基于改进Retinex的钢轨表面缺陷图像增强方法

机器视觉检测系统获取的钢轨图像因其光照不均、对比度低而导致缺陷特征难以识别.对此,提出了一种基于改进Retinex的钢轨图像增强方法.首先,将钢轨图像从RGB颜色空间转换到HSI颜色空间并单独提取亮度分量;然后,以双边滤波代替传统Retinex方法中的高斯卷积进行照射分量估计,同时提取反射分量;最后,通过对反射分量的局部非线性增强以及HSI逆变换,实现钢轨图像增强.实验结果表明:本文方法在提高缺陷与背景对比度的同时能有效减弱光照不均的干扰,钢轨图像增强后的信息熵和对比度指标均优于传统方法.     

基于SE-CPN模型的芯片表面缺陷检测

为解决芯片表面缺陷检测的困难,提出新的神经网络模型SE-CPN,引入注意力机制模块,采用自底向上路径聚合的方式检测不同尺度的特征。为便于SE-CPN模型在边缘设备上部署,采用Ghost模块,保证相似的识别性能同时大幅度降低计算量,使存储占用空间降低到16.3 MB。通过各项数据增强手段,在小样本基础上建立了缺陷芯片数据集,训练并评价模型。实验表明,在此数据集上文中模型平均准确率达到98.2%。     

基于主动热成像技术的苹果表面缺陷分类方法

针对苹果在分级中缺陷检测及缺陷种类的判断,提出了苹果的擦伤、撞伤、虫孔及腐烂等缺陷检测方法,利用红外热像图中的线轮廓温度曲线来判断果梗、花萼;主动加热过程中虫孔处与果体外温差相对较小,擦伤、撞伤及腐烂处的导热系数不同,从而导致其在红外热像图中对应表面上的点的温度随时间的变化曲线也不相同,据此提出了利用温度变化曲线来区分不同缺陷种类的方法。     

物体表面重建轮廓拼接的改进遗传算法

为解决物体表面重建中的轮廓拼接问题，将其转化为在有向图中寻求最优路径问题．提出了基于遗传算法的适用各种目标函数的轮廓拼接算法，其中对初始种群的产生、交叉算子和变异算子等做了改进，以确保产生的个体均能代表有效解．算例模拟结果表明，该算法简单可行，在优化性能、收敛速度及鲁棒性等方面优于模拟退火算法．     

基于改进LSD直线检测算法的钢轨表面边界提取

针对传统LSD直线检测算法容易丢失图像细节,造成提取直线不连续等不足,提出一种基于双边滤波改进Canny提取边缘图像的LSD直线检测算法.利用Canny算法提取边缘图像,基于边缘图像采用LSD直线检测算法进行直线提取;考虑到Canny边缘检测中使用高斯滤波,在降噪的同时会模糊图像边缘,而双边滤波对于图像边缘有较好的保护...     

基于改进Unet模型的混凝土裂缝分割研究

【目的】针对桥梁、隧道等环境下产生的混凝土裂缝情况复杂、干扰因素多的问题,提出一种改进Unet模型（A-Unet）的裂缝检测方法。【方法】以Unet网络为基础,研究了编码器的深度如何影响模型训练时间、检测精度。在解码过程中设计一种融合空间和通道注意力模块,将高分辨率的浅层特征与上采样获得的深层特征信息赋予不同权重,进一步增强裂缝特征。同时,增加dice损失函数对模型进行评价,减少因检测目标与背景数量相差较大,导致评价不准确的问题。【结果】在测试数据集中进行评价,精确度,MIou,召回率分别达到94.70%,86.16%,91.34%。A-Unet模型检测效果明显优于其他5种模型。【结论】利用该方法检测混凝土裂缝精度得到较大提升,且节约了模型训练时间,提高检测效率。     

基于Radon变换的钢轨表面快速提取

针对已有的提取钢轨表面方法在提取钢轨表面时存在过提取和欠提取的缺点,提出了一种基于Radon变换的快速钢轨表面提取方法.首先,根据钢轨表面区域向非钢轨表面区域进行过渡时像素点的灰度值会产生突变,用Radon变换生成原图像的灰度投影曲线及其投影曲线的平均值;然后,以投影曲线与其平均值的交点来确定积分的初始位置和结束位置.由于钢轨表面的宽度是确定不变的,因此从初始位置开始且以钢轨表面的宽度为区间对投影曲线进行灰度积分,直到结束位置,在此区间所得到的最大积分区间为要提取的钢轨的表面区域.将仿真结果与其它方法相比较表明:该方法抗噪能力强,而且还能准确、快速的提取钢轨表面区域.     

