基于机器视觉的驾驶员嘴唇特征点定位算法

为了有效监控机动车驾驶员的疲劳状态, 通过边缘检测和红色像素点提取相结合的方法确定动态阈值, 对彩色人脸图像中嘴唇进行分割和提取, 再利用逼近算法对嘴唇的各个特征点进行定位, 采用机器视觉监视嘴唇运动, 对驾驶员的疲劳状态进行判定。试验结果表明: 该定位算法可有效去除嘴唇周围的干扰, 完整地将嘴唇从原图中提取出来, 并准确进行嘴唇特征点定位; 该算法对肤色深浅不同、光照不均匀、头部偏转角度不同等情况均有很好的鲁棒性。     

基于混合高斯模型的道路背景提取方法研究

针对单高斯模型对道路背景提取的不足,提出一种基于混合高斯模型的道路背景提取方法。利用多个高斯分布组成混合高斯模型来表示道路背景图像中的各个像素点,并且针对该算法利用MATLAB进行仿真实验,实验结果验证了基于混合高斯模型的道路背景提取方法的实用性和有效性。     

基于机器视觉的螺纹计数方法研究

针对目前的螺纹计数方法中存在的检测效率低、工作强度大等问题,提出了一种快速、非接触式的螺纹计数方法。本文介绍了方法的整体结构,通过图像预处理获取螺纹的边沿,由两次hough直线检测获取螺钉两侧的边沿直线和螺钉中轴线,按连通关系遍历螺纹边沿获取各边沿点到中轴线的距离并进行滤波处理,通过各距离的变化趋势获得螺纹的波峰点和波谷点并进行清理,最后由波峰点和波谷点的总数得到螺纹数。在5个型号螺钉各100次随机摆放的测量实验中,最大计数误差为±1个螺纹,使用OpenCV实现的该算法平均用时为50.31 ms,计数精度和速度方面都达到了实际工业应用的要求。     

基于金字塔特征融合的二阶段三维点云车辆检测

针对三维点云鸟瞰图特征提取不充分导致车辆目标检测性能欠佳问题,本文提出一种基于金字塔特征融合的二阶段三维点云车辆目标检测算法。首先通过降维处理并利用体素占用编码原始三维点云,得到二维特征图输入;然后,利用上采样网络传递高层语义特征,下采样网络传递低层位置特征,构建一阶段金字塔网络结构提取车辆目标特征;最后,通过候选区域提取层得 到不同尺度的候选区域,利用兴趣区域池化层对齐各候选区域尺度,并采用全连接层融合多尺度特征,提取不同感受野下车辆目标特征;此外,在损失函数方面,补充正余弦角度损失并加权到总损失函数中,优化车辆目标航向角预测。基于KITTI公开数据集的实验分析表明,本文算法相较基准网络能够有效补充三维点云鸟瞰图特征提取,在不同难度的检测任务中平均检测精度提高 了5.07%~8.59%。     

基于FH视觉的电池注液孔焊接系统设计

针对方壳锂电池的注液孔激光焊接工艺,设计了一种双工位的自动焊接系统。采用欧姆龙视觉系统FH-1050的检测算法,实现注夜孔的精准定位,并使用高精度的伺服滑台带动激光枪头进行焊接。采用欧姆龙NX1P2 PLC作为系统主控,通过PLC内部Ethercat总线和I/O与各子系统进行信号传递,提高信息传输速度。实际生产验证表明:该系统焊接稳定,满足工业需求;同时使用ABB机械手配合其电池上下料,有效节约人力成本。     

基于计算机视觉的平面角度测量方法

为解决制造、地质、控制等领域中角度的快速测量问题,提出了一种基于计算机视觉原理的非接触式角度测量方法.测量时仅需用已知内部参数的相机,在空间任意位置对待测角进行1次拍照即可.在所得图像上,利用直线检测和最小二乘法,得到待测角各边1组平行线或1段均分线段的图像方程;再通过计算平行线图像的交点或利用交比的调和性,确定对应边上灭点的坐标;根据相机成像方程,即可由灭点坐标和已知的相机内部参数计算出待测角的角度.实验证明,用此方法,即使在较远距离处测量,其相对误差也能控制在2%以内.     

