基于全局相似性约束的多视点图像拼接

针对在大视差场景下进行图像拼接时容易出现的扭曲、失真、重影等现象,提出了一种基于全局相似性约束的多视点图像拼接算法。在传统细分网格模型的基础上,添加一个先验的全局相似约束项,对待拼接图像在整体上进行相似性转化,同时分别选取视角不同、亮度不同、复杂场景的三组图像,与已有算法的拼接效果进行对比,并采用质量评价方法对图像进行客观评价。结果表明：提出的方法在拼接效果上可以有效降低已有方法对大视差图像拼接时产生的扭曲和重影,且质量评价提高了10%以上;由于对图像的视角及场景深度无严格要求,因而具有良好的适应性,能够更自然地拼接大视差图像。     

一种改进的轮廓跟踪算法

针对轮廓数据在基于工业CT图像快速反求工程中的重要作用,详细分析了Freeman链码跟踪法,根据反求工程的具体要求,提出了一种改进的轮廓跟踪法和基于轮廓跟踪数据的优化方法.对具体的ICT图像进行了轮廓跟踪,抗干扰和数据优化等分析处理,其结果不但能正确跟踪到所需轮廓数据,而且明显精简了跟踪结果的数据量,对快速原型生产具有重要意义.     

基于双重配准的机器人双目视觉三维拼接方法研究

针对机器人图像视觉视野不够开阔,不能获得全面障碍物信息的问题,提出了一种基于轮廓识别的三维重建与可变视觉三维拼接方法。对双目立体视觉系统拍摄的两幅图像中提取出的边缘点进行了边界跟踪,然后基于窗口灰度匹配法,对两幅图像上的像素点进行了匹配,来寻找双目立体视觉系统左右两幅图像中对应的像素点,重建出了障碍物的三维轮廓,并根据目标物体轮廓的连续性对三维轮廓进行了优化;在此基础上提出了基于双重配准算法的可变视角三维拼接方法,采用改进ICP算法对转换到同一坐标系下的两片三维点云进行了精确配准,并对拼接处进行了融合处理,从而得到了大视野的障碍物信息。研究结果表明:通过可变视角三维拼接方法重建的三维模型具有较高空间坐标精度,并且能够通过改变双目立体视角范围获取大视野图像,最大限度地满足机器人障碍物检测和路径规划的要求。     

基于图像仿真处理的光学元件检测

基于图像拼接与处理来实现非球面光学元件的初步检测,CCD摄像头首先将采集到的视频信号数据经DM642芯片转换成YuV格式,接着将Y信号（灰度信号）经JTAG口运用RTDX（Real—TimeDateExchange）技术传输到主机端,主机端利用matlab处理接收到的图像灰度数据,采用harris角点算法提取f}{图像角点,运用归一互相关法对角点进行匹配并拼接图像,最后运用sobel算法和canny算法对拼接后的图像进行轮廓提取处理,能有效观测到大尺寸光学元件表面裂纹、划痕等缺陷分布,可以验证这是一种有效的非球面光学元件进行精密加工前的检测方法。     

三维不变矩特征估计的点云拼接

点云拼接是点云模型获取和重建的关键问题。提出一种新的三维不变矩特征估计的点云拼接方法,该方法将二维不变矩扩展到三维,用于描述点云的局部特征,设计实现了用该特征查找对应点的ICP算法。该算法先计算点云的特征描述子,由其中一个点云的点查找在另一片点云的最近邻域且特征描述子最相似的点作为这点的对应点,并建立对应点点集,其次将点集变换到以质心为原点的坐标下,然后根据对应点对集合建立协方差矩阵并对它奇异值分解,得到旋转矩阵和平移矩阵,最后迭代上述步骤直到收敛。通过人脸数据拼接的结果表明,该方法是可行有效的。     

