基于曲面拟合的结构光测量点提取方法研究

在采用结构光投影的三维测量中,快速准确地提取结构光测量点是结构光测量系统的关键问题之一.基于此,提出了基于最小二乘法的曲面拟合算法,首先对图像进行二值化,细化得到结构光图像的骨架,再对交叉点周围区域拟合光点灰度分布,最后求出拟合曲面的极值点作为测量点的定位点.实验结果表明,该算法可以快速有效地获取结构光测量点,并将定位精度提高1～2个数量级,并且选取不同的拟合窗口时计算结果的影响不同.     

智能获取装箱管状工件抓取位置的研究

机械手智能抓取工件时,工件抓取位置的获取是基于机器视觉精确装配的重点。针 对环境较复杂的装箱管状工件的装配抓取环节,建立合理的机器视觉系统,利用正向照明系统对 工件表面产生的反光直光条特征,提出了一种Gaussian 拟合与Hough 变换相结合的拟合算法。首 先利用Gaussian 拟合提取各光条法向上的中心坐标,然后将获取的坐标点集运用Hough 变换进行 拟合,最后根据获取的各光条中心线计算各工件的抓取位置。实验结果表明该方法能同时实现多 条光条直线的拟合,又能抑制干扰点或噪声的影响,有效实现装箱工件抓取位置的智能获取。     

线结构光光条中心提取算法

目的 线结构光视觉测量是一种利用可控光源和数字图像的主动视觉测量方法,光条中心提取是线结构光视觉测量的关键技术,直接影响到线结构光视觉测量的精度。传统灰度重心法只在图像的横向或纵向上计算光条的灰度重心,没有考虑光条的法线方向,精度较低。本文提出一种改进的光条中心提取算法,以期实现光条中心的精确提取。方法 在分析线结构光的光条灰度特性基础上,基于传统的灰度重心法,提出一种改进的两步提取算法。基于图像差分法从原始图像中分离出有效的线结构光光条,采用传统灰度重心法对光条中心进行粗提取;在粗提取的光条中心点处通过自定义的方向模板确定光条的法线方向,以粗提取的光条中心点为中心,沿法线方向采用灰度重心法进行二次提取,获取线结构光光条的中心。结果 本文采用CCD相机、镜头、线激光器及辅助机构搭建线结构光视觉系统,采用提出的算法对线激光器投影产生的直线型光条、非连续光条和弯曲光条的中心进行提取。通过光条中心提取实验获取的光条中心线的走向与光条的走向大致相同,符合预期的光条中心线。本文将Steger法作为评价标准,分别计算本文算法、传统灰度重心法与Steger法提取的光条中心的偏差,通过对比实验可知,本文算法提取的光条中心的偏差更小,并且程序运行时间比Steger法减少了3 s以上。结论 本文研究线结构光的光条中心提取算法,对传统灰度重心法进行改进,能够实现直线型光条、非连续光条和弯曲光条等不同形状光条的亚像素级中心提取,并且在保证较少的程序运行时间的同时,能够提高传统灰度重心法的光条中心提取精度。     

基于机器视觉的AGV系统设计

视觉传感器能够为AGV提供丰富的环境信息,为AGV运行提供可靠的路径信息.本文设计了基于视觉引导方式的AGV系统,主要包括引导线检测和转向控制两部分,其中引导线检测通过边缘检测、霍夫变换、最小二乘拟合等实现,转向控制采用PID控制来实现.试验表明,引导线检测程序能够准确检测并提取引导线,控制程序能够使AGV小车自动沿引...     

基于灰度矩的脉搏图像亚像素特征点提取研究

在基于双目视觉脉搏图像传感器的脉搏三维信息检测中,图像特征点的提取是关键基础。为了提高脉搏图像特征点提取的精度,提出一种新的对脉搏图像特征点进行亚像素定位的算法。在完成脉搏图像的预处理后,对脉搏图像进行基于灰度矩的亚像素边缘检测,结合最小二乘拟合法得到圆形标志中心点,最终实现脉搏图像的特征点提取。实验结果表明该算法能够准确定位脉搏图像特征点,精度可达到0.03~0.04像素,为后续双目视觉的立体匹配及脉搏三维形态的重构奠定了基础。     

