滚转条件下单天线GPS跟踪算法设计

提出了一种滚转条件下的单天线GPS跟踪算法。该算法能够在较低转速下,对间断的GPS信号进行跟踪,同时能够准确地计算出弹丸的滚转速度。该方法首先对单天线滚转条件下的接收信号进行分析与建模。然后,基于滚转对接收到的卫星信号的幅度调制特性的影响,利用旋转时信号幅度的对称性进行解旋,从而得到弹丸的滚动速率和角度。实际测试结果表明,利用信号的I/Q幅值信息,可以实时计算滚转弹丸的滚动速率和滚动角度,并且计算精度可以满足大多数实际应用的要求。     

基于HVS的彩色图像边缘检测算子

边缘检测是数字图像处理中的基本预处理方法之一，由于利用检测出来的图像边缘可以对图像做进一步的处理，因此它是图像处理中的基础算法。大家知道，边缘检测问题，其本质上是颜色差分的计算问题。尽管边缘检测在灰度图像处理当中得到了深入的研究，但对于彩色图像仍然是一个难题。为了能够较好地对彩色图像进行边缘检测，结合人类视觉系统(human vision system，HVS)的特点，通过分离颜色的亮度信息和色度信息，并通过压制次要信息来强调其中的重要信息，提出了一种新的彩色图像边缘检测算法。该算法先分别计算两个颜色的亮度距离和色度距离，然后将这两个距离的加权平均值作为最终的颜色距离。由于它能较好地检测出图像边缘，因此是一种实用有效的彩色图像边缘检测方法。     

一种基于HSV空间的彩色边缘图像检索方法

结合重要的彩色图像边缘及人眼视觉特性,提出了一种基于彩色边缘直方图的图像检索方法。该方法首先利用Canny检测算子提取出原始图像的彩色边缘信息,然后将彩色图像边缘转换至符合人眼视觉特性的HSV空间并进行量化处理,再将彩色边缘划分成圆环区域和角形区域,并分别计算出圆环区域和角形区域的颜色直方图,最后综合利用上述圆环区域和角形区域的颜色直方图计算图像间内容的相似度,并进行彩色图像检索。仿真实验表明,该方法能够准确和高效地查找出用户所需内容的彩色图像,并且具有较好的查准率和查全率。     

基于光幕触发CCD交汇连发弹丸坐标处理方法研究

针对CCD线阵交汇系统中测试弹丸连发坐标时以最大帧频连续拍摄,数据量过大而导致处理时间过长的问题,提出一种基于基于激光光幕触发的多峰值检测和自适应阈值弹丸检测的快速检测连发弹丸坐标方法。采用90°的“一”字线型半导体激光器配合原向反射屏形成光电探测靶面,光电转换模块将弹丸过靶时引起的光通量变化转换成电信号产生过靶信号,处理数据时先使用多峰值检测算法,根据获得的过靶信号波形计算出所有弹丸的过靶时刻和对应图像位置信息,并将该幅图像和临近两幅图像拼接成一幅组合图像作为该发弹丸的过靶图像,再使用基于自适应阈值的弹丸检测算法对其进行弹丸目标检测得到弹丸坐标。当该图像检测出多个像素坐标时,使用像素坐标剔除算法进行处理得到准确坐标。最后进行了4组对照试验,在得到正确连发坐标的前提下分别统计本文方法与传统方法的处理时间。结果表明与处理所有图像的传统方法相比,本文提出的方法在保证连发弹丸坐标正确率的前提下,提高了处理速度。     

基于肤色质心与边缘自生长的手势分割算法

针对现有手势分割方法难以在类肤色背景下从图像中高效完整地分割出静态手势的问题,提出一种基于肤色质心与边缘自生长的手势分割算法。利用肤色模型得到手势区域的质心,质心可降低后续边缘检测算法的计算量;利用改进的边缘检测算法得到手势边缘,同时提出一种边缘自生长算法,能有效补全局部断裂边缘,增强后续分割效果;将肤色信息与边缘信息进行差分运算分离类肤色背景,再用连通域及形态学处理去除以得到最终手势图像。实验结果证明,该算法较传统肤色模型及同类算法,能更加快速准确地在类肤色背景下分割出手势图像。     

可抗噪声的Canny改进边缘检测算法

由于图像噪声的存在,传统的边缘检测算法常常无法准确检测到边缘信息.本文分析了噪声条件下边缘信息的几何特征,提出一种基于几何边缘增强技术的边缘检测算法.首先采用Canny算子计算图像的初始边缘信息,然后根据初始边缘信息自动计算阈值排除弱边缘,对剩余边缘计算带方向梯度值进行增强,根据增强边缘信息自动计算双阈值,最后用双阈值方法检测、过滤并连接边缘.该算法提高了边缘检测的准确性,可以高效率地处理噪声和纹理导致的虚假边缘.     

