激光电弧复合焊视觉传感系统及熔池背面图像的检测

在激光电弧(MIG)复合对接焊中，焊缝成形尤其焊缝根部(反面)成形状况的好坏，是衡量复合焊焊接质量及其适应能力的重要指标。为研究视觉信号和焊缝根部成形的关系，建立了由辅助照明光源、可触发拍摄的CCD摄像机、以电弧焊接电流为信号源的触发电路以及图像采集卡组成的视觉传感系统。通过在工件底面拍摄的方法，得到了清晰的熔池背面实时图像。分析了拍摄过程的成像机制，并开发了一套算法实时检测背面熔宽、坡口间隙宽度以及熔池相对坡口的偏移量，结果表明实时检测到的熔宽和实际的焊缝背面宽度有很好的对应关系。     

双像双视场红外光学系统

介绍了一种双像双视场红外光学系统,对其设计方法、分光原理和分光元件进行了深入讨论.由于使用了孔径分光、光楔对双视场图像进行空间分离、二向色性分束镜进行光谱细分,两光路合一,使卡塞格林光学系统的潜力得到了充分发挥,实现了共窗口、共探测器的双像双视场成像光学系统.系统能提供一幅场景的两幅图像,两视场之间无需切换,两视场具有不同的光谱波段.通过电子系统的波段比处理技术,能提高整机系统的抗干扰能力,提高整机系统的探测精度和识别概率.     

基于视觉特性的真实影像再现技术进展及展望

视觉特性研究的成果,融入到真实影像再现技术,可提供更适于人类观察的高品质图像,有利于机器视觉的研究。首先简单总结当前主要的视觉特性研究成果,包括视觉空间对抗、光谱对抗、视觉适应、视觉皮层初级处理等。综述了基于视觉特性的真实影像再现技术的研究动态和新进展,并根据算法的侧重点不同,分析了以保持颜色恒定性为主要目标的Retinex系列算法、各种动态范围压缩算法等。其中也涉及到已开展的部分工作,从原理分析、实验效果对比等角度,对研究成果与国外优秀算法做出评价。介绍了国外在软/硬件平台实现上的最新研究成果。简述进一步开展的工作及研究方向,并就其发展方向做出展望。     

多阈值和标记分水岭相融合的肺部CT图像分割方法

针对肺部CT图像因各组织灰度不均匀、结构复杂等因素造成双肺边界难以准确分割的问题,提出了一种多阈值和标记分水岭相融合的肺部分割方法。首先采用多阈值法对肺部CT图像进行粗分割,并去除图像中气管与主支气管;然后采用标记控制分水岭方法进行精分割,并利用形态学运算对肺实质边缘修补,最后采用临床肺CT图像在Matlab 2012平台上对算法性能进行仿真测试。结果表明,本文方法可以较好保留肺部CT图像的边界信息,提高了肺部CT图像分割精度,误分和错分概率大幅度下降,取得了十分理想的分割结果,为肺部疾病临床医学诊断提供了有价值的参考信息。     

提高“猫眼”探测系统自动对焦性能的方法研究

为提高自研"猫眼"探测系统的自动对焦性能,对主动激光图像散斑噪声、自动对焦窗口和视场变化三个对焦性能影响因素进行分析,分别提出了自动对焦改进算法及策略。实验证明,改进后,探测系统自动对焦性能明显提升,为探测系统后续预警提供了清晰准确的威胁目标激光图像。     

基于SURF算法的产品表面缺陷检测研究

针对产品表面正确性的快速自动无损检测问题,提出了利用垂直投影法确定旋转步长来获取序列图像的方法,并将一种针对尺度旋转不变性（SIFT）改进的SURF算法应用到此方面,该算法通过计算积分图像和 Hessian 矩阵大大提高了特征点检测的速度,节省了图像匹配时所用的时间,并提高了算法的实时性。首先通过确定旋转步长来获取标准序列图库,其次通过SURF算法寻找最优匹配位置,最后通过相关度的计算来判别各区域是否有缺陷。实验表明,在对待检测图像和标准序列图像库中的5幅图像匹配时SURF算法比SIFT算法大约节省了2.6 s,显然,把SURF算法应用于序列图像中匹配可以大大节省缺陷检测时所用的时间。     

可见光成像系统作用距离试验方案设计及评估

从分辨率、对比度、照度三个因素出发,根据指标要求,详细制定了可见光成像系统作用距离测试方案。在试验中,为了满足目标作用距离20 km的要求,将考核目标等效为4.5 km远的等效目标大小;在实际的11 km大气能见度条件下,将考核照度和对比度转换为试验目标目标值。在目标照度不小于300 lux的环境下,可见光成像系统能够识别对比度大于0.253的考核目标;在考核目标对比度为0.2~0.253,300 lux低照度时,目标是不能确认的。通过对试验结果进一步图像处理发现,目标靶标是可分辨的。试验结果表明,系统设计满足指标要求。     

光度非均匀彩色序列图像超分辨率重建

为了实现外界光照变化或相机积分时间自动调节等情况下拍摄的彩色序列图像的超分辨率重建,文章首先提取图像感兴趣区域的方向梯度直方图作为匹配特征,以相关系数作为相似性测度进行几何配准;其次建立光度测量模型进行光度配准;最后采用最大后验估计算法求出光度改善的高分辨率图像。文章采用平均梯度、信息熵、图像对比度对重建图像质量进行评估。实验表明,重建后高分辨率图像平均梯度及信息熵均有大幅提高,图像更清晰、信息更丰富。算法能有效减小重建图像间的光度差异,提高彩色图像的对比度,对光度变化具有一定的鲁棒性。     

圆柱型高精密零件表面缺陷检测及形貌分析

针对圆柱型高精密零件高曲率表面缺陷检测的问题,设计并实现了基于机器视觉的在线检测系统。检测时,为了解决金属件表面反光的问题,设计了专用的光源系统和照明方式。通过光学系统和机械旋转平台的配合,圆柱型零件在旋转的过程中被光学系统成像,从而可以采集到完整的圆柱面图像;经过快速的图像处理技术,可以检测到微米级的轴承表面缺陷;然后对表面缺陷进行形貌分析,确定缺陷的类型。检测结果表明系统具有效率高、精度高、易于使用等特点,可有效解决圆柱型高精密零件表面缺陷在线检测的问题。     

一种基于线结构光的焊缝三维重建方法

介绍了一种基于结构光和双目视觉的焊缝三维重建方法。该方法利用轮廓点曲率提取激光条纹的轮廓关键点,再由所提取的关键点计算轮廓横截面法向量。并根据激光条纹服从正态分布的特点,借助灰度重心法提取条纹中心线。将焊缝在双目摄像机中的图像坐标点转换为世界坐标点,从而完成焊缝三维空间信息的重建。实验结果证明本文方法快速、准确,可以满足自动焊接机器人系统的应用要求。