一种半自动的基于图像建模系统

针对目前各种类型航海模拟器的虚拟建模效率较低与真实感较差等问题,设计与实现了一种基于多幅图像及少量用户交互恢复物体三维几何模型的系统.本系统采用稳定性好的改进Har-ris算子进行角点检测,基于角点空间特征及交叉相关实现角点的初始匹配;采用基于极线约束的角点匹配快速算法完成角点的精匹配,同时引入迭代和人工辅助修正的方法解决匹配算法的退化情况.在角点匹配结果基础上进行仿射重建,通过升级矩阵实现度量重建,在OpenGL环境下绘制出物体的三维模型框架.从原图像中抽取纹理并采用多视角图像融合的方法进行纹理映射,得到"照片级"真实感的三维模型.     

基于卷积神经网络优化回环检测的视觉SLAM算法

传统视觉即时定位与建图（SLAM）算法若无回环检测可能会存在累积误差无法消除的现象,即使有回环检测,也因准确率和效率比较低而无法应用于轻量级设备上,为此,研究一种回环检测优化的视觉SLAM算法. 前端估计时,对相邻帧图像进行ORB （oriented fast and rotated brief）特征提取与匹配,对匹配成功的特征点进行PnP （perspective-n-point）求解,获得相机运动估计并筛选出关键帧图像;后端优化时,利用SqueezeNet卷积神经网络 （CNN）提取图像的特征向量,计算余弦相似度判断是否出现回环,若出现回环则在位姿图中增加相应约束,利用图优化理论对全局位姿进行整体优化;最后利用项目组制作的数据集和TUM （technical university of munich）公开数据集进行测试与对比. 研究结果表明:相比于无回环检测算法,本文方法可以成功检测到回环并为全局轨迹优化增添约束;相比于传统词袋法,在回环检测准确率相同的情况下,本文方法召回率可提高21%且计算耗时减少74%;与RGB-D （red green blue-depth） SLAM算法相比,本文方法建图误差可降低29%.      

基于多元高斯模型的跟驰轨迹评价方法研究

针对机器学习跟驰模型中传统轨迹层面误差分析方法考虑因素不够全面、原始数据存在部分不合理驾驶轨迹且难以剔除的问题,提出一种从总体数据角度评价跟驰轨迹的方法——多元高斯模型,将车头间距与相对速度进行联合考虑更能体现个人的驾驶行为.运用高斯分布描述总体数据的概率分布,计算跟驰轨迹的概率值作为对比依据.选用K近邻模型进行轨迹仿真,在NGSIM数据集上进行训练和仿真测试,仿真实验结果表明,多元高斯模型对轨迹的评价更合理,该方法也可用于改善和扩充数据集,剔除部分不合理轨迹,将仿真概率较高轨迹加入到数据集.     

基于视景仿真的船舶驾驶舱人机工程设计评价研究

基于人机工程学理论,结合船舶驾驶舱的实际需求,设置了船舶驾驶舱人机工程评价指标.并在此基础上,实现了船舶驾驶舱人机工程设计评价仿真系统.为了便于设计人员获取直观的视觉感受,对舱内设备布局、色彩设计、对象运动等进行动态调整和交互操作,将视景仿真技术引入仿真系统中.通过实际的应用,验证了所建仿真系统的有效性.     

基于扩张卷积金字塔网络的车道线检测算法

为满足汽车高级驾驶辅助系统对车道线检测准确性和时效性的要求,采用改进的ResNet50网络作为基础模型提取局部车道线特征,利用扩张卷积能指数级扩大感受野的特点,设计了扩张卷积金字塔模块,用以完整提取不同尺度的车道线特征,提出“锚点栅格”的思想,将输出划分为一组栅格,对每个栅格进行分类和回归分析,经过非极大值抑制等后处理,最终输出车道线标记点集. 结果表明:在CULane多场景数据集里对模型进行测试,在交并比阈值取为0.3的评估条件下其综合评估指标F-measure达到78.6%,检测速率达到40帧/s,在评估指标相近的情况下具有远高于空间卷积神经网络（spatial convolutional neural networks,SCNN）模型的检测速率,并在眩光、弯道等困难场景中的检测效果优于SCNN.      