带评价系统的曲率相关有向主动轮廓模型

主动轮廓模型广泛应用于很多领域,但这个框架下的模型都有两个关键的难点.针对这一问题,通过对已有方法失败原因的分析,本文提出了一种新颖的外力大小与曲率相关的主动轮廓模型（CDM模型）.任何粗分割方法都能为该模型预测方向提供灵活有效的线索,并且模型外力的大小定义为曲线曲率的相关方程.这使得该模型具有许多与众不同的优点,并能够有效避免自相交现象的发生.在不同的收敛过程和不同的主动轮廓模型中,评价模块的出现能够有效地度量模型结果与真实目标轮廓之间的相似度.实验结果显示,CDM模型在其他模型失败的例子中能够得到正确、鲁棒的结果,并且能够在医学图像中精确地拟合目标轮廓.     

基于序列图像运动分割的车辆边界轮廓提取算法

为了准确获得图像感兴趣区中运动车辆的形状特征, 提出了一种新的车辆边界轮廓提取算法。利用连续3帧图像, 对包含同一运动车辆的图像感兴趣区进行光流场分割, 以获取目标运动区域, 通过平移运动区域的左、右边界获得正确的车辆区域及其封闭边界轮廓, 通过放大运动矢量计算公式的阈值来提高其运行效率。试验结果表明: 该算法可从具有复杂自然场景的图像序列中检测出完整的运动车辆边界轮廓, 检测正确率在95%以上。     

基于改进遗传算法的图像分割识别方法

提出了一种利用灰度直方图熵和改进遗传算法对图像进行分割的方法，以灰度图像直方图熵作为评价函数，把图像分割问题变成一个优化问题，利用遗传算法的寻优高效性，搜索到能使分割质量到达最优的分割阙值．针对遗传算法的某些不足之处，利用精英策略和模拟退火的思想，对其做了一些修正．实验结果表明，该方法不仅分割质量好，而且缩短了运算时间．     

钢轨断面全轮廓磨耗的激光视觉动态测量

钢轨磨耗直接影响铁路运行安全,为了替代目前手工测量方式,提高测量精度和效率,研究并设计了线激光钢轨断面全轮廓视觉测量系统来实现钢轨磨耗动态测量.首先通过计算激光视觉测量模型完成激光测量单元的结构设计,然后采用平面标定法对测量头进行精确标定,获取激光平面与传感器成像平面之间的映射关系,将拍摄的钢轨轮廓光条图像还原为实际钢轨断面轮廓;利用钢轨同一截面两侧轮廓中轨头踏面轮廓相同的特征获取钢轨断面全轮廓数据,采用ICP精确配准将钢轨两侧测量轮廓合并,其中轨头踏面轮廓采用欧式聚类和距离分割方法提取;最后以双侧未磨损轨腰轮廓及其特征点为基准,将测量钢轨全轮廓与标准钢轨轮廓进行配准对比,获取钢轨磨耗值;将线激光钢轨磨耗测量单元装载于自行研制的轨道测量小车上进行现场测量试验.研究结果表明:该测量系统标定精度可达4.922×10^-3 mm,测量速度可达21.6 km/h,与钢轨磨耗尺测量值对比垂直磨耗、侧边磨耗平均偏差约为0.023 mm和0.093 mm,对同一对象多次重复测量最大偏差小于0.05 mm,该测量精度满足公务要求,提高了测量效率,便于铁路测量数字化管理.     

基于图像处理齿轮表面缺陷测量技术

通过数字图像处理技术可实现齿轮在线快速、准确的测量．介绍了齿轮图像采集系统,通过图像预处理、几何特征提取等图像处理技术实现了齿轮表面缺陷几何特征参数的测量,且在此基础上基于MATLAB开发了齿轮表面缺陷几何参数检测软件,为基于图像处理技术齿轮在线快速检测提供了技术基础．     

基于图像处理齿轮表面缺陷测量技术

通过数字图像处理技术可实现齿轮在线快速、准确的测量.介绍了齿轮图像采集系统,通过图像预处理、几何特征提取等图像处理技术实现了齿轮表面缺陷几何特征参数的测量,且在此基础上基于MAT-LAB开发了齿轮表面缺陷几何参数检测软件,为基于图像处理技术齿轮在线快速检测提供了技术基础.     

