基于视觉图像的机加工零部件亚像素边缘定位

首先介绍了LOG算子的快速定位方法以及二维理想图像边缘模型的空间矩亚像素细分算法的基本原理;在此基础上给出了符合实际图像采样的三级灰度图像边缘模型的空间矩算子,并推导了该算子的原理误差公式。最后利用试验对空间矩算子亚像素定位方法的有效性、精度进行了研究,并给出了该方法的亚像素定位与实测尺寸的对比结果。结果表明该方法比传统的边缘检测算子的边缘定位精度有较大提高。

微零件图像亚像素边缘定位算法

为快速而精确地检测微零件图像边缘,提出了一种新的图像亚像素边缘定位算法.此算法与常用亚像素边缘定位算法区别在于不需要进行边缘初定位,而直接提取亚像素边缘点.应用一种新的图像坐标排序方法,使无规律的边缘点能够按照一定时针顺序链接成闭合曲线.以微齿轮图像作为实验对象测试了算法的精度与速度,结果表明该算法在边缘定位精度满足亚像素的情况下,能够快速提取边缘曲线,处理时间不超过1s.

基于三次Bézier曲线模型的空间矩亚像素边缘定位算法

针对已有直线模型和抛物线模型空间矩亚像素定位算法对存在拐点边缘进行定位的局限性,提出了一种基于三次Bézier曲线模型的定位算法,并利用Levenberg-Marquardt迭代法来确定三次Bézier曲线的控制顶点。仿真实验结果表明,当边缘轮廓类似存在拐点的曲线时,该模型的定位精度明显高于已有的其他模型。由于该模型只是基于理想的阶跃边缘,故对于其他类型的边缘的定位尚有待进一步研究。

基于图像的小尺寸零件圆参数亚像素定位算法

亚像素软件处理技术可以在一定程度上补偿图像测量系统由硬件限制引起的边缘定位误差,针对工业中的小尺寸圆形零件参数检测,提出了一种基于Zernike矩、二次多项式插值和最小二乘法拟合的圆参数亚像素定位算法。首先根据Zernike正交复数矩建立圆物体边缘点与边缘参数之间的映射关系,并提取边缘点;然后利用二次多项式插值在梯度方向上对提取出的边缘点进行进一步定位;最后利用最小二乘法拟合插值后的边缘点,得到亚像素精度的圆参数。通过小尺寸圆形惯性器件图像边缘提取实验,对该算法的有效性和检测精度进行了研究,给出了惯性器件的实测尺寸对比结果。实验结果表明:提出的圆参数亚像素定位算法比传统算子具有更高的检测定位精度,可满足图像目标高精度实时在线测量的要求。

基于激光视觉的石英摆片厚度精密测量方法

石英摆片厚度的检测能够提供产品生产过程中的重要信息,通过实时检测石英摆片的厚度,可以生产出高质量的产品,并能够识别和排除有缺陷的产品。为了提高石英摆片厚度参数检测的精度和效率,提出了一种利用激光视觉技术进行石英摆片厚度测量的非接触测量方法。该方法根据斯涅尔的基本光学定律,通过视觉测量系统获取激光光斑的图像;利用改进的Zern ike矩边缘定位算法及优化的激光光斑中心定位算法计算石英摆片的厚度。设计了半导体激光器恒功率驱动控制系统和激光光束准直系统,分析了激光入射角角度的选取原则。实验结果表明:该方法稳定性好,测量精度高,可以实现石英摆片厚度的非接触精密测量。

基于变结构元与参数映射的石英摆片参数测量

为了满足诸如民用领域和国防技术领域中对挠性器件石英摆片参数高精度测量的要求,提出一种利用视觉图像对石英摆片参数进行高精度测量的非接触方法.该方法通过视觉测量系统对石英摆片图像进行摄取,利用变结构元广义形态学边缘检测算法进行初始边缘定位,充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响.在亚像素图像处理中,提出了对圆形曲线进行亚像素边缘定位的边缘检测算法,建立了曲线边缘点与边缘参数之间的映射关系.利用检测出的曲线边缘点数据,通过定义一个新的误差函数并最小化,可以计算出石英摆片参数.实验结果表明,该方法稳定性好且实时性强,定位不确定度优于0.03像素,可实现石英摆片参数的精密测量.

