基于计算机视觉的自动矫正数控系统

基于机器视觉技术,利用OpenCV计算机视觉开源库作为开发函数库,以工业相机和三轴雕刻机作为实验平台,为数控系统进行视觉矫正系统开发.首先对装夹后PCB板采集Mark点,直线检测完成后,利用角点检测对Mark点进行定位.通过霍夫变换得到世界坐标系下的直线方程,以此求取当前待加工PCB板的装夹位置和姿态.最后通过图像坐标和机械坐标的变换关系对加工位置信息进行纠偏处理.针对数控系统PCB板加工中出现的装夹误差问题,设计并开发了基于机器视觉技术的数控系统视觉矫正系统.通过实验和具体误差数据证明了本系统达到了PCB板的加工精度要求.     

一种基于几何约束的轨道提取方法研究

针对基于Hough变换或螺旋曲线模型的视觉轨道检测方法存在的不足,本文提出了一种基于几何约束的轨道提取方法.该方法利用摄像机和轨道平面之间的成像关系近似满足单因矩阵的特点,利用逆透视映射(IPM)将输入图像转换为Bird-view图像,并采用一种改进的边缘检测方法进行边缘检测.然后将二值化的边缘图像在垂直方向上分割为多个区段,在每个区段上,利用先验知识生成的系列模板图像,对分段IPM图像进行去噪处理和Chamfer距离变换后进行距离匹配检测,将轨道检测转换为一个二维匹配搜索过程.在分段检测结果的基础上,进一步利用曲线拟合得到边缘图像中完整的轨道曲线方程.该曲线方程通过已知的单因矩阵转换为原始图像中的曲线描述,实现在原始图像中的检测和定位.实验验证了所提方法的可行性和可靠性.     

公路隧道衬砌病害展布图拼接技术研究

在隧道检测车上不同位置布置多个CCD相机,可快速采集隧道衬砌表观离散图像,通过图像匹配、图像融合及图像插值,对图像进行拼接,将拼接结果用于隧道衬砌病害的识别、完成隧道检测工作.实践证明,此种方法用于隧道图像拼接可行,有助于提高隧道检测效率,便于与多年隧道检测数据进行对比,具有较好的经济效益和社会效益.     

基于双目视觉图像的倒车障碍物检测预处理方法

针对倒车过程中双目视觉图像障碍物检测时的误匹配、障碍物检测范围等问题,提出基于双目视觉图像的倒车障碍物检测方法。利用膨胀和腐蚀操作来消除误匹配及部分噪声;采用视差图像的二值化处理来控制障碍物的检测范围,实现基于距离的障碍物检测;接着使用基于行程的连通区域标记算法对各连通区域进行标记;最后计算各区域面积,将面积过小的区域作为噪点去除,将剩余区域作为障碍物提出来。实验结果表明笔者提出的基于双目视觉图像的倒车障碍物检测方法能够有效检测出车后图像的障碍物区域。     

一种改进的SIFT图像立体匹配算法

针对SIFT算法复杂度高、计算时间长、影响立体匹配的实时性等问题,提出了一种改进的立体视觉特征点匹配算法该算法从两个方面对SIFT算法进行改进:首先利用24维特征描述符代替128维特征描述符,以降低计算复杂度;其次在图像对匹配过程中采用改进的BBF搜索算法,通过引入最小优先级队列的限制条件和匹配精度更高的马氏距离判断两幅图像特征点的匹配性.采用经典图像和未知的室外环境下拍摄的图像对本文算法进行实验验证,结果表明,本文提出的算法每100个特征点检测时间为0.01 s,正确匹配率平均为89.65%,相对于原算法,提高了匹配的准确度,并降低了匹配时间.      

基于GPS与图像融合的智能车辆高精度定位算法

车辆自定位是实现智能车辆环境感知的核心问题之一.全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差通常在10 m左右,不能满足智能车辆的定位需求;惯性导航系统成本较高,不适于智能车辆的推广.本文在视觉地图基础上,提出一种基于GPS与图像融合的智能车辆定位算法.该算法以计算当前位置距离视觉地图中最近一个数据采集点的位姿为目标,首先运用GPS信息进行初定位,在视觉地图中选取若干采集点作为初步候选,其次运用Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)全局特征进行特征匹配,得到一个候选定位结果,最后通过待检测图像中的局部特征点与候选定位结果中的三维局部特征点建立透视n点模型(Perspective-n-Point,Pn P),得到车辆当前的位姿,并以此对候选定位结果进行修正,得到最终定位结果.实验在长为5 km的路段中进行,并在不同天气及不同智能车辆平台测试.经验证,平均定位精度为11.6 cm,最大定位误差为37 cm,同时对不同天气具有较强鲁棒性.该算法满足了智能车定位需求,且大幅降低了高精度定位成本.     

