多工位硅胶圈缺陷在线视觉检测系统研究

硅胶圈检测由于缺陷具有种类多、易变形、复杂性高等特点,通过提出多工位、多角度、不同打光方式结合的基于视觉的机电检测系统来解决这类产品的检测问题。整个检测系统的图像处理使用了基于OpenCV库按照实际项目需求进行改进,使用滤波算子、阈值分割和形态学方法。使用VGG16卷积神经网络训练模型在小样本条件对三种缺陷分类和传统视觉检测方法得到的准确率进行对照实验。在小样本下传统机器视觉的检测准确率>98%,优于深度学习的方法。通过Qt完成UI界面的设计。该软件系统使用多线程设计模式编写,并提出了一种多工位循环剔除新方法,具备在线检测计数和剔除功能。就一种特定的硅胶圈产品检测进行实际实验和测试,验证了本系统的可靠性和实用性。

基于双目视觉的柔性塑胶套壁厚检测系统研究

为了完成锥形波纹管形状的柔性塑胶防尘套壁厚的检测,建立一个基于双目立体视觉模型的测量系统。该系统中的两个工业数字摄像机通过PLC给予的外触发对工件同时进行图像采集,对采集的多组图像进行相应的预处理后,采用特征点提取方法实现图像拼接,运用特征匹配算法提取出相应待测点三维坐标信息,完成柔性塑胶防尘套壁厚检测。该测量系统,使用气动柔性夹爪夹取工件,减少柔性工件的夹取变形影响,使用高精度移动滑台带动工件运动到拍照位置,通过控制滑台特定的移动距离和对图形特征提取结合方法对多次拍照后的工件图像进行特征点筛选和图像拼接,完成工件壁厚的高精度检测。实验数据表明,该测量系统绝对检测精度达±0.05mm以内,简单快捷,缩短了工件生产工作中的设备调整时间。

基于激光交线的结构光视觉传感器现场标定新方法

提出了一种可适用于未知环境的线结构光三维视觉传感器现场标定的新方法。与基于交比不变性求解特征点坐标来标定激光平面的方法不同,该方法可直接基于激光交线图像实现快速标定。通过拍摄一个与线结构光相交并以不同姿态随机自由移动的平面靶标的图像(至少3幅),就可同时实现三维视觉传感器CCD和激光平面的快速标定。该方法不必求解标定点坐标,方便、快捷、简单,可实现自动化,标定精度高,标定方法鲁棒性强。实验结果证明了该方法的方便和有效性。

基于核变换的高性能支持向量机分类算法

由于传统的支持向量机(SVM)算法的核函数没有考虑训练数据自身的特点,因而相对于具体的问题来说,往往不是最优的。为了获得最优的分类结果,提出了一种基于核变换思想的支持向量机分类方法。该方法首先根据训练样本的类属信息,通过对初始核进行线性变换来间接地达到改进输入空间到输出空间的映射函数的目的,同时利用变换后的核函数来求解分类数据特征空间的超平面方程。仿真和实验结果表明,采用此方法,不仅可以提高系统的分类性能和降低噪声的干扰,而且可以增强分类结果的鲁棒性。

管道机器人

现代工农业及日常生活中使用着大量管道,且多数管道安装环境人们不能直接到达或不允许人们直接介入,为进行质量检测和故障诊断,采用传统的全面挖掘法、随机抽样法或目前广为流传的SCADA系统法,工程量大,准确率低,管道机器人就是为解决这一实际问题产生的.它是一种可沿管道内部或外部自动行走、携有一种或多种传感器及操作机械(如操作手、喷枪、焊枪、刷子),在操作人员的遥控操作或计算机自动控制下,能够进行一系列管道作业的机-电-仪-体化系统.管道机器人可完成的管道作业有:

机器人动力学模型识别新方法

准确的动力学模型在先进的机器人轨迹跟踪控制中扮演了一个非常重要的角色．通过分析关节的非线性摩擦力的特点,提出了一种新颖的机器人动力学模型识别途径．同时应用最小均方差方法和支持向量机算法,可以准确地识别机器人的线性和非线性耦合的动力学模型．对一自由度机器人系统的实验结果表明,相对于传统方法,其动力学模型的建模精度更高．