基于图像拼接的表面粗糙度测量方法

针对光切显微镜图像法测量表面粗糙度时取样长度较小,不足以客观表征工件表面质量的问 题,提出一种基于图像拼接的表面粗糙度测量方法。根据表面粗糙度序列图像中相邻帧图像的重叠区域构 建匹配模板,采用归一化相关算法计算相似度量进行相邻帧图像匹配与拼接,以加权融合算法平滑拼接后 图像的重影和接缝。对拼接后的粗糙度图像提取单侧边缘特征,通过最小二乘法拟合最小二乘轮廓中线, 建立轮廓算 数 平 均 偏 差 和 轮 廓 最 大 高 度 评 定 模 型。实 验 结 果 表 明,采 用 拼 接 算 法 后 取 样 长 度 增 加 了 １９８３．５２μｍ,测量精度平均提高了１．１６％。     

基于几何图像的三角网格分割

对反求工程中三角网格数据的分割算法进行研究,提出一种基于几何图像的三角网格分割方法.在网格参数化的基础上,改进几何图像的生成方法.结合形态学方法,用去除逼近项小波重建方法和梯度图像方法两种方法分割法矢图像,基于阈值法分割曲率图像,把几何图像的分割结果映射回到原始网格.实例表明基于几何图像的三角网格分割方法对没有复杂自由曲面的网格数据可以取得较好的分割效果.     

基于轮廓特征的PCB图像拼接方法

本文首先分析了PCB图像的特点,提出了利用PCB图像的轮廓特征来进行匹配和拼接,并规定了特征的选取范围和搜索范围。在此基础上给出了基于轮廓特征的PCB图像拼接的具体方法,利用形态学法来提取轮廓,基于轮廓的曲率提取了轮廓上的角点,然后利用Hausdorff距离对点集进行配准。     

图像自动拼接融合的优化设计

为了扩大摄像机拍摄图片的视场范围,提出了一种结合频域和空域进行图像序列自动拼接融合的优化算法。基于频域相位相关方法改进排序并确定重叠区域,使用改进的Harris算子在空间域提取图像角点(无需人工设定阈值),并通过双向最大互相关系数匹配获得初始特征点对;然后,用RANSAC法实现精确匹配;最后,利用图像均值结合线性加权函数实现图像的整体亮度调整和融合拼接。实验结果表明,该优化算法排序过程简单有效,特征提取匹配过程不仅提高了拼接成功率,其单次拼接时间较现有算法也提高了40%左右;另外,该算法较好地解决了图像间对应点难以确定的问题,对光照变化图像的拼接融合取得了满意的效果。     

基于机器视觉的笔芯球珠表面缺陷检测系统研究

针对笔芯球珠表面缺陷检测识别问题,设计并实现了基于机器视觉的笔芯球珠表面缺陷检测系统。笔芯球珠在球面展开机构作用下,通过图像采集模块获取5张可以完全覆盖整个球面的图像。通过对每幅图像进行缺陷图像提取后,采用基于轮廓角点匹配的方法实现对每幅图像中缺陷图像的拼接;基于提取的有效特征组合通过KNN分类算法对完整的缺陷图像进行缺陷识别。试验结果表明,该方法能够对笔芯球珠表面缺陷进行精确有效的检测与识别。     

一种图像轮廓数据的控制点检测算法

针对如何提取图像轮廓控制点这一问题,提出了一种简单有效的方法。该方法分为去除坏点、标记轮廓数据点以及提取轮廓控制点3部分。首先计算轮廓数据点到拟合圆圆心的向量,然后根据向量间的关系找到坏点并去除,再对轮廓中的数据进行标记,最后对标记后的数据点进行数据缩减,并按照标记针对不同部分的数据提取轮廓控制点。试验验证提取出的轮廓控制点不仅能够表示轮廓的形状,也有效地消除了数据冗余。     

基于网格拓扑关系追踪的等值线生成方法

等值线图广泛应用于工程分析和科学计算领域。提出了一套基于三角形网格拓扑关系追踪的等值线生成算法。先计算出网格顶点的场量值，然后根据每条网格边所涉及的顶点判断并确立网格边上的等值点，最后根据三角形网格的拓扑关系追踪每条等值线。与其他算法相比，该算法减少了内存消耗和计算量，大大提高了等值线的生成速度和处理效率。最后以实例验证了该算法的有效性。     

基于自由曲面点云的RPM自适应分层研究

针对由激光三维扫描设备获取的点云数据及其后续RPM操作,提出基于栅带的自由曲面点云自适应分层方法.以栅带为基元,将点云投影栅带化,从中获取特征点集,结合相邻栅带距离最小值点找寻构建层间轮廓.定义投影点云栅带面积比为表面误差,建立其与堆层厚度的关系,通过表面误差逼近定值最终确定堆层厚度.经实例验证,此方法得到的分层模型充分满足RPM的要求.     