CPLD技术在脱靶量测量中的研究与应用

弹丸脱靶量的测量是建立在弹丸激波宽度精确测量的基础上,而弹丸激波宽度的精确测量主要是与后续的信号处理方式和处理精度有关,文章基于CPLD技术,就如何对后续信号的处理和精确测量进行了深入研究,正确分析了后续信号,设计出了合理的后续信号处理电路和CPLD逻辑,得出精确的弹丸激波宽度;实验证明利用这种方法测得的弹丸脱靶量精度能够满足需要.     

基于高速摄影图像的轻气炮弹速测量研究

目前对轻气炮弹丸测量的方法通常采用磁测速、激光遮断测速两种方法,这两种方法受到弹丸材质、尺寸、弹前激波等影响时易导致测量结果失效;针对此类问题,提出了一种可靠性更高的基于高速摄影图像模板匹配的轻气炮弹丸速度测量方法;利用高速摄影相机、辅助光源、刻度标尺等组成高速弹丸摄影系统,设置高速弹丸拍摄方案,得到轻气炮弹丸在观察室运动过程的高速摄影结果;采用弹丸目标模板匹配的方法对摄影结果进行计算,得到弹丸运动过程中的位置信息从而得到弹丸速度;将计算结果与激光遮断测速方法得到的速度值进行了对比,满足试验要求,证明了该方法既能可独立作为轻气炮发射弹丸测速手段,也可为现有测试手段提供有效校核.     

基于梯度向量的交互式CT图像分割

首先采用旋转模板对图像进行平滑去噪处理，同时得到各像素点的梯度值方向，然后根据梯度值方向采用Are Weights方法计算各点的梯度值，这些方法的结合可以有效的降低噪声对灰度值计算的影响，得到了较好的梯度值图像。根据改进后的边缘检测方法，对边缘梯度信息进行最优化计算，选择最优的边缘点，最后将这些边缘点进行曲线拟合。实验结果显示该方法能有效地分割出胆囊图像。     

基于时空图的交通流量统计和交通状态检测

提出了一种新的基于时空图的交通流量统计和交通状态检测方法。首先,通过人机交互的方法设定检测线,并利用检测线计算时空图;然后,对时空图进行边缘提取、图像分割等处理,利用时空图上车辆的边缘、形状和占道率等信息,计算出一段时间内的交通流量。此外,还通过时空图的边缘信息的差异,将当前时间段的交通状态分为通畅、拥挤和堵塞三种不同的情况。实验结果表明,在摄像机安装位置合适的情况下,该方法统计交通流量的误差低于8%,判断交通状态的误差为0,具有很好的商业实用性。     

利用CCD实测数据恢复弹形的方法

根据线阵CCD的工作特性,通过对弹丸CCD试验数据进行分析,提出了一种完整的弹丸图像恢复方法,包括阈值法提取数据、二维自适应除噪滤波、样条函数曲线拟合、微分边缘识别等。应用表明该方法具有简单、稳定、可靠、精度高的特点,在弹形恢复中取得了满意的结果,为测定弹丸飞行参数奠定了基础。     

基于Zernike矩的保持架直径测量方法

为了解决轴承保持架人工抽检费时费力等问题,同时提高工业生产自动化水平,简述了一种基于Zernike矩的保持架直径测量方法;以型号32007E的圆锥滚动轴承筐形保持架为例,提出了基于视觉的直径测量方法,分析CCD相机采集到的轴承保持架大小端面图像,进行图像预处理后,对Sobel算子边界点阈值进行重新设定,快速检测出保持架两端圆面可能存在的边缘点集,增加了有效圆检测算法,剔除部分偏离有效圆的点,再利用 Zernike 矩算子对有效的边缘点进行重新定位,检测出保持架两端圆面的亚像素边缘并计算其精确位置,最后对所得到的亚像素边缘点集进行最小二乘法拟合,获取保持架两端直径具体尺寸;实验表明,该方法测量结果与人工测量精度接近,甚至更高,具有良好的效果和实用价值。     

CCD离散性对面积测量的影响

分析了电荷耦合器件(CCD)在空间和彩色(或灰度)的离散特性对面积测量的影响。通过统计特定区域的边界点和分析图像分割的效果,提出了一种评价CCD相关误差的方法。举例说明了图像分割方法对面积测量的影响很大,为此,讨论了正确使用CCD和提高面积测量精度的相应措施。     