基于辐射标定的机械零件精密测量方法研究

提出了一种基于辐射标定的机械零件精密测量方法。通过辐射标定求出摄像机CCD传感器的响应函数,建立图像灰度值与传感器收集的辐射能量之间非线性映射关系,恢复了图像中机械零件的真实场景,使机械零件的边缘轮廓更加接近实际。实验表明,该方法有效地提高了机器视觉的测量精度,在机械零件非接触测量领域具有重要的意义。

基于交比不变性的投影仪镜头畸变参数标定方法

利用了透视投影中的交比不变的性质,针对由CCD和投影仪组成的测量系统,在CCD已经标定的情况下,仅考虑投影仪畸变模型为一阶径向畸变的情况,只需要投影仪投射共线的投影坐标已知的4个点,利用交比不变性,建立一元二次方程就可以标定投影仪镜头的畸变参数.该方法的特点是算法简单,易于实施,需要已知条件较少.

摩擦接触问题参变量二次规划分析的增广Lagrange算法

建立了摩擦接触条件的增广Lagrange线性互补表述形式,继而构造出求解摩擦接触问题的一种增广Lagrange线性互补算法.与求解摩擦接触问题参变量二次规划法相比,本文模型在理论上是对摩擦接触条件的一种精确正则化模型,虽然其中也包含了惩罚参数,但在理论上不需要它趋于无穷大就能得到精确解;所提算法编程简单,便于装入现有有限元分析模快中.应用实例表明了本文方法的正确性和有效性.

基于投影二维平面靶标的投影仪现场标定方法研究

投影仪的标定是结构光三维视觉测量系统应用的基础。提出了一种利用投影二维平面靶标对投影仪进行现场标定的新方法。与传统的投影仪标定相比,该方法不需要精密的标定设备,提高了标定精度,简化了标定过程,能够满足现场不断变换的要求。实验证明:该标定方法获得的结果较准确,方法简便易行,能够满足现场不断变化的测量需求。

基于有序图像序列与可控外部参数的远心镜头标定方法

以远心镜头放大率、远心度及镜头畸变作为标定参数,提出一种新型远心镜头标定方法.该方法通过控制旋转和平移2个外部参数矩阵,利用已知的外部参数对内部参数进行标定,而不再同时标定外部参数.通过一维高精度移动平台精确控制标定板到镜头的物距,获得一系列有序图像,从而获得可控的高精度外部参数.实验表明:该方法可解决目前远心镜头难以标定或标定参数不全、精确度差等问题,且标定模型简单、快捷,具有较高的实用性.

基于Kinect的重障者辅助洗浴器具手势控制系统设计

文章利用微软传感器Kinect获取手势图像,在Visual Studio 2010开发平台下,通过调用开源OpenNI开发包中相关函数实现手势识别的算法,并将识别结果转换为控制信号,通过PC与单片机的通信模块传送给以单片机为核心的控制系统,实现对电机的控制。实验表明,该系统满足对洗浴器具实时控制的要求,且具有较强的稳定性。

3D打印深度图像的获取及时空融合处理方法

为在提高3D打印机精度的同时降低成本,引入基于全场光学相干层析技术高精度的视觉测量系统测量3D打印的工件,通过将工件的表面图像转换为深度图像,获得工件的深度信息。在此基础上,提出基于时间/空间融和的图像处理方法,在时间序列上,以深度图像灰度值的标准差为特征变量,经高斯曲线拟合,获取工件表面的实际深度值。在空间域中使用高斯滤波器降低噪声影响。实验结果表明,基于FFOCT的3D打印机深度测量系统精度远高于10μm。

四旋翼飞行器航姿参考系统的误差补偿方法研究

航姿参考系统是四旋翼飞行器姿态控制和惯性测量的关键,基于MEMS的惯性导航系统长期稳定性较差,陀螺仪传感器和加速度计存在明显的零漂现象,因此在使用前必须对陀螺仪传感器和加速度计的误差系数进行标定;论文首先以航姿参考系统的陀螺仪和加速度计实时数据的采集与处理,并通过对陀螺仪和加速度计的误差产生原理的分析,提出了陀螺仪和加速度计的新型误差补偿模型,并推导了基于高斯牛顿法的误差补偿与标定方法,由此简化了标定过程,得到了标定结果;实验结果表明了在不提高成本和降低精度的情况下该基于高斯牛顿法的误差补偿与标定方法的有效性。

