压缩天然气储气井内壁缺陷的激光三角检测

针对CNG储气井地下套管的安全状况,在现有金属腐蚀检测技术的基础上,提出了一种用于CNG储气井内壁缺陷检测的激光三角方法;检测器在驱动机构的带动下沿管道轴线旋转,系统控制CCD摄像机拍摄投射到管道内壁的线激光图像;通过对图像的处理,结合摄像机标定技术计算出离散点的三维坐标,完成对管道内壁腐蚀缺陷的测量;实验结果表明,该检测系统检测精度较高,具有一定的实用性.     

一种新的用于点目标检测与跟踪的闭环pipeline算法

提出了一种由滤波管道、检测管道构成的闭环管道算法用于检测与跟踪复杂云天背景下的点目标．引入了基于单帧局部对比度门限的预处理算法进行杂波抑制,设计了基于三帧图像相关性分析的连续滤波器进行噪声剔除．实验分析表明,该算法不仅能够检测出作任意轨迹运动的点目标,而且能够有效地预测跟踪窗．它在搜索空间的缩小、计算复杂性的降低以及杂波剔除方面优于传统的管道算法．     

工件内部管道的工业CT虚拟内窥显示

许多工件内部含有管道,管道内窥显示可直观地显示管道内部结构和缺陷,对工业质量检测和无损探伤等具有重要意义。在工业CT断层图像序列的基础上,采用区域生长法对图像切片进行分割,然后对管道截面进行圆拟合,为了使得到的图像比较平滑,采用B样条对管道的轴心和半径进行插值拟合,并对管道进行三维显示和虚拟内窥显示。实验结果证实了该算法的有效性。     

基于离散余弦变换和相位谱的钢管内表面缺陷检测

石油运输管道是采用钢板焊接而成的,在它的内壁表面可能会存在划痕、内断、凹坑等问题,如果不能及时发现其内表面的异常则会生产出大量的不合格品,给企业带来损失.本文设计了一种基于图像显著性的钢管内表面异常检测方法.该方法先获取图像利用离散余弦变化后的信息,然后再将其与图像的相位谱进行融合得到最终的显著图,最后通过连通区域检测将检测结果映射到原图上.实验结果表明,相对其他检测方法,该方法的检测效果更优,准确率更高,具有较好的稳定性和实用性.     

乒乓球的三维运动轨迹重建

主要基于图像序列对乒乓球的运动轨迹进行三维重建,并对乒乓球运动形态进行分析.首先对采集的图像进行立体校正,利用颜色识别和改进的霍夫圆检测算法提取出序列图像中乒乓球的圆心坐标;然后根据前后帧图像的特征点坐标差值在时间序列上匹配特征点;最后,利用三角测量法对匹配的特征点进行三维重建,并计算出乒乓球不同时刻的速度和加速度,实现了动态物体的三维运动重建.实验结果表明该三维运动重建方法提高了特征提取的准确性,有效地实现了时间序列上的匹配,获得了物体的三维运动数据.     

由正交图像造型三维个性化虚拟人体模型

基于正、侧、背面4幅正交人体图像,变形模板人体模型后得到带服饰纹理的个性化虚拟人．以截面环为基本几何元素,给出了模板人体模型的生成和变形方法,建立了截面环和三维人体骨架之间的内在关联;自动提取图像上的人体特征点,生成二维图像上的人体骨架;由三维人体骨架和二维图像上人体骨架之间的对应关系,建立截面环和人体图像之间的对应关系;从人体图像上获取截面环的形状参数,通过参数化变形截面环得到个性化的虚拟人体模型．与已有方法相比,该方法建立在基于特征的参数化框架之上,变形更容易控制,消除了三维模型和二维图像之间对应的不确定性,避免了人体变形中的自交现象,效率高、真实感效果较好．     