一种三次插值样条曲线的插补方法研究

针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求,基于数据采样插补原理,对一种三次插值样条曲线的插补算法进行了研究.样条曲线进行参数化运算插补,先使用一系列首尾相接的微小直线段来逼近给定的插值样条曲线轮廓,再利用轨迹空间与参变量空间的对应关系,控制参变量,求取插补点坐标,得到整个离散化插补轨迹.此算法加工速度稳定性高,有利于高速高精地生成插补轨迹.     

基于散乱数据截面线的曲面重构算法研究

提出了一个新的散乱数据的曲面重建算法，该算法采用一组平行平面去剖切点云，除恰好位于该截面上的数据点之外，如果一数据点与某一截面的距离小于给定的距离域值，则将其投影到该截面上，把上述点通称为用距离域值来确定截取点：将每一张截面上的截取点用最小二乘法拟合成B样条曲线，然后对生成的一组B样条曲线进行处理，即统一节点矢量、重新参数化和起点相对应，重新拟合一组闭合B样条曲线，再对其运用蒙面操作，从而构造一张曲面。     

基于Hausdorff距离的多尺度轮廓匹配算法

在提取碎片轮廓线的基础上，提出一种以Hausdorff距离为度量准则的轮廓匹配方法。该方法的基本思想是首先采用卷积积分的方法，在多尺度空间里通过对轮廓进行重采样来计算轮廓上每一点的曲率并选取特征点。特征点及其两侧的若干点构成轮廓的特征段，然后由特征段之间的Hausdorff距离来比较二者的相似性，即为匹配程度。当Hausdorff距离小于给定的容差时，说明与特征段相对应的轮廓是匹配的。实验证明该方法是有效的。     

基于矢量的纹织图像缩放算法

在对纹织图像进行缩放处理时,图像放大过程中会出现边缘马赛克效应,严重地增加了工作人员的负担。为了解决此问题,本文提出了基于矢量的纹织图像缩放算法。首先采用填充法提取图像的轮廓边缘,然后以直线拟合和曲线拟合相结合的方法得到控制点,并根据缩放的要求改变控制点的坐标。最后依据新的控制点通过拟合得到缩放后的图像。     

CT图像表面重建技术中的边缘轮廓提取方法

论述了 CT图像表面重建技术中的边缘轮廓提取方法。采用该方法 ,得到了 CT图像的截面数据 ,进而利用CAD软件实现了 CT图像表面的三维重建。最后给出了儿童股骨三维表面重建的实例     

路径拟合在服装切割中的研究与应用

针对服装样片在裁剪过程中提出的快速性要求,给出了一种服装样片切割方案:通过三次准均匀B样条拟合PLT文件中的加工数据,获得服装样片的轮廓曲线,并采用混合圆弧-直线逼近法逼近拟合曲线,在误差允许的前提下,重新离散化刀具加工点,减少了在拟合曲线上的刀具加工点数量,从而提高了服装裁剪的速率。重点讨论了运用三次准均匀B样条拟合样片轮廓曲线以及采用混合圆弧-直线逼近法逼近拟合曲线,突出了其在大曲率线段加工中的优势。     

基于STL模型垂直切片的支撑自动生成算法研究

针对光固化等快速成形工艺中须对零件加支撑的需求，本文提出一种新的支撑自动生成算法。该算法基于STL模型提取零件的悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等待支撑区域的关键特征，根据它们在形平面的投影特征来优化布置分层基准线并进行垂直切片，应用所提出的基于垂直截面轮廓内待支撑边生成支撑多边形的算法，生成相应的变厚度薄壁形支撑。实际应用表明，该算法能够对成形零件的待支撑区域自动添加准确有效的支撑。