室内场景下应用拓扑结构的高效路径规划算法

针对基于随机采样的路径规划算法效率低且采样具有随机性的问题,提出一种应用拓扑结构的高效路径规划算法ATIRRT^*。通过引入拓扑节点代替STIRRT*算法中Harris角点检测算法得到的特征点进行采样,给出基于阈值的自适应选择方法来消除路径骨架上提取的冗余特征点,利用该阈值得到的拓扑节点可以使随机树的扩展更具方向性,从而减少寻找初始路径的时间和代价。根据非单一父节点的连接方式加强交叉支路上的拓扑节点间的联系,通过节点扩充策略增加相邻拓扑节点间的节点数量以加快优化算法的收敛。在此基础上定义相关约束条件将初始路径分段并进行逐段优化,以提高优化算法的效率。在常规环境、狭长空间和仿真的室内环境3种类型地图上的仿真结果表明,相较于STIRRT^*算法,改进算法在规划路径长度上平均减少8%,在规划时间上平均降低10%,可快速地找到更优的初始路径,同时在优化过程中减少了无用的探索空间,提高了搜索效率。     

透明BOPP薄膜耐磨性能与材料成分关系的实验方法

提出了一种分析薄膜耐磨性能与材料成分关系的实验方法。该方法使用薄膜划痕图像的灰度共生矩阵特征参数表征薄膜的耐磨性能,建立了薄膜的耐磨性能与材料成分之间的关系。采用Retinex图像增强方法消除图像中的薄雾,并对比了该方法与灰度变换法和同态滤波法的图像增强效果;使用灰度共生矩阵分析薄膜划痕的纹理信息,获得共生矩阵的多个特征参数;用多个特征参数表征的薄膜耐磨性作为多元回归的解释变量,以薄膜材料成分作为被解释变量,建立回归模型;分析回归模型得到解释变量和被解释变量之间关系的定量描述。实验中使用以二元共聚KS359为原料的双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜加ABS04S弹性体的比例作为被解释变量,分析得到用特征参数表征的薄膜耐磨性能与该被解释变量之间的复相关系数为0.992,表明该方法具有可行性。     

基于图像处理的烟支污点面积测量方法

针对目前烟支污点检测人工测量的各种问题,提出一种基于图像处理技术的烟支污点面积测量方法。该方法以机器视觉系统为硬件平台,首先采用柱面模型进行图像转换,建立图像坐标系与展开坐标系的映射关系;然后利用正切函数对图像作增强处理,增强目标与背景的对比度;最后通过改进的区域生长法分割污点,排除烟支周期纹理和颜色分布的干扰。实验结果表明:该方法测量效率高,稳定性强,精度达到0.03 mm2,能够满足烟支污点的检测需求。     

基于计算机视觉的片烟形状测量方法

为准确描述片烟形状,基于计算机视觉提出了一种片烟形状测量方法。采用基于Mean-shift均值漂移算法的图像分割方法实现图像中片烟区域的初步提取,利用形态学梯度算法精确提取片烟轮廓。分别使用分形维数和傅里叶描述子两种方法对片烟形状进行定量描述,并以一组形状各异的片烟为测试对象,对分形维数和傅里叶描述子形状描述能力进行了分析实验。结果表明:对于不同形状的片烟,分形维数与傅里叶描述子的取值差异明显,且两种方法的取值随着片烟形状差异的扩大而增大,表现出单调性,验证了两种方法对片烟形状均具有可靠的描述能力。将两种形状定量方法同时运用于片烟形状测量系统,能够有效评价片烟形状。     

基于机器视觉的烟用接装纸几何参数测量系统的设计应用

采用光学投影测量仪测量烟用接装纸几何参数,依靠实验人员的目测定位待测目标和数据判读,检测效率和测量精度较低,为此设计了基于机器视觉的测量系统.该系统以机器视觉系统为基础,由检测平台和计算机两部分组成,系统采用嵌入式MCU控制步进电机驱动检测平台,相机连续采集待测纸样的图像,分析得到图像中存在边缘或孔线时,系统驱动运动平台将待测目标移动至定位基准点,通过增量式线性编码器记录载物运动平台的相对位置,经过运算获得待测纸样的相关测试结果.实验结果表明:基于机器视觉的烟用接装纸几何参数测量系统能够满足接装纸检测行业标准的要求,实现了对接装纸纸宽、孔线宽度以及孔线距边宽度的自动化精确测量,系统对激光打孔接装纸的识别率为100%,测量精度优于0.02 mm.     

基于机器视觉技术的烟用包装膜磨损程度测定方法

为了快速准确地测定烟用包装膜的磨损程度,提出了一种基于机器视觉技术的烟用包装膜磨损程度测定方法:通过改造后的摩擦系数测定仪模拟烟用包装膜的磨损情况,针对烟用包装膜磨损后的表面形貌,通过成像装置采集样品图像,对图像进行边缘轮廓提取、二值化、图像分割和去除噪声处理后获取了烟用包装膜的完整特征,利用图像处理分析软件计算了烟用包装膜的磨损程度。结果表明,该方法能够满足烟用包装膜磨损程度测定的需求,测试结果稳定可靠,测量误差仅0.1%。     

条盒三维视觉检测中结构光光条中心提取方法

为了提高基于结构光的条盒三维视觉检测中尺寸测量的准确度,研究和提出了霍夫变换和最小二乘法相结合的结构光中心线提取方法. 首先,依据图像颜色模型的R、G、B分量差值并结合中值滤波对目标结构光分进行分割提取;其次,分别对绿光与红光区域进行多次迭代细化处理获取骨架;然后,根据霍夫变拟合的直线段对目标点集进行分类;最后,使用最小二乘法分别对不同的点集进行分段拟合,获取结构光中心线. 实验结果表明,该方法能够准确地提取出结构光光条中心,具有良好的稳定性,为条盒三维视觉检测工作提供了准确的数据依据.     

纸张平整度视觉精密测量系统

针对纸张平整度测量,研究和提出了基于四步相移法的面结构光三维测量方法.首先,DLP投射正弦条纹图像到待测纸张表面,光栅条纹以1/4周期为步长平移扫描.然后由相机采集经待测纸张表面形貌调制后的结构光分布信息,并利用四步相移法获取结构光图像的相位主值.最后采用多频外差原理实现解调,获得绝对图像相位的解调信息,经相位与高度之间的映射关系得到纸张高度信息并重建出纸张表面形貌.采用纸张表面点云高度坐标的极差和标准偏差对其平整度进行定量评价.实验结果表明,测量精度达到0.1mm,测量时间小于2秒,其稳定性和测量精度能够满足纸张平整度的测量要求.