煤矿井下自动加卸钻杆靶标图像清晰化方法研究

受煤矿井运输巷道空间限制,将钻孔机器人设计为灵活布局的钻进和钻杆加卸2个独立系统,利用基于合作靶标的单目视觉识别,将钻进和钻杆加卸2个系统关联,解决两系统递送钻杆的协同作业问题。然而,煤矿井下钻孔施工中场景复杂,存在孔口煤渣、污水污染合作靶标、粉尘浓度大能见度低、人造光源亮度低、光照不均匀使靶标图像对比度低,以及矿灯直射合作靶标反光等问题,会影响合作靶标图像清晰度,使基于靶标识别加卸钻杆的位置的精度降低,进而影响钻孔机器人自动加卸钻杆的成功率。因此,首先针对施工中孔口返出的煤渣、煤泥污染合作靶标的问题,利用形态学滤波中先腐蚀,再膨胀的开运算,清除煤渣间断斑块和突出靶标像素点;先膨胀再腐蚀的闭运算,消除小的孔洞和间断细小鸿沟,达到消除固体污染物对合作靶标的影响;其次针对粉尘、岩尘、水雾和污水影响图像对比度问题,通过暗通道先验求出初始透射率,采用梯度域导向滤波精细化透射率,利用导向滤波得到改进暗通道,并求大气光值,利用大气散射模型得到除雾后的图像,实现清晰化图像、增强图像对比度目的;最后对亚像素级角点和方向进行精细化,优化能量函数,使用种子棋盘格沿4个边缘生长棋盘格,用能量变化情况确认是否生长出最大的棋盘,补全因强光反射缺失的合作靶标图像。实验结果表明:将形态学滤波、去雾算法和棋盘格生长等方法相融合,可增强煤矿井下复杂场景钻孔施工中合作靶标图像的清晰度,提高基于视觉识别的图像精度,为钻孔机器人自动加卸钻杆的精确控制奠定基础。

基于角点生长算法的镁合金晶粒组织模拟

建立了一种新的模型来模拟镁合金凝固组织,该模型采用了概率性元胞法(正方形元胞、四邻胞配置)。凝固过程中的形核由高斯分布形核模型控制;枝晶的晶向随机定义;枝晶尖端的生长速度由KGT模型计算后拟合成三次多项式;元胞的捕捉和状态转换规则由针对镁合金密排六方特性设计的角点生长算法控制。利用该模型计算了单个及多个晶粒的生长过程,并通过多个晶粒模拟结果与实验结果的对比验证了模型的准确性。

数字图像在输电线路检测中的应用

为检测输电线缆的运行情况,提出图像拼接与Hough变换相融合的数字图像检测方法。借助MATLAB,对实测图像进行灰度归一化处理,减弱照明视点引起的亮度转换。以自适应非极大值抑制算法筛选,提取特征角点,进行种子点区域增长和匹配,运用Hough变换提取拼接图中目标电缆,判断输电线路运行状态。实验结果表明:所提算法可有效增加目标电缆占据图像的比重,抗干扰能力强,运行效率高,具有工程实践意义。