超空泡实验中的数字图像检测

在水洞实验中,高速摄像机以数十赫兹至数十千赫的速度记录空化过程的系列影像,是研究水中空化现象机理的有力工具。如何从众多的数字图像中准确获取空泡的外形、空泡波动周期等信息,同时克服背景干扰和光线在空气、水以及水洞观察窗面板中的折射效应,是进行超空泡非定常实验要解决的重要课题。文中应用现代数字图像分析理论,通过对图像的滤波、灰度拉伸、图像校准、边缘检测等操作,总结出一套适合在超空泡水洞实验中应用的自动图像获取技术。使用该方法能够自动获取高速摄像图像中的空泡外形和振动周期等参数,并形成数据文件。实验表明,该方法自动化水平高,并具有较好的精度,在实际应用中获得了良好的效果。

一种基于空间矩的PCNN图像分割方法

脉冲耦合神经网络在图像分割中需要选取适当的网络参数,就内部连接矩阵而言,不同场合一般采用相同的设置,为了进一步改善图像分割质量,充分利用邻域的边缘及灰度分布信息,提出了一种基于空间矩确定内部连接矩阵的方法。仿真实验证明,该方法使得分割结果细节更丰富、分割区域更完整、边缘连续性更好。

基于视觉的SMT印刷钢网尺寸测量方法

为实现SMT钢网尺寸的精确自动测量,提出了一种基于Gerber文件信息的视觉测量方法。首先,采用NED公司的NUCLi7K线扫描相机采集真实图像,并通过读取Gerber文件提取图形的形状及大小等信息。其次,通过坐标比例、旋转和平移变换建立Gerber文件图形信息坐标系和真实图像坐标系之间的坐标映射以确定图形在真实图像上的大致位置。然后,采用Canny算子和Gray moments算子实现图形边缘的像素级和亚像素级精确定位。最后,根据图形的亚像素边缘通过直线和圆等图元拟合方法实现图形尺寸的精确测量。实验中测量值的最大测量误差为0.0854 pixel(0.91μm),均方差最大值为0.0282 pixel(0.30μm),表明该测量方法具有稳定、可靠和精度高等特点,能有效满足钢网尺寸自动测量要求。

微型石英敏感平板玻璃零件参数的激光视觉测量研究

高精度、快速非接触的平板玻璃零件的几何参数测量,已成为相关生产领域的主要问题,也是激光光谱学的一个重要应用方向。平板玻璃零件几何参数的准确检测不仅有助于加工工艺的改进和产品装配精度的提高,还可以实现按参数分档管理。为实现微型石英敏感平板玻璃零件参数的精密测量,提出了一种基于激光与视觉图像处理技术的多参数测量方法,设计了由自适应同轴视觉检测单元和激光视觉厚度测量单元构成的测试系统。为了保证其中的半导体激光器LD(laser diode)能提供稳定的光源,设计了一种恒功率驱动控制系统。在亚像素图像处理中给出了改进的亚像素边缘定位算法,实现了二次曲线特征边缘亚像素精确定位。利用检测出的曲线边缘点数据,通过定义一个新的误差函数并最小化,可以计算出微型石英敏感平板玻璃零件参数,从而实现图像特征参数的精确提取。在实验室条件下进行微型石英敏感平板玻璃零件几何参数的检测试验,测量结果的平均偏差优于2μm。该方法稳定性好,测量精度高,满足微型石英敏感平板玻璃零件参数检测的精度要求。

基于图像处理直线零件几何参数测量研究

为了不接触被测零件,又能快速地测量零件的几何参数,提出了一种基于图像处理的直线零件参数测量技术。该技术采用CCD采集零件图像,测量系统采用中值滤波、Canny边缘检测等图像预处理方法,得到单像素二值边缘图像,为了提高系统测量精度,对图像边缘进行亚像素定位,最后,采用"先局部,后全局"及阈值的直线检测快速Hough变换算法测量零件的参数。实验结果证明该测量系统速度快,测量精度良好,适用于清洁度要求高、测量精度要求不太高的工业在线参数测量。