基于数值模型和解析模型的钢轨波导特性分析

钢轨振动由沿钢轨传递的各类导波构成,是铁路滚动噪声的主要贡献者. 为了研究铁路轨道的动力特性,分别基于铁木辛柯梁理论和波导有限元法建立了两种分析模型,推导自由波响应和受迫响应的求解过程,以波数、群速度、速度导纳和衰减率为指标,分析了两种模型条件下钢轨的波导特性. 研究结果表明:波导有限元模型包含了钢轨横截面所有的变形特征,可表征6 kHz内钢轨中的8种导波及其特性,反映导波波型交换、群速度互换的现象,以及高阶导波激发引起的导纳峰值;铁木辛柯梁模型可识别包括弯曲波、扭转波和纵波在内的5种钢轨导波,无法揭示截止频率在1.5 kHz以上与钢轨截面变形相关的导波;铁木辛柯梁模型可给出2 kHz内合理的钢轨垂向原点速度导纳计算结果.      

基于改进YCrCb颜色空间的肤色分割

人脸识别是计算机视觉、模式识别、生物特征识别、图像处理等多学科交叉的一门科学,肤色分割是人脸识别研究中一个重要的步骤。针对基于YCrCb颜色空间的肤色分割在强光下分割不准确的现状,提出了一种基于改进的YCrCb空间的肤色分割方法,本文利用改进YCrCb颜色空间提高了强光下肤色分割的准确性和适应性。实验证明该算法减弱了光线强弱对人脸肤色分割的影响,更加准确的找到人脸区域,误检率较低。     

基于改进YCrCb颜色空间的肤色分割

人脸识别是计算机视觉、模式识别、生物特征识别、图像处理等多学科交叉的一门科学,肤色分割是人脸识别研究中一个重要的步骤。针对基于YCrCb颜色空间的肤色分割在强光下分割不准确的现状,提出了一种基于改进的YCrCb空间的肤色分割方法,本文利用改进YCrCb颜色空间提高了强光下肤色分割的准确性和适应性。实验证明该算法减弱了光线强弱对人脸肤色分割的影响,更加准确的找到人脸区域,误检率较低。     

基于球面图像的三角网格模型分割

为了从局部形状的角度实现对三角网格模型的管理和重用,提出了一种基于球面图像的三角网格模型分割方法.通过球面参数化及球面划分,将三角网格模型的表面属性信息映射到球面图像中;利用成熟的区域生长、区域合并图像分割算法对球面图像进行分割;将球面图像的分割结果转换为三角网格模型的分割结果.实验结果表明:该分割方法可以对不均匀的低分辨率三角网格模型进行有效分割,降低了几何属性估算对分割结果的影响,不会发生过分割现象,不需要进行分割的后续处理.     

基于图像分析的滚动轴承表面缺陷识别技术研究

系统介绍了滚动轴承表面缺陷视觉检测系统的检测原理及流程,着重分析了表面缺陷二值图像的几何特征和形状矩特征、BP神经网络的各参数选择以及实验结果．实验证明本系统用于滚动轴承表面缺陷检测具有可行性,采用神经网络识别可使表面缺陷分类正确率达到88％．     

基于全景成像的斜拉桥拉索表面缺陷检测研究

为解决人工检测斜拉桥拉索表面缺陷速度慢、安全性低,传统图像处理方法鲁棒性差、易受环境影响等问题,利用全景成像实现斜拉桥拉索表面缺陷检测。采用PVC管模拟拉索表面,构造孔洞、缝隙、损伤三种常见表面缺陷;四个摄像头获取拉索表面全景图像,无线图像传输设备将数据传送至计算机,通过图像掩膜去除背景并搭建缺陷数据集;利用YOLOX网络训练数据集并在测试集上实验。结果表明：YOLOX网络的均精确度(mAP)为92.77%,帧率(FPS)为18,检测结果均优于其它主流目标检测方法,可实现拉索表面缺陷实时精确检测。     

基于模型预测控制的汽车主动避障系统

为了加强汽车行驶安全性,搭建了包含环境感知、危险态势评估、路径决策和控制执行四部分的智能汽车主动避障系统。基于改进人工势场模型构建了以道路边界斥力势场、动态障碍物斥力势场和引力势场核心的路径规划模块,同时,建立以前轮偏角为控制变量的车辆动力学模型,利用模型预测算法对路径进行跟踪。利用动力学仿真软件CarSim和控制仿真软件Simulink联合仿真,结果表明文中运用的模型预测控制优于驾驶员预瞄控制,对路径具有更好的跟踪效果、提高了跟踪精度,实现了汽车主动避障。