轮廓曲线进行角点检测,利用角点分割弧段进行弧形槽尺寸检测。实验结果表明,所提出的方法实现了弧形槽宽度和长度参数测量,宽度值测量误差2%,长度值测量误差1%,SURF图像拼接算法平均处理时间2.50 ms,改进CSS角点检测算法平均处理时间0.30 ms,满足弧形槽检测的实时性和精度要求。     

轮对轮辋厚度检测中图像配准方法研究

针对轮辋厚度参数的在线检测,提出了基于双相机的轮辋厚度参数检测方法,其中图像配准是影响该参数计算的重要因素。在分析轮对轮廓线图像特点的基础上,提出了利用配准板特征点的图像配准方法,设计了图像配准步骤,采用仿射变换作为图像配准中的变换模型。为保证配准精度,在综合考虑配准板上特征点的数量和特征点的分布的基础上设计了配准板。通过图像配准实验,提取了配准板特征点坐标,求解了仿射变换矩阵。实验表明,该方法的配准精度为2个像素。     

基于图像拼接的惯性约束聚变终端光学元件在线检测

针对惯性约束聚变(ICF)终端光学元件的高精度在线检测,提出了一种基于图像拼接的检测方法。该方法主要包含图像配准及图像融合两个部分。在图像配准部分,采用基于局部损伤点特征匹配的方法来解决在线检测图像中信息过少,以及子图像间存在曝光差异的问题,并将检测系统的运动信息应用到配准过程中,提高了检测精度及效率。在图像融合部分,采用泊松融合的方法来消除曝光不均匀所产生的"拼接线",实现了检测图像的"无缝拼接"。用本文算法与尺度不变特征变换(SIFT)算法对ICF终端光学元件在线检测(Final Optics Online Inspection,FOOI)图像进行了实验对比,结果表明,本文提出的图像配准方法优于SIFT算法。通过4×4方式得到的拼接图像显示,本文方法可以大幅度提高ICF系统中FOOI装置的检测分辨率。     

基于抖动补偿技术的印刷品图像配准方法研究

在实际的印刷品缺陷检测过程中,存在因相机支架的颤动而导致标准印刷图像和待检测图像在空间位置上配准不精确的问题。为此,在图像去抖动技术的基础上,提出了一种融合SURF(speeded-up robust features)和ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)的运动估计算法。首先,基于SURF算法提取标准印刷图像和待检测图像的特征点;其次,基于ORB算法对提取的特征点进行描述和匹配;再次,将正确匹配的特征点通过仿射模型来求取全局运动矢量;最后,通过求得的全局运动矢量来补偿图像,并完成待检测图像与标准印刷图像的配准。针对待测图像存在的平移、尺度和旋转三种不同变化,分别采用SURF-ORB、ORB和SIFT(scale-invariant feature transform)的运动估计算法进行了性能分析。结果表明,SURFORB的特征点匹配对数量最多,匹配效果最好,SURB-ORB的运动估计时间控制在毫秒级别,满足现代印刷品缺陷检测的实时性要求。因此,融合SURF和ORB的运动估计算法能够对图像进行精确、实时的配准。     

基于屋脊特征分析的裂缝检测算法

针对隧道内采集的衬砌图像普遍存在光照不均和混凝土坑洼不平的噪声的现象,导致在检测不同宽窄裂缝时准确率不高的问题,本文提出一种基于屋脊特征分析的裂缝检测算法,把在图像二维空间中的曲线检测问题转换到一维空间中的极值点检测问题.首先,通过检测极值点提取所有屋脊状特征;然后分析裂缝和噪声的区别,根据屋脊高度直方图检测裂缝;最后...     

基于ORB关键帧匹配算法的机器人SLAM实现

针对复杂环境下机器人的同时定位与地图构建(SLAM)存在实时性与鲁棒性下降等问题,将一种基于ORB特征点的关键帧闭环检测匹配算法应用到定位与地图构建中。研究并分析了特征点提取与描述符建立、帧间配准、位姿变换估计以及闭环检测对SLAM系统的影响,建立了关键帧闭环匹配算法和SLAM实时性与鲁棒性之间的关系,提出了一种基于ORB关键帧匹配算法的SLAM方法。运用改进ORB算法加快了图像特征点提取与描述符建立速度;结合相机模型与深度信息,可将二维特征图像转换为三维彩色点云;通过随机采样一致性(RANSAC)与最近迭代点(ICP)相结合的改进RANSAC-ICP算法,实现了机器人在初始配准不确定条件下的位姿估计;使用Key Frame的词袋闭环检测算法,减少了地图的冗余结构,生成了具有一致性的地图;通过特征点匹配速度与绝对轨迹误差的均方根值对SLAM系统的实时性与鲁棒性进行了评价。基于标准测试集数据集的实验结果表明,ORB关键帧匹配算法能够有效提高SLAM系统建图速度与稳定性。     

嵌入交互式检测技术及其在装备检测中的研究应用

信息获取是性能测试与故障诊断的基础。装备系统可用于测试的、开放式的对外接口缺乏,需要将检测系统或其一部分嵌入装备系统内部,获取信息。文章在分析武器装备检测诊断现状的基础上,提出嵌入交互式检测的思想,给出嵌入交互式系统级检测和电路板级检测的检测系统结构,说明了嵌入交互式检测的过程。     

Leak detection systems in oil and gas fields: Present trends and future prospects