一种基于视觉测量技术的复杂工件检测系统

针对金属工件具有强反射性和工件形状复杂的特点,设计了一种基于视觉测量技术的复杂工件二维检测系统。采用一种改进的基于灰度矩的亚像素边缘定位算法对边缘进行了精确定位,随后根据边缘点数据拟合出圆心与直线,最终求出工件的各个尺寸参数。测量尺寸参数误差小于0.03 mm,重复性误差±3σ=±4.5μm,实验结果表明,系统具有实时、非接触、速度快、精度高以及抗干扰能力强等优点,可以满足复杂工件尺寸检测的需要。

应用机器视觉精确检测电子连接器引脚尺寸的研究

由于电子连接器其体量小,生产数量大,基于机器视觉的非接触性检测在现在有着很大的发展前景。本文主要介绍了连接器引脚的尺寸检测,利用数字图像中的多种预处理方法进行处理,canny边缘提取,并利用亚像素边缘定位的方法达到精确的测量。实验结果表明,尺寸检测误差不超过0.01mm。

踝关节功能评价三维测量系统设计

在临床上医师通过对踝关节的X线拍片和多年经验来判断踝关节功能性不稳,这将增加临床诊断成本和诊断门槛。对于此问题,介绍一种基于三维测量与重建模型的踝关节功能评价系统。该系统采用结构光正-反投影技术,通过结构光正-反条纹图像来检测结构光边缘并实现亚像素定位;在此基础上,利用立体视觉原理来实现踝关节姿势的三维测量与重建,最后通过三维重建模型来分析踝关节功能性不稳。实验结果表明,该系统在无任何机械接触的情况下,有效地分析评价踝关节功能性不稳,为踝关节功能性不稳的早期发现和康复医疗提供有利的诊断与决策依据。

激光CCD自准直仪圆目标中心抗噪声精确定位方法

为满足高精度计量和方位瞄准跟踪系统的发展对激光CCD自准直仪测量精度的要求,提出一种基于正交傅里叶-梅林矩的激光CCD自准直仪圆目标中心抗噪声精确定位方法。首先利用正交傅里叶-梅林矩(OFMM)的幅值旋转不变性和更低径向矩阶数在充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,通过对图像边缘旋转后垂直方向上不同阶次的正交傅里叶-梅林矩之间关系的分析将圆目标轮廓定位至亚像素级,然后采用最小二乘拟合方法实现圆目标中心的精确定位。结果表明,该方法稳定性好,定位精度高且抗干扰能力强,改进后的激光CCD自准直仪的测量分辨力提高了10倍,测量精度由2″提高到±0.18″,可有效满足在小角度测量和瞄准等领域的高精度测量需要。

基于视觉图像的石英摆片参数精密测量方法

为了解决检测石英摆片易划伤和提高检测的速度、精度,提出了利用视觉图像进行石英摆片平面几何参数测量的非接触测量方法。该方法通过视觉系统对石英摆片图像进行摄取,由Sobel算子对图像进行单像素精度的边缘初始位置定位,进而利用改进的Zernike矩亚像素定位算法实现对目标边缘的精确定位,最后通过最小二乘法拟合边缘点得出石英摆片的平面几何参数。实验结果表明:该方法稳定性好,测量精度高,定位精度优于0.1pixel,可实现石英摆片平面几何参数的精密测量。

基于机器视觉的螺纹在线检测方法

针对汽车制动管螺纹联接零件在线检测需求,提出了一种基于机器视觉的螺纹参数在线检测方法。基于图像矩、仿射变换、双线性插值法对螺纹图像进行倾斜校正,利用中值滤波抑制螺纹边缘区域颗粒化现象。在Canny算法提取的像素边缘基础上,用二次曲线拟合法得到了螺纹图像亚像素边缘,用三次B样条曲线对亚像素边缘进行拟合,根据拟合曲线的曲率检测螺纹角点,最后基于最小二乘法计算出螺纹各尺寸参数。实验结果表明,本文所提出的螺纹检测方法具有效率高、精度高等特点,可以满足在线检测需求。

望远系统像倾斜的数字图像测量技术的研究

利用CCD摄像机采集像倾斜分划图像,建立线性回归数学模型,通过"目标移动法"和"亚像素定位边缘法"实现望远系统像倾斜的高精度自动测量。该方法可消除传统像倾斜测量方法中的主观误差的影响,图像处理误差小于10″,使测量的结果客观化,易于实现光电自动测量。