基于双目结构光视觉的煤流量测量研究

在常规的双目视觉系统中,常用的加速稳健特征和尺度不变特征转换匹配算法对图像质量要求高,针对煤炭这种颜色纹理比较单一的场景应用时容易失效,且需要消耗大量的计算资源,难以保证实时性;激光雷达在进行煤流量测量时,有效视场范围较小,对应的测量点数较少,扫描频率也较低,在带式输送机运行速度较快时,精度会大幅降低。针对上述问题,提出一种基于双目结构光视觉的煤流量测量方法,将线结构光引入双目视觉系统,利用线结构光的约束,将图像特征点匹配简化成左右2幅图像行之间的匹配。在保证双目系统相机光轴平行度的基础上,采用对应行匹配计算三维坐标点,提高采样频率和分辨率,进而提高煤流量测量精度,降低测量系统对光照和环境的依赖。点云获取：利用线结构光凸显煤料截面曲线,提取煤料截面中心线的图像坐标,利用双目相机获取左右煤料截面线结构光图像,建立双目结构光三维重建模型,左右图像中心线坐标构成匹配点对参与计算煤料截面三维坐标,实现点云的实时获取。煤流量计算：利用空载胶带截面点云和负载胶带截面点云,结合获取煤料点云,利用微元法对煤料三维点云进行采样,分别利用均匀网格化法和三角网格化法求取单位时间内的煤料体积,实现带式输送机煤...     

计算机图像分析技术在天然气管道腐蚀检测中的应用

将计算机图像分析技术应用于天然气管道腐蚀检测之中，解决了传统检测方法不能直接反映天然气管道内壁情况的缺陷。本文介绍了这种方法的硬件组成，为了提高管道内壁图像的质量，增加图像的可观观，本文还提出了一种新型的图像模糊增强算法。     

基于边缘检测的快速超声膀胱容积测量算法

阐述了基于边缘检测的超声膀胱容积测量算法。通过超声膀胱测容仪的三维超声探头对膀胱沿轴向作180度扫描,获取12张不同截面的膀胱超声图像,对该组超声图像经图像预处理后进行边缘检测构造出膀胱的三维模型,并运用空间立体体积的积分法快速估算出膀胱的容积。该算法已经运用于超声膀胱测容仪PBSV 3.1上,在临床实验中平均误差在12%以内。     

工业CT图像管道拟合

研究了工业CT图像序列中工件内部管道的拟合方法。在利用Facet模型提取管道边缘的基础上,将三维圆柱面、椭圆柱面管道的拟合转化为中心轴截面上的二维轮廓曲线圆、椭圆的拟合,与传统的三维曲面拟合相比,效率更高。通过对实际的发动机工业CT图像进行实验,结果表明该方法可以较准确地获取工件内部管道的几何参数,为基于工业CT的逆向工程打下基础。     

Sweep造型法在管线三维可视化中的应用

管线三维可视化中的一个重要问题是如何根据管线中心线坐标计算得到管线表面顶点的坐标,难点在于管线转折处的表面处理。采用“sweep+mesh”的造型方法可生成整张连续的管道表面而不必在管线转折处做拼接处理。此方法通过在管线中心线各分段点上建立局部坐标系（标架）,计算得到分段点对应的管线表面顶点的坐标,并生成连续的mesh网格。为建立连续的标架,提出了对管线进行倒圆角及分段处理,再递推生成标架的方法。结果表明：管线表面顶点坐标正确,整个表面光滑连续。     

质心坐标变换及其在纹理映射均匀化中的应用

在现有质心坐标变换方法基础上,提出一种改进方法——均匀面积质心变换方法：在某一顶点邻域中,采用相应点所对应的边高比之和作为质心坐标进行分析推导,并将其应用到复杂三维形体的纹理映射均匀化中．首先通过面积权重质心坐标变换将复杂三维网格映射到平面上;在此基础上进行均匀面积质心坐标变换,就可使平面网格较均匀地分布．求解其纹理坐标可实现采用单幅图像的纹理映射均匀化．通过典型三维模型的实验和比较可以看到：采用文中方法所获得的纹理映射均匀化效果较现有的保角变换、保面积变换方法有显著改善,而且算法简单、稳定、快速．     

基于三维激光引导的加料机械臂精准定位研究

在铁水加注等钢铁冶炼的重型生产场景中,由于作业行程远、温度高等原因均采用人工操作。设计开发了基于三维激光扫描技术的加料机械臂精准定位系统。该系统以机械臂和三维激光扫描仪为基础,采用手眼标定方式得到转换矩阵,根据所获得的靶球坐标得到下料口在机械臂坐标系下的精确位置,最终实现下料管的安装和拆卸。现场测试证明,该系统可以替代操作人员进行自动加料作业。     