多孔零件二维几何量高精检测系统的研究

为了提高工业零件检测效率和测量精度,研究了基于图像检测技术的多孔零件二维几何量的测量问题.先对CCD获取的零件图像进行分析处理以改善图像的可识别性,采用基于二次曲线拟合的快速亚像素边缘定位算法快速提取零件的精确边缘,从而提高系统的测量精度,并运用Hough变换计算被测零件的几何参数.实测结果表明,该系统的测量精度和准确度高,边缘定位精度达0.1 pixel,检测精度达101μm,最大相对误差为0.4%.     

传感器技术在水下枪弹速度测量中的应用

介绍了用于测量水下弹丸运动速度的声靶、高速摄影、光电靶测速、线圈靶测速、线阵CCD测速等多种方法 ,从原理、准确度、实现难易程度等方面作了较为详细的比较 ,提出了线圈靶、线阵CCD是较理想的水下弹丸速度的测量方法 ,并给出了实验证明     

线阵CCD枪弹姿态实时测试系统软件设计

针对小弹丸飞行速度高的特点,结合线阵CCD相机采集图像原理,基于计算机编程技术和图像处理技术,开发了数据采集和处理软件;详细介绍了在WINDOWS环境下,利用VC 语言开发工具和MATLAB数据运算软件进行枪弹姿态实时测试系统软件总体设计方案和具体实现的过程,解决了小弹丸飞行姿态无法实时测试的问题;在实际弹丸飞行姿态测试试验中,该测试系统可以较好的完成实时测试小弹丸攻角和速度参数的任务.     

边缘模式比对高精度测长技术研究

边缘在图像检测中有着重要的作用。本文利用参考标尺作为检测基准,采用边缘模式比对的方法,基于亚像素技术设计高精度的边缘检测算法,获得被测物的亚像素级边缘位置。算法精度高,具有抗噪声,抗抖动,抗倾斜等优点,并且对图像传感器件分辨率要求较低,特别适用于复杂生产环境下高精度的视觉测量。     

橡胶密封圈几何尺寸图像检测技术研究

目前油冷散热器件密封圈尺寸检测使用万工显人工目测方法,工作强度高,测量数据稳定性差。针对这种情况,提出了使用万工显、CCD相机、光栅和计算机搭建自动测量系统,实现了密封圈几何尺寸的检测。采用CCD相机替代万工显的目镜,由光学系统将被测密封圈的边缘成像于CCD靶面上,数字图像通过USB口传入计算机,实现图像采集,由固定于测量平台的光栅尺读取平台移动数据。采集密封圈6幅边缘图像,同时把光栅读数读入计算机。经过中值滤波、阈值分割、边缘检测等图像处理方法,结合光栅读数,经过坐标转换,得到了同坐标系下的所有图像边缘坐标,所有边缘坐标数据采用最小二乘法拟合圆,得出密封圈的半径值。实验数据表明,CCD测量系统均方差为0.0001mm,低于目测系统的均方差值0.0005mm, CCD万工显测量系统测量数据稳定性好。     

基于边缘特征与HSI色彩特征的胸环靶弹孔识别

为解决胸环靶纸图像弹孔准确快速识别问题,提出结合弹孔边缘特征与色彩特征的胸环靶弹孔识别方法。采用形态学边缘检测算法确定胸环靶图像边缘,进行边缘图像增强处理,提高边缘图像与背景的对比度,提取弹孔区域色彩特征数据,实现胸环靶纸图像中弹孔识别。实验及计算分析结果表明：这种方法能准确从一次成像的胸环靶纸图像中进行弹孔提取,还能在一定程度上减少自然环境下光照、灰尘、振动对靶面图像造成的噪声、畸变影响。     

一种枪弹痕迹自动检测优化仿真研究

为了消除因弹痕测量位置和姿态不同而造成的测量误差,提高检测和分析枪弹痕迹的准确性,提出了一种枪弹弹痕自动检测优化仿真算法。首先采用最小二乘法拟合出弹头各个截面的外表面轮廓,用MATLAB编程实现,并得到对应的圆心坐标。然后通过连接各截面的圆心坐标得到弹头的中轴线,根据中轴线的位置计算得出中轴线在进行坐标变换时需要旋转的角度和平移量,从而使其与y轴重合后再进行统一比对。实践证明,算法简单高效,能够较好的消除因位置和姿态不同而造成的测量误差,适合应用于大多数的枪弹弹痕的自动比对中。