基于机器视觉的轮廓度检测算法研究

提出一种基于形状模板的匹配方法和奇异值分解的迭代匹配方法的轮廓度误差视觉测量算法,该算法可以检测任意形状的玻璃、塑料或金属薄片产品的轮廓度在加工时所产生的误差。首先,在图像中使用基于Sigmoid函数的亚像素边缘检测方法来拟合产品的亚像素边缘,接着使用基于形状的模板匹配方法来进行粗匹配,在粗匹配的基础上使用SVD算法得到图像的旋转平移矩阵,进行精匹配。最后计算对应点之间的距离作为轮廓度误差。     

面向IC封装的机器视觉定位算法研究

在IC封装过程中,为了解决引线键合理论位置与实际位置不重合的问题,本文提出采用最小外接矩形拟合法求解芯片各个焊点和引线框架实际位置,实时校正在芯片引线键合工艺中由于贴片和装夹产生的位置误差。根据芯片引线键合批量化生产的特点分别建立软件的实验模块和批处理模块。在实验模块中,对芯片图像特征采用软件智能识别和人工辅助定义相配合的方法来实现芯片特征区域和类型的快速定义,形成与特定类型芯片相对应的特征信息文件和算法配置文件。在进行批量化生产时根据实验模块中建立的芯片特征和算法文件来进行焊点和引线框架的快速定位。这种方法在批处理运行时简化了算法的复杂度,提高了芯片焊点和引线框架的位置检测效率和引线键合质量。     

消除异形螺纹形状误差问题的探讨和研究

本文通过对异形螺纹中的波形螺纹形状和加工工艺进行分析,利用宏程序编制出合理的加工程序,有效解决了异形螺纹的形状误差问题.     

形状优化设计算法的探讨

本文从形状优化的数学着手，分析了形状算法的两种基本模型，编制了网 自动重划分程序及优化算法原理的框图，提出了一种伴 随变量法与直接法相结合的敏度分析的混合方法，采用该方法将提高敏义分析的效率，解决三维形状优化机时过多的一大困难。     

面向微装配的零件识别定位方法研究

针对平板类微小零件装配问题,在搭建了微小型零件装配系统实验平台的基础上,开发了微装配控制系统,并对装配流程进行了分析研究。根据平板类微小型零件的特点,在微装配识别定位模块,对零件识别定位方法进行了研究,开发了基于形状模板的匹配算法。该模块首先将模板图像与目标图像进行高斯滤波,得到平滑图像,并对平滑图像二值化以及对模板二值图像进行去噪;其次,通过Sobel滤波器计算边缘点的方向向量,定义相似性度量;最后,通过图像金字塔加快匹配速度,并利用最小二乘法达到亚像素级定位精度。实验分析表明,此方法识别率高、匹配速度快、定位精度高,能够较好的满足实际要求。     

一种基于图理论的非刚体形状匹配算法

提出了一种基于图理论的非刚体形状匹配算法.该方法在每次迭代过程中,先利用形状上下文算法获得待匹配形状点集的初始匹配,然后利用图理论剔除误匹配点,并估算匹配点集之间的TPS(thin plate spline)变换参数,再利用这些参数使待匹配点集相互逼近,最终实现非刚体的形状匹配.实验结果表明该算法提高了匹配的精度.     

用于目标识别的PCA-SC形状匹配算法

基于形状上下文(Shape Context)算法并融合主成分分析(PCA)的降维思想,提出了一种PCA-SC算法来提高形状匹配和目标识别的速度和抗噪能力.该算法将SC算法获取的特征矩阵构成协方差矩阵,按照特征值由大到小的准则进行降维,形成新的特征矩阵用于匹配和识别,既抑制了噪声干扰,提高了识别准确率,又能够提高匹配速度,易于满足工程应用对实时性的要求.利用MNIST图像数据库中的图像进行了实验分析,结果表明,PCA-SC算法在保持了SC算法原有的定位准确、抑制噪声等优点的基础上,识别速度提高了1倍;准确率达到了96.15％,提高了约0.5％;而且抗噪性更强,可用于匹配和识别较复杂的形状和目标.该算法基本满足匹配和识别对速度、准确率和抗干扰性等方面的要求.     