Early leak detection of liquid and gas of both buried and unburied pipelines remain a critical task for economical and safety reasons. Several techniques were recently suggested and tested in real-life conditions and the corresponding results are very encouraging since they offer low cost solution while they yield both true detection and accurate localization of the leak. However, most of the techniques are not robust enough for all possible scenarios and may fail under certain environmental conditions. This review paper presents the most recent findings in acoustic and infrared (IR)-based leak detection techniques which remain the most widely used techniques for liquid and gas leaks detections respectively. However, they may fail under some situations. For instance IR-based techniques are not adequate during rainy, humid, or sandy weather or when ppb sensitivity is required, while acoustic sensors are not adequate for gas leak detection or when additional sources of acoustic noise are in the vicinity of the target area. Thus, the paper provides other alternative techniques such as ground penetrating radar (GPR), temperature profiling, and photoacoustic sensing techniques. Several important research works and real-life applications are cited in an attempt to provide a reasonable cross-section of various techniques. The paper can be useful for either a fresh researcher in the area, or for a skilled R&D engineer involved in the design of a leak detection solution since it presents the most recent leak detection techniques.     

基于荧光偏振的HPV病毒基因检测系统研究

针对HPV病毒的检测难题,设计一种将荧光偏振技术用于病原微生物检测和基因分析的荧光偏振自动检测系统。讨论荧光偏振自动检测系统光学系统结构、总体设计思想,并对主从模式下上位机和单片机通讯的通讯格式和实现方法进行详细讨论。检测结果表明荧光偏振自动检测系统运行稳定,控制过程可靠、检测精度高。     

基于电泳芯片的生化分析仪器的研制

介绍了一种基于电泳芯片的微型、高效生化分析仪器，利用该仪器进行了基本的电泳进样、分离实验。仪器采用阻抗检测方法对多次生物化学试样的电泳分离结果进行分析，采用比例测量法大幅提高了仪器的测量精度，模块化的设计使该仪器易于扩展。     

机械臂倒液任务中透明容器的液位高度视觉检测与控制

针对包含多类透明容器与多种液体的机械臂倒液任务,提出了一种不需要相机标定与标尺辅助的液位相对高度视觉检测方法与闭环控制方案。首先,分析了服务机器人倒液任务的特点,使用计算机视觉中的目标检测方法同时检测液体与容器,利用液体与容器的高度比例关系得到相对液位高度,避免了测量液位绝对高度所需的繁杂标定过程。其次,利用小孔成像模型对所提的相对液位高度检测方案进行几何建模与分析,推理出典型情形下测量的误差规律;再次,采集多种液体、多类容器的图像作为训练集来训练YOLOv5s,用于检测目标物以获得液位相对高度。测试结果验证了所提的液位检测方法的有效性,新方法对于训练集中未出现的新形状容器中的新液体的平均配对检出精度为86.7%;最后,为了避免求解或估计视觉伺服理论中复杂的雅可比矩阵,将求得的相对液位高度与PD控制结合组成液位闭环控制系统。系统使用相同的PD控制器参数在两种倒液平台上的多类倒液任务中均取得成功,验证了液位闭环控制方案的有效性与鲁棒性。     

[BIM模型与智能设计]一种新型铁路轨道检测小车的设计与分析

针对目前轨道手工检测效率低下、检测项目单一和高速轨道检测小车普及率不高的现状,为适应光学视觉检测需要,设计了一种可折叠的轻量化半T形检测小车,以同时满足激光检测和三维结构光检测的需求。为解决普遍存在的轨道检测小车车架与钢轨纵向难以保证垂直的问题,设计了柔性侧压机构,使车架不发生偏移。应用D-H法构建运动学模型,求解机构末端侧压轮的正运动学问题,论证了柔性侧压机构的侧压轮能紧贴钢轨内侧面以适应各种轨道的轨距变化。为小车建立力学分析模型,确保小车在静态下不会侧翻、脱轨,验证了机构设计的合理性。制造了物理样机,并进行了现场试验。结果表明,检测小车运行时垂直度好、自调节能力强,满足检测要求。     

一种新型变频器硬件系统的设计

主要简述了一种新型的变频器硬件系统,其中MCU采用的是瑞萨的16位单片机R5F21258SNFP。系统包括整流滤波电路,逆变电路,电压、电流检测电路以及控制电路等。针对传统变频器的不足之处,对吸收电路,滤波电路,电压、电流检测电路等环节作出了改进和优化,使得系统更加稳定可靠。     

彩色图像的快速人脸检测方法研究

提出一种快速人脸检测方法。其原理是通过建立肤色模糊集 ,初步确定人脸所在区域 ,然后利用经过充足样本训练后的稀疏神经网络 (SNo W结构 )来验证人脸的存在。为了加快人脸检测速度 ,提出外螺旋搜索策略。实验结果表明 ,该方法在保证较高的检测率的同时 ,大大提高了人脸检测速度 ,能实现近实时的人脸检测     

结构损伤识别的现状和发展

总结和回顾目前关于结构振动损伤识别的研究方法、现状和进展,基于结构动态振动响应和系统动态特征参数进 行损伤识别的方法,介绍智能损伤诊断方法的原理及在结构损伤识别中的应用前景,提出了结构损伤识别的发展趋势。     

便携式MicroRNA快速检测系统

MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关,可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂,本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度,对采集到的荧光数据进行分析,得出miRNA的变化情况。实验得出便携式miRNA快速检测系统在试剂浓度为0.1~1μmol时,荧光强度线性偏倚不超过±5%,系统重复性大于95%。通过对冠心病检测标志物miR-499进行滚环扩增实验,结果表明设计的便携式miRNA快速检测系统能够快速有效地检测miRNA。