基于信号采样的相位相关法亚像素级配准方法研究

为解决小模数齿轮视觉测量中凸显的工业相机高空间分辨率与大视场相互制约的矛盾,对基于相位相关原理的亚像素级配准方法进行了研究。分析相位相关法在应用于具有亚像素位移量的图像时,互功率谱傅里叶逆变换后产生主峰副峰的原因及两者幅值与亚像素位移量的对应关系,将该方法用于小模数齿轮图像配准,实验结果表明:该方法的配准误差小于0.002 pixel;在忽略非相关区域影响的情况下,通过误差分析得出该方法存在的周期为1 pixel的非累积性误差,其中由函数近似引入的误差小于5×10^-8pixel。     

一种基于运动检测的粒子滤波跟踪方法

针对传统粒子滤波的建议分布没有利用到当前观测信息的不足,本文提出了一种基于运动检测以改进建议分布的粒子滤波跟踪方法.该方法利用系统的状态转移密度分布,结合目标当前时刻的运动信息共同决定目标的先验分布.首先从一阶自回归的状态转移模型中生成部分粒子,然后采用单高斯背景建模进行局部运动检测,在检测到的运动区域中采样其余粒子,由此得到粒子的先验分布.用该方法分别对动态背景和存在完全遮挡情况下的运动目标进行跟踪,实验结果表明该方法有较高的跟踪精度和较强的稳定性.     

基于视觉检测和图像处理技术的压痕直径自动测量方法研究

介绍了基于视觉检测和图像处理技术的压痕直径测量装置、测量原理、仪器组成,采用改进的DCT算法实现自动聚焦过程、通过VB调用Matlab制作的COM组件二者混合编程实现软件设计.通过标准刻线尺对压痕直径测量范围长度进行检定校准,在0.1到6mm的测量范围内,压痕直径测量装置的最大允差在±0.5μm.对标准硬度块进行压痕直径测量并带入硬度计算公式进行计算,测量数据与标准值的差值均在±0.5%以内.实验证明,该装置有着良好的测量精度和测量重复性,可以满足布氏硬度测量需求.     

骨料粒度在线检测系统的实验研究与开发

利用图像法对骨料粒度的在线检测系统进行研究,对骨料的平躺和掉落2种运动形态,以及正面光源和背光源这2种光源安装方式进行了拍摄效果研究,得出了一种比较好的光源安装方式。拍摄下落骨料时,传送带的速度、角度,骨料的厚度以及拍摄时相机安装的高度对骨料的拍摄效果会有不同程度的影响,通过使用EDEM仿真软件研究这些因素对骨料分散性的影响,得到骨料比较分散的各种参数指数从而优化拍摄方式。实验对比3种拍摄方式的图像处理效果和统计结果,得到较为实用的相机拍摄方式。     

图像法集料粒径检测表征参数的选择及实验研究

图像法检测集料粒径时,集料的表征参数是影响粒径检测结果的重要因素。研发的图像法集料粒径检测系统由LED光源、工业CCD相机和LabVIEW软件平台组成。采用不同的等效径对图像中的集料粒径分级,通过不同等效体积对图像中的集料质量进行计算,并对比不同等效径和等效体积算法对集料粒径检测结果产生的影响。为了使图像法的检测结果和筛分法结果相近,方便在线人员观测,得到了一组符合筛分法检测的图像法粒径表征参数。实验结果表明:选择等效椭圆Feret短径作为等效粒径最符合筛分法的粒径含量,选择投影面积×等效椭圆Feret短径作为等效体积和实际体积相关性最大。     

光散射法颗粒物监测仪粒径识别检测装置的搭建及方法研究

设计并搭建了粒径识别法光散射粉尘仪检测装置,以柴田LD-5型光散射粉尘仪作为参考粉尘仪(TSP),采用不同粒径(0.6,2.0,2.3,2.5,2.7,3.0,3.2,3.4,3.7 μm)的单分散聚苯乙烯小球对某台具有粒径识别功能的PM2.5传感器的粒径识别误差进行检测.如果传感器粒径识别功能是准确的,当粒径＞2.5...     