基于粒子群算法的工件视觉测量研究

提出了一种基于机器视觉的测量和识别系统.在自动化生产中,测量技术在产品检查、装配和品质管理占有重要的地位.其中视觉系统可以说是众多测量工具最具潜力一种.与其他系统相比,视觉系统的最主要优点是具有高速、高精度且能够方便的调整测量范围.首先对采集的图像进行预处理;其次利用模板匹配及图像分割技术获得所需要测量的二值图像;最后利用粒子群算法对其进行模式聚类并计算出特征具体的尺寸参数.结果表明该系统能够正常工作、具有很高的工程应用价值.     

基于视觉的焊接图像重建算法研究

利用视觉测量获得焊接图像,如果转换成一维向量,不能精确的得到特征值和特征向量.为了克服上述缺点,提出了一种新的焊接图像重建的方法:基于视觉的焊接图像重建算法研究,这种方法基于二维矩阵而不是一维向量,焊接图像矩阵是基于原始焊接图像矩阵得到一个图像协方差矩阵.经过仿真表明本文算法的均方误差比较小,能够重建出清晰的图像,说明本算法的有效性.     

面向空中加油的视觉相对定位算法研究

现代化战争中,军用飞机的续航里程和作战半径是决定飞机战斗力的重要因素,现有加油方案多采用人工操作,对飞行员要求高、压力大。提出一种无合作标志的面向空中加油的视觉相对定位算法。算法使用人工智能模块,主要包括训练过程和使用过程。训练过程中利用带真实位置信息的加油机锥套图像和锥套的三维点云训练人工智能模型;算法使用时,由模型处理相机拍摄的锥套图像,得到图像中锥套的像素坐标,以及预测的锥套三维坐标;最后使用单目相机位姿估计算法得到锥套与相机坐标系的相对位置。实验室环境下,位置精度优于0.2 m,证明了此算法的可行性。     

面向珍珠分拣机器人的形状视觉检测方法

针对人工进行珍珠形状分拣效率低、精度不稳定等问题,提出基于机器视觉的珍珠形状检测方法.采用背光成像方式消除珍珠表面纹理和光泽的影响,对获取的珍珠图像进行同态滤波等预处理,提高图像对比度.为了解决相互接触珍珠影响珍珠轮廓提取的问题,采用分水岭算法对珍珠图像进行分割,得到独立存在的珍珠个体,再通过连通域标记、质心算法对珍珠进行定位.根据国家标准对珍珠形状的规定,基于珍珠图像信息建立珍珠形状参数模型,对珍珠形状进行量化.实验结果表明,不同形状的珍珠样本的检测误差为 ０．６３％ ,形状统计精度为 １００％ ,算法耗时 ２４ms .     

基于形状匹配的片状元件贴片角度纠偏算法

针对上位机模板匹配中精度和速度之间的矛盾,结合FPGA高速并行运算的优势,提出了一种基于FPGA的形状匹配快速纠偏算法。主要在FPGA上利用形状匹配及最小二乘法计算片状元器件角度偏差,并且使用单指令数据流算法实现加速。实验表明,与传统上位机模板匹配算法相比,该文法进一步提高了纠偏精确度,且在纠偏精度保证的情况下,大大减少纠偏时间。     