基于颜色差分特性的图像篡改检测

由于自然场景中目标物体表面的反射特性,以及图像采集过程中的CFA插值算法会使得图像三颜色分量之间具有相关性,特别是颜色分量的高频信息之间有近似相等的关系.拼接篡改操作会降低颜色高频分量的谱间相关性,同时也会给图像带来额外的高频信息.本文利用自然图像颜色通道高频分量之间的相关性,分析颜色差分图像中高频信息的分布情况来检测是否有拼接篡改操作.实验证明本文提取的高频特征分类效果较好,能够检测出图像的拼接篡改边缘.     

基于路面指纹的高精度车辆定位

车辆定位广泛使用基于视觉的定位方法,针对前视图像或侧视图像易受到周围环境的影响且定位过程中需要遍历匹配地图图像导致耗时较长的问题,本文提出一种基于俯视路面图像的表征模型--路面指纹.路面指纹包含GPS(Global Positioning System),路面特征和图像特征点.该模型通过卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)结合连通区域识别待定位图像的路面特征信息,利用路面特征信息对GPS初定位筛选的地图节点进一步筛选从而提高定位效率.分别在路面特征信息密集和稀疏的路段下进行实验,实验结果表明,通过引入路面指纹使定位耗时减少20.3%,平均定位误差为47.4 mm.该方法能提高定位效率并实现高精度车辆定位.     

基于无人机的桥梁病害检测系统研究

根据无人机在桥梁检测中的优势和发展阶段,提出了一种全新的智能化无人机桥梁病害检测系统。采用TSP建模、遗传算法与路径搜索和坐标映射三个模块,使无人机能够在遍历所有区域的前提下检测的路径长度最短。通过病害图像拼接算法实现病害图像的准确拼接,采用深度学习网络对病害图像进行训练和特征提取,以提高病害自动识别准确率。无人机桥梁病害检测系统具有便捷快速、智能化、高效化和精准化等优势,能够满足现代化桥梁检测要求。     

基于多标记像素匹配的高分辨率遥感图像道路提取

针对高分辨率遥感图像道路提取方法存在提取不完整和误提取问题，提出一种基于多标记像素匹配的高分辨率遥感图像道路提取方法. 将待提取图像由RGB颜色空间转换到 Lab颜色空间，选取与照明强度弱相关的色相特征作为初始匹配项. 以矩形框的方式标记不同类型的道路，利用t 检验法剔除其匹配项的异常值，从而确定阈值来匹配道路像素点，利用局部纹理算子对匹配结果进行筛选. 利用道路区域的形态特征对匹配结果进行优化处理. 为验证所提方法的可行性和优越性，对不同传感器获取的高分辨遥感图像进行测试，与现有道路提取方法进行对比. 定性和定量精度评价结果表明，所提方法对不同类型道路的提取具有较高的精度.     

基于因子分析的高职学生口语交际能力量化评估研究

采取因子分析法,可以对高职学生口语交际能力进行量化评估.具体评价步骤包括:设计十一个评价指标,运用统计软件SPSS对数据进行因子分析.通过因子分析,把高职学生的口语交际能力主要分为三个主因子,分别是言辞得体水平(F1),腔调得体水平(F2),体态得体水平(F3),最后设计了高职学生口语交际能力量化评估表.     

图像增强在机械工件表面处理中的应用

为了滤除噪声影响,增强工件表面图像的细节特征,提出了运用MATLAB对工件表面缺陷进行图像处理的方法.首先运用中值滤波方法对工件表面图像中高斯和椒盐噪声干扰处理,然后对工件表面图像灰度变换增强处理,最后对机械工件图像进行锐化增强处理.结果表明：通过MATLAB图像处理技术使工件表面图像在主观视觉和客观标准评价上均取得良好效果,为后续工件质量检测提供了基础.     