三维视觉传感器多视角曲面测量数据的一种配准拼接方法

本文提出一种将三维视觉传感器多视角曲面测量数据进行拼接从而获得被测物体整个表 面模型的方法．首先在给定不同视角之间初始坐标旋转矩阵R和平移矢量T的基础上,采用一 种迭代配准方法求解更为准确的R和T,从而将不同视角下测量三维数据转换到同一坐标系下 ;然后通过引入三维空间的球坐标系,将配准后物体表面数据按其空间角度进行网格化处理 ,得到覆盖整个物体表面的数据网格．本文最后给出了配准建模实例．     

三维桁架结构图分拆与相贯线数据提取方法研究

针对多管相贯线切割的需要,提出了一种三维桁架结构设计图分拆和管件数据提取方法。该方法首先将三维曲面表示的整体实体图细分成一系列基本图元,然后通过对基本图元的识别分析获得各管件的参数,并给出了相贯线切割所需要的管件各种相贯参数的计算方法。最后通过在6轴数控管切割机上的试验, 验证了该方法的可行性和有效性。     

反应堆堆芯围筒结构热流固耦合热变形分析

针对反应堆堆芯围筒热流固耦合问题,采用三维有限元法研究堆芯围筒的热变形.考察ANSYS的三维实体热单元SOLID 70,三维实体单元SOLID 45,三维表面热效应单元SURF 152和三维热-流耦合管单元FLUID 116等单元类型的特点和实用性.建立堆芯围筒、吊篮和冷却剂的温度分析有限元模型：堆芯围筒和吊篮采用SOLID 70,结构表面与冷却剂的对流传热表面采用SURF152,堆芯围筒与吊篮之间冷却剂采用FLUID 116.采用SOLID 45建立堆芯围筒有限元模型,根据得到的堆芯围筒、吊篮和冷却剂的温度场结果分析堆芯围筒热变形.结果表明,在考虑堆芯围筒及吊篮固体和流体的交叉耦合的基础上,采用三维有限元法能比较客观地模拟反应堆堆芯处的复杂运行环境.     

管道内壁缺陷漏磁信号的ANSYS仿真与分析

漏磁探伤法所检测到的缺陷除了可能是内表面或外表面、纵向或横向这些属性之外,它还有分等级的问题,即可能是一个导致管道报废的缺陷,也可能是一个不影响使用的”合格”缺陷,这要求检测系统有自动识别的功能。以管道内表面缺陷作为研究对象,利用有限元分析软件作为仿真分析工具,对不同内表面缺陷所产生的漏磁信号进行仿真分析,仿真结果表明,不同缺陷所产生的漏磁信号不同,缺陷的参数与其所产生的漏磁信号的参数之间有一定的对应关系,通过大量的模拟仿真数据和实测数据可找出这种对应关系,从而为缺陷的鉴别和管道使用寿命的评价提供依据。     

炮管内表面磨损图像的检测技术研究

炮管内表面的磨损对火炮的弹道学性能有决定性的影响，其磨损状态的检测对火炮的使用、维护和寿命评估也有重要作用。炮管的磨损基本上可分为两种：一种称为磨蚀磨损。它是由弹丸和炮管内膛的摩擦作用形成的。它使得膛线炮炮管内膛的膛线变得越来越光滑；另一种为烧蚀磨损，它是由弹药燃烧所产生的高温高压气体造成的炮管内表面磨损，它的表现形式为一系列的烧蚀裂纹和蚀炕。这两种磨损具有不同的表现形式和评价标准。有必要对这两种磨损进行区分和分别检测。在炮管图像中，由于膛线边界和由烧蚀形成的裂纹和蚀炕边界具有不同的方向特征：膛线边界具有一个特定的方向，表现为各向异性；而裂纹和蚀炕的边界则没有特定的方向，表现为各向同性，因此边界的方向性可以作为区分、检测烧蚀磨损和磨蚀磨损的一种手段。为了正确地对这两种磨损进行检测，首先对磨蚀磨损和烧蚀磨损特征进行了数学建模，并提出、证明了磨损特征算子和相应的磨损检测算法，试验证明，该算法能有效地对炮管内膛的磨蚀磨损和烧蚀磨损特征进行区分和计算，从而实现了炮管磨损特征的图像检测。