基于超声谱分析的颗粒粒度测量研究

为验证不同超声谱测量和分析方式对颗粒粒度测试的影响,设计了一种非侵入式超声波透射和多次反射信号同步测量实验装置。采用脉冲回波法、反射比样法和透射法分别对体积分数为1%~4%的聚苯乙烯-水悬浮液进行实验,结合理论模型,分析超声波在颗粒两相体系中的衰减谱、相速度谱和阻抗谱。以ECAH模型为理论基础,结合ORT反演算法,对不同超声谱进行反演获得了聚苯乙烯样品颗粒粒径分布。将上述结果与图像法对比,颗粒中位径结果偏差均在15%之内,3种谱分析的粒径分布也较为吻合。     

粗骨料与钢纤维对超高性能混凝土单轴拉伸性能的影响

为了提高含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的单轴拉伸性能,采用单轴拉伸试验和图像分析技术分别研究了粗骨料掺量、颗粒粒径对含粗骨料UHPC单轴拉伸性能和钢纤维在UHPC体系中分散性能的影响规律。结果表明,随着粗骨料掺量及颗粒粒径的增大,钢纤维在UHPC体系中的分散系数和取向系数显著降低,含粗骨料UHPC的单轴拉伸初裂强度、裂后强度和耗能也随之减小。根据粗骨料颗粒最大粒径与钢纤维体积分数、直径间的匹配关系式(Dmax=3df/(Vf)0.5),采用纤维混杂可以充分发挥多尺度纤维与具有不同粒径分布的骨料间的分级匹配关系;粗骨料体积分数和颗粒最大粒径分别为10%和10mm时,采用平直钢纤维(直径0.12mm、长度10mm、体积掺量1.2%)和端钩钢纤维(直径0.35 mm、长度20mm、体积掺量1.8%)混杂实现了含粗骨料UHPC的单轴拉伸性能的提升,其裂后强度和耗能分别为8.69 MPa和11.10J。     

基于随机骨料模型的EPS混凝土粒子尺寸效应分析

建立基于随机分布的EPS混凝土细观力学模型,对EPS混凝土的受压损伤破坏过程进行数值模拟,分析EPS混凝土的损伤破坏过程。研究表明,EPS混凝土的损伤破坏有两种形态,即延性破坏和脆性破坏。延性破坏与EPS颗粒的面积占有率、断裂过程区长度有关;脆性破坏与EPS颗粒的面积占有率、粒径大小以及颗粒间距有关。在EPS颗粒面积占有率较低的情况下,EPS混凝土的粒子尺寸效应对混凝土力学性能的影响较明显,在较高面积占有率的情况下,粒子尺寸效应对其影响较小。随着EPS颗粒面积占有率的增加,EPS混凝土损伤破坏由脆性破坏向延性破坏转变。建立基于损伤力学与断裂力学的粒子尺寸效应数学模型,用数值模拟进行验证,发现两者吻合较好。     

基于图像光散射颗粒粒度测量方法研究

研究了基于图像的光散射颗粒粒度测量系统。结合图像处理技术,提出一种最小二乘原理圆拟合光环定中方法,设计CCD探测器光环尺寸与颗粒粒级划分数目。搭建了颗粒光散射图像测量硬件系统,利用非独立模式差分进化算法反演出颗粒粒度。通过8种聚苯乙烯乳胶球标准颗粒实验对测量系统准确性进行验证,测量误差在3%之内;对2种不同体积分数的大豆蛋白乳液进行了测量,与图像粒度仪对比偏差在5%之内。实验结果表明:采用最小二乘原理圆拟合方法定中提取到的散射光能与理论分布更加吻合,35环的光环划分方式有利于获得相对良态特性的光能系数矩阵,该测量方法为颗粒粒度测量提供了一种光散射法有效改进方式。     

一种在线学习的目标跟踪与检测方法

针对现有在线学习跟踪方法缺乏监督机制的缺点,提出一种新的跟踪框架。以随机森林在线学习理论构造分类器作为目标检测器,用SURF特征点匹配方法作为目标跟踪器,跟踪过程中用可靠跟踪的结果形成对检测结果的监督机制,不对低置信度样本或错误样本进行学习,避免了分类器分类精度的逐渐下降,同时在跟踪失败时用目标检测器对目标进行重新捕获,形成跟踪、学习、检测三者有机结合的跟踪框架。对不同视频序列的测试结果表明,本文算法能有效避免目标出现较大外观变化或被大面积遮挡等复杂情况下的跟踪失败问题。     

一种快速运动目标检测与跟踪算法

运动目标的检测与跟踪是计算机视觉和图象编码研究的主要内容,有着广泛的应用领域。基于光流场的检测与跟踪是其常用的方法之一,但其计算结果和效率是不能令人满意的。提出了基于帧间差阈值法和光流场相结合的快速运动目标检测与跟踪算法,诸结果表明该算法简单实用、运算速度快,克服了单纯光流场方法的不足。