基于图像显著性特征的交通标志注视点预测方法

基于图像显著性特征对交通标志的驾驶员注视点进行了预测。以L t ti的视觉注意模型为基础,通过高斯金字塔的生成、多通道图像特征的提取及特征图的生成以及显著性图的生成等步骤,建立了针对交通标志的注视点预测模型。以眼动仪为手段,对模型进行了验证。以相似度和线性距离两项指标对模型精度作了评价,实验结果显示,该模型对复杂交通标志的注视点预测具有良好的精度。     

基于重要位平面的彩色图像检索算法

针对利用颜色特征检索图像时的不足,提出了一种基于重要位平面的彩色图像检索算法.该算法利用位平面分解的方法对表征图像视觉的信息进行分解,从中提取能够表征图像视觉信息的5个最高位平面,并计算其上的R、G、B颜色分布熵来描述图像特征.为了避免图像中像素颜色值的微小变化对位平面复杂度的影响,采用了位平面的灰度码表示方法.最后设计了以位平面距离加权和的方法进行相似性度量.仿真实验表明所提出的算法具有高效的图像检索性能.     

基于PSO-OTSU算法的金属工件高光处理

针对在立体视觉测量系统中,因光照分布不均导致高反射率金属工件表面产生高光区域,进而影响视觉测量精度的问题,提出了一种基于PSO-OTSU算法的金属工件高光处理方法.以高反射率金属工件为实验对象,首先利用PSO-OTSU算法对高光区域进行了提取.通过与标准OTSU算法和GA-OTSU算法进行对比实验,该算法提取高光区域的结果更准确,提取时间分别缩短了78.88%和44.42%.其次利用直方图规定法对高光区域进行了处理,最后利用融合算法将处理后的高光区域与原始图像或非高光区域进行了融合,形成去高光图像.经实验证明,所提出的方法适用于多种金属工件场景图像的高光去除,且具有较好的去高光效果.     

基于图像叠合的工程机器人立体视觉系统

立体视觉系统为遥操作工程机器人增加了视觉反馈.在对三目摄像机获取的3幅图像进行图像叠合的基础上,对比分析、求解3幅图像的视差来获取物体的视差图与深度图,进而获取物体的真实坐标,以利于三维物体重新构建.实验结果表明,利用叠合后的图像进行处理、计算,能够准确地实现三维物体的定位.     

桥梁病害图像配准算法研究

采用单反相机采集桥梁病害图像,提取图像中的特征点,并对提取的特征点进行配准,从而对图像进行拼接。此方法解决了大视场情况下,不能看到完整病害信息的问题,多次实验证明,此方法能快速实现图像的配准,从而实现对图像的拼接。     

基于容差PR曲线的路面裂缝识别算法性能评价机制

为了客观合理地评价路面裂缝图识别算法的性能,提出了基于容差PR曲线的算法性能评价机制。首先,建立路面裂缝图像基准库,为裂缝识别算法性能评价提供统一规范的测试图像;其次,提出考虑容差的准确率-召回率和F_1值计算方法,作为算法性能的衡量指标;然后,提出裂缝识别算法的PR曲线评价方法;最后,以两套裂缝识别算法为例进行PR曲线性能评价分析。结果表明:PR曲线评价机制确立了统一的基准测试图像、衡量指标及评价方法,能评价无参数、具有1个或多个参数的裂缝识别算法的性能(包括准确率-召回率、F_1值及算法稳定性),有助于进行算法性能评价与改进。     

基于互信息最佳阈值迭代的图像分割方法研究

阈值分割是一种重要的图像分割方法,是图像检测与识别的重要预处理步骤之一.依据分割图像与原图像之间的内在联系,提出一种互信息和阈值迭代相结合的番茄图像自动优化分割方法(MI-OPT).分割实验表明:对成熟期果实与背景的颜色差异不大或表面色彩不一致的番茄图像,MI-OPT分割方法效果较好.     

基于MATLAB的真空开关电弧图像处理

为了滤除在应用CCD对真空开关电弧图像诊断时带来的各种噪声影响,增强真空开关电弧图像的特征细节,提出了运用MATLAB对真空开关电弧图像处理的方法.运用中值滤波方法对电弧图像中椒盐噪声干扰处理;然后运用坎尼算子对电弧图像边缘进行了检测;最后对电弧图图像灰度变换增强处理.结果表明:通过MATLAB图像处理技术使真空开关电弧图像在主观视觉和客观标准评价上均取得良好效果,为其形态及内部等粒子体参数的诊断提供了有效的手段.