面向IC封装的显微视觉定位系统

为了实现IC封装设备视觉定位系统的整体构建,在分析面向IC封装的视觉系统的基础上,对显微成像系统、视觉系统标定以及模式识别定位算法进行了研究。针对面向IC封装的视觉定位系统的特点,搭建视觉系统,并进行了系统标定。用Matlab编写了模式识别定位软件界面,并进行了相关试验研究。实验分析了系统的定位精度和稳定性,实验结果表明,标定误差基本满足正态分布,XY方向的平均误差为0.0145和0.1065pixel,方差为0.3103和0.2775pixel。经过对视觉定位系统的标定,并使用某种IC芯片进行实际定位实验,结果显示匹配定位误差可以控制在3.5μm(0.4pixel)以内。该视觉系统实现了亚像素级的定位精度。     

视觉引导划片机轨迹优化算法研究

针对砂轮划片机重复划片会降低芯片的加工精度,甚至损坏芯片的问题,基于Halcon软件平台提出一种提高划片精度的轨迹识别与规划方法。该方法结合了双线性插值和亚像素边缘检测算法,实现了轨迹的识别,进一步规划下次划片轨迹,并且提高划片精度。以被砂轮划片机划片芯片为实验背景,完成了对划片轨迹的识别与规划。实验结果表明,所提出的算法与传统的Canny算法比较,可以有效提高轨迹识别的精度,进而提高划片的精度。     

一种基于不确定性测量点的机翼位姿计算方法

以水平测量数据为基础,将机翼精加工位姿评估问题转化成一个三维空间内点集一自由曲面的配准问题,提出了基于迭代最近点（ICP）算法的机翼精加工位姿计算方法。通过重复进行“确定最近点集一计算最优刚体变换”直到表示正确匹配的收敛准则得到满足的过程,实现了不确定性测量点下的位姿计算,较好地解决了各测量点因精度不同或优先匹配点问题而导致的位姿评估偏差。     

提高计算几何算法健壮性方法的研究

讨论了计算几何领域中影响算法健壮性的一些因素.根据影响算法健壮性的退化现象.提出了增强算法健壮性的策略,包括长精度数据的使用、对剖分域中的部分点进行合理赋权、在几何运算时采取误差控制等技术.经程序测试,这些方法不仅增加了算法的健壮性,而且可以提高系统处理问题的能力.     

基于法向分类的三维模型形状分布检索算法

给出一种用三个形状分布图来描述三维模型的检索算法.在模型表面任意取点,并记录每个点的法向量.将任意两点连线形成线段,计算该线段的欧几里得距离,再分别计算两端点的法向与该线段的夹角.根据两个夹角的值,将所得线段分成三个集合,并分别构造三个集合的形状分布曲线,通过对模型间三条形状分布曲线的比较,得出两个模型的相似程度,从而实现模型的相似性检索.实验表明,该算法能够较好地实现三维模型检索,检索结果比传统的形状分布算法有较大的改进.     

基于机器视觉的隔水管法兰端面位姿检测

为提高隔水管抗压检验效率,引导完成待测隔水管在隔水管检验检测装置上的在线自动对接,提出基于机器视觉的隔水管法兰端面位姿检测方法。首先通过基于形状的模板匹配算法定位出待测隔水管法兰端面的定位坐标和定位角度,同时使用图像金字塔对算法进行加速。然后使用单目三维重建技术将像素坐标系下的模板坐标及定位坐标转换到世界坐标系中,并计算出引导待测隔水管精确对接到隔水管检验检测装置上所需的位移量和旋转量。针对隔水管与注水端进行了仿真试验检测和现场试验检测,试验结果表明,该方法实现了快速精确的隔水管法兰端面位姿检测,在工程实践中具有很强的实用性。     

基于计算几何的地图匹配算法研究

由于现有的地图匹配算法对算法的实时性和鲁棒性的研究相对较少,在提高地图匹配精度的过程中对可用信息的利用不够,依据车辆运动的连续性,提出了基于计算几何的地图匹配算法.该算法能够快速的完成匹配候选道路的选取和匹配道路的确定.通过跑车试验证明该算法的匹配正确率不低于95％,单点匹配时间不超过0.04 ms.因此该算法的鲁棒性、实用性及实时性更强.