霍夫变换在指数函数型曲线检测中的应用

利用了霍夫变换抗噪声能力强和能分离出属于不同直线附近点的特性，研究离散数据点集M中xi，yi满足指数函数关系时的曲线检测问题。首先，对离散数据点集M中的数据xi，yi做半对数变换，得到新的数据点集M*(xi*，yi*)，此时，xi*，yi*具有线性关系；其次，用霍夫变换检测M*中的直线，可得直线参数；然后，利用霍夫变换所得的直线参数，计算图像中的点到直线的距离dki，并与给定阈值dk比较，从而将分布在不同直线附近的点分离出来，同时剔除数据点集M*中的干扰点或噪声；最后，用最小二乘法拟合直线，再经过反变换，得到剔除干扰点或噪声后的拟合曲线方程参数a和b。该方法能够很好地检测出数据集中的数据点按指数关系分布时的曲线，特别是能够检测出数据集中存在多条曲线的情况，解决了最小二乘法拟合曲线时存在的3个问题，同时又对霍夫变换的精度要求不高。     

基于L型结构中心线的SAR图像建筑物提取方法

针对在高分辨率SAR图像上具有明显L型结构高亮特征的建筑物目标,提出了一种提取高分辨率SAR图像建筑物L型结构中心线,并进而提取建筑物几何信息的方法.运用基于Gabor纹理特征和模糊C均值的方法对SAR图像进行分割,再结合骨架提取、骨架跟踪、最小外接矩形提取、最小二乘准则等技术实现了L型结构中心线的提取,最后利用中心线获取了建筑物的长度、宽度和方位角信息.基于机载SAR图像的实验表明,利用提出的方法从SAR图像提取的建筑物几何结构和方位信息具有较高的精度.     

白车身孔槽类特征三维坐标在线测量方法研究

为实现白车身孔槽类特征三维坐标的视觉测量,在双目立体视觉测量原理的技术上,以激光器辅助扫描被测孔槽完成三维测量,针对圆孔和复合孔槽边缘及孔心坐标的空间定位问题,提出一种在线测量方法。采用Canny边缘检测和Ramer算法分割出圆弧部分完成孔边缘的粗定位,结合Bazen方法与正交多项式拟合法实现亚像素边缘点坐标的精确定位,并通过权重拟合得到椭圆参数方程。在线激光光纹中心线提取过程中,融合极值法、阈值法与重心法,将拟合椭圆与光纹中心线的交点作为双目立体视觉的匹配点,进而完成空间点三维坐标的测量。实验结果表明,提出的方法鲁棒性好,对圆孔类特征的综合定位精度高。     

霍夫变换在幂函数型曲线检测中的应用

利用霍夫变换抗噪声能力强和能分离出属于不同直线附近点的特性,研究离散数据点集M中xi,yi满足幂函数关系时的曲线检测问题。首先,对离散数据点集M中的数据xi,yi作对数变换,得到新的数据点集M(xi,yi),此时,xi,yi具有线性关系;其次,用霍夫变换检测M中的直线,可得直线参数;然后,利用霍夫变换所得的直线参数,计算图象中的边缘点到直线的距离dki,并与给定阈值dk比较,从而将分布在不同直线附近的点分离出来,同时剔除数据点集M中的干扰点或噪声;最后,用最小二乘法拟合直线,得到剔除干扰点或噪声后的拟合曲线方程参数a和b。     

基于圆结构光的复杂深孔内轮廓尺寸测量方法

涡流法、超声法测量深孔截面轮廓尺寸精度低,而光学单点扫描法测量效率低。介绍了一种基于圆结构光的复杂深孔内轮廓3维测量系统,提出了一种采用FFT分析和差分分析进行测试数据处理的方法,能够实现快速高精度测量。测试系统主要由圆结构光发生器、扩束锥镜、成像锥镜、镜头和CCD组成,对于获取的每一幅被测截面的结构光图像,首先提取光条中心,对光条中心上的点作最小二乘法拟合获取光条中心拟合圆心,并以此圆心点将光条中心线展开,展开波形中存在整体形状误差,主要由圆心偏心误差、椭圆形状误差两个周期性误差分量构成,由于二者振动频率与细节分量的振动频率不相同,借助于FFT分析,将两个误差分量分离出来,进而采取措施减小其对系统的影响;差分分析用于去除阴线和阳线之间的过渡线。该方法提高了阴线圆与阳线圆尺寸计算的精度和效率,实验结果表明,系统内径测量精度达到005mm。     