Research on Motion Estimation Algorithm of Star Point Based on Nonlinear Gaussian Fitting

The energy distribution model of motion blurred star point is analyzed. The distribution of the star point approximates to a two-dimensional (2D) Gaussian distribution under degeneration. Two multi-parameter nonlinear Gaussian fitting methods (GFMs) are proposed, and the relationship between fitting parameters and motion blur parameters is analyzed. Estimation of the parameters of motion blur by fitting parameters is calculated to realize the error compensation of the motion blur. The simulation results show the effectiveness and accuracy.     

基于驾驶人视觉特性的平面立体视觉减速图案

根据驾驶人的视觉特性,设计4种不同颜色组合的平面立体视觉减速图案。利用3Ds max软件将"一"字形平面立体视觉减速图案做成三维立体效果,录制车辆以40、60、80、100 km/h等不同车速在室外空旷道路上行驶时的视频,利用Premiere Pro软件将减速图案的三维立体效果加载到录制的车辆实际行驶视频中,得出不同车速下较准确的减速带参数取值范围,从而得出不同车速下最佳视觉效果对应的平面立体减速图案。试验表明:该平面立体减速图案在改善行驶平顺性的同时,具有较好的减速效果。     

驾驶员注意力量化转换模型研究

为研究驾驶员注意力转移规律,提出驾驶员注意力转换模型.将驾驶注意力分布状态划分为驾驶态、干扰态、内敛态,构建注意力转移状态空间.依据短时连续驾驶过程中注意力分布的齐次性,将马尔科夫过程引入到研究中,构建连续短时片段内驾驶员注意力转移模型.针对长时连续驾驶中注意力在各状态分布的非齐次性,通过时段划分采用短时模型叠加的方法得到长时连续驾驶注意力转移的近似处理模型组.结合实验数据对模型进行了检验,结果分析表明平均误差MAPE均小于5%,具有较高精度,模型可用.     

融合式空间塔式算子和HIK-SVM的交通标志识别研究

在交通标志识别问题上,提出了一种基于融合式的空间塔式算子和直方图交叉核支持向量机(HIK-SVM)的分类方法.在该方法中,通过提取图像的灰度塔式词袋直方图(Gray-PHOW)特征、颜色塔式词袋直方图(Color-PHOW)特征和塔式边缘方向梯度直方图(PHOG)特征来对交通标志的外观、颜色和轮廓信息进行描述.通过提取空间塔式直方图特征,能很好地对图像各种特征的空间分布状况进行描述.提取到图像的外观、颜色、轮廓和特征的空间分布信息后,对其进行融合,最后得到的融合式的空间塔式特征具有很强的鲁棒性.将该融合式特征送入HIK-SVM进行训练和分类,取得了极其高的识别效果.     

基于改进塔式梯度直方图的行人检测算法

采用改进分块方式的塔式方向梯度直方图（PHOG,Pyramid Histogram of oriented gradient）作为特征提取的方法,应用支持向量机（SVM,Support Vector Machine）算法作为分类器进行训练和检测.INRIA测试集上的测试结果表明,相对于采用传统HOG和PHOG特征表示方法,所提出的方法使分类检测正确率有了进一步提高.     

用VB构建Internet的应用

介绍了internet的程序开发环境，给出了用Visual Basic开发internet应用程序的几种方法，着重介绍了利用Visual Basic创建在面向internet的应用中起重要作用的ActiveX组件，以及如何在web上使用ActiveX组件。     

视景仿真的屏蔽门系统在地铁列控系统中的应用

研究了一种基于视景仿真的虚拟测试方法,并将其应用于地铁列车CBTC系统的仿真测试平台中,利用Multigen Creator及Vega软件构建车站、站台屏蔽门及列车的虚拟现实环境,在实验室模拟了地铁站台屏蔽门的工作,解决了CBTC系统开发工作对现场环境依赖过高的问题．