基于GIS地图的移动机器人路径规划

针对移动机器人路径规划实现条件的限制,提出基于GIS(geographic information system)地图的移动机器人路径规划.该方法应用改进A*算法,较好地实现了移动机器人的最优路径规划.在任意给定的地图中,只要确定了机器人的起点和终点,就可以找到该机器人在实际工作环境中符合需求的路径规划轨迹.应用VC++编程进行实验,证明了该方法的有效性.

一种欠驱动3D打印机械手的结构设计

本研究目的是为UR5机器人设计一种结构简单易于控制的欠驱动3D打印机械手.欠驱动结构是指驱动器数目少于本身自由度数目的机构.根据此设计原理设计出通过一个伺服电机驱动4根手指,每个手指由两个指骨构成的欠驱动3D打印机械手.机械手电机通过滑轮系统与手指连接,每个手指都可独立移动,使得机械手可抓取各种不规则物体.通过抓握类型分析、机械手机构设计、手指滑轮系统的优化,确定设计参数设计出机械手.采用3D打印技术能廉价、快速地制造机械手零件.机械手能很好地保持抓取时的稳定性、对抓取对象的适应性和降低机械手结构的复杂性.

手持式结构光对物体三维测量的方法研究

结构光三维测量方法广泛地应用在许多领域。在传统的测量方法中,利用固定的摄像机和激光器对物体进行测量,因此不够灵活方便。本文提出了一种无机械传动装置的手持式结构光对物体进行测量的方法。在本方法中,应用视频记录测量物体的全过程,因此对物体进行测量会更加方便。仅需要一个激光器和和一个摄像机就能够完成对物体的测量,因此测量系统的成本较低。文章通过对该方法的理论分析和实验研究,证明了利用该方法实现物体表面三维测量的可行性。

光圈图案选择方法实验性研究及其应用

通过实验分析提出了一种基于图像统计学和Kullback-Leibler散度算法的最优光圈图案的选择方法。因为光圈图案本身对深度信息是有一定的敏感度和区分能力,只是会有好坏之分,所以选择一个最优的光圈图案对于深度信息的区分及提取有很大帮助。利用图像统计学原理得到模糊图像在频域中的分布,计算不同深度距离上的两两模糊图像的分布之间的Kullback-Leibler散度值,并通过实验找到评价光圈图案区分深度信息的综合能力的方法,以此作为不同光圈图案间的比较依据,进而找出在几种图案中对区分深度信息相对最优的光圈图案。利用提出的方法对多个自制光圈图案进行了实验,实验结果表明了该方法的可行性。介绍了编码光圈在图像复原上的简单应用。

出租车信誉计量系统设计研究

当前出租车行业由于缺乏有效的监管政策,正规出租车和"黑车"司机为增加收入载客绕路现象频频发生。针对此类问题,基于Dijkstra算法、嵌入式Linux系统、GPS及LED模块,设计了新型出租车信誉度计量系统。采用GPS和里程传感器双重里程计算方法,有效避免人为改造里程传感造成的价钱不合理,由此建立的信誉等级评价模型的准确度得到提高。经验证,该装置与当前的的智能交通系统相辅相成,可直观地对出租车信誉度进行评估量化和显示,有助于规范化出租车行业,帮助乘客更好的出行。

四旋翼直升机爬升速度检测方法与实验研究

为实现四旋翼直升机爬升速度的精确测量,提出了一种新型的检测方法;该方法首先采用加权平均法和均值滤波方法测量高度值,然后采用平滑鲁棒噪声微分法计算爬升速度,通过对实时数据的采集与处理,得到精确的信息;基于MEAS公司MS5611-01BA气压传感器的实验结果表明,经过平滑鲁棒噪声微分法处理后的爬升速度精度明显提高,标准差只有中心差分法的34%,比Lanczos微分法减少了13%,具有较好的鲁棒性,满足实际应用要求。