结合Hough变换与改进最小二乘法的直线检测

提出了一种结合Hough变换与改进的最小二乘法的直线检测方法。分析了Hough变换与最小二乘法在直线检测及检测精度上的优缺点;利用Hough变换鲁棒且不需启发式信息的特点进行初步检测,确定存在直线的大致区域;利用最小二乘法确定直线区域内特征点回归直线的精确参数。为克服最小二乘法对强噪声点敏感的缺点,提出了双点移除的p最小二乘法,通过同时剔除具有最大正负误差的一对数据点,保证数据集中的正常点能得到可靠保留以获得精确的回归结果。实验结果表明,所提方法提高了直线检测的检测率与检测精度,且降低了对Hough变换的分辨率要求,可以减小算法整体的空间开销。     

基于曲线拟合的Placido图像中心提取方法

中心提取是Placido图像特征提取的关键环节,提出了一种基于曲线拟合的中心定位方法。利用Hough变换定位图像的像素级中心,建立图像的极坐标系;在极坐标轴方向,通过亮环灰度变化曲线的导数特征检测亮环中心线;将亮环中心线进行曲线拟合,确定亮环中心位置。中心提取精度达到亚像素级,利用标准球验证算法精度,屈光度误差小于0.25D。与常规算法进行对比,分析结果表明,曲线拟合法在准确性和稳定性上更优,为绘制精确的角膜地形图提供了保证。     

基于最大连通区域的QR码提取和校正方法

研究了基于最大连通区域的QR码提取和校正方法,使用区域面积描述标记最大连通区域并放大获得QR码大致所在区域,运用闭运算取其轮廓,用Hough变换检测轮廓线并计算交点信息,利用图像几何变换实现坐标值和像素值变换以消除几何失真。实验结果证明该方法能够快速定位的有效性。     

3D coordinates measurement based on structured light sensor

This paper mainly discusses several challenges in exploiting a structured light sensor to realize 3D coordinates measurement: a practical and flexible sensor structure is proposed with accuracy analysis, a very robust and accurate line extraction method is adopted to localize the center of the light stripe under considerable disturbances, the invariance of double cross-ratio based method is used to obtain enough accurate calibration points and a novel planar target based calibration method is presented. An application system of the structured light sensor for tyre inspection is set up, and the real online measurement results show that the application system has good repeatability and accuracy.     

弹底底火表面缺陷图像分割方法

枪弹弹底底火检测是枪弹质量控制的核心,为了有效分割弹底底火表面缺陷图像,提出一种新的分割方法。该方法针对弹底检测要求及弹底图像基本特征,首先大致确定待检测的底火部分图像,对其运用Log算子进行边缘检测确定底火圆边缘;然后分析了Hough变换和最小二乘法圆拟合的圆检测算法的各自优缺点,提出了改进Hough变换和最小二乘法圆拟合相结合的圆检测算法,以获得较精确的底火圆圆心和半径;最后利用底火圆圆心和半径提取底火圆图像,利用统计阈值分割底火表面缺陷,利用数学形态学优化分割结果。通过实验表明,运用此方法分割弹底底火表面缺陷,平均误分割率低于10%,平均偏差小于17个像素,表现出较好的准确性和鲁棒性。     

基于线结构光的水下目标扫描定位方法

当海底环境噪声及声学散射影响比较严重时,声呐方法无法实现高精度的海底探测．因此,设计了一种基于线结构光的扫测系统．激光中心线条纹提取及系统参数快速标定是影响线结构光测扫精度的2大关键问题．在激光中心条纹处理方面,多阈值算法通过采用不同的阈值可以有效地滤除背景噪声,基于极值法的高斯拟合法则对部分激光条纹采用高斯函数进行拟合,结合多阈值算法和基于极值法的高斯拟合法提出了一个条纹中心线提取算法．该算法在保留多阈值法快速性的同时,又具备高斯拟合法的准确性．而在系统参数标定方面,提出了一种共线点的快速标定法,设计的平面标定靶只需通过确定3个共线的特征点即可快速实现系统参数的标定和高精度的海底快速测扫．最后,在水池中进行了模型实验,验证了该方法的可行性和有效性．