面向大尺寸检测CCD图像中心提取精度的研究

大尺寸测量中,数字图像处理技术起到了至关重要的作用,而图像中心特征的提取精度是影响数字图像处理的核心因素之一。目前常用的中心特征的提取方法是传统质心法、灰度阈值质心法、平方加权质心法和高斯曲面拟合法质心法。由于采集图像时物体距CCD像面距离不固定,上述方法对不同物距采集的图像中心特征提取效果不同。现将在理论分析和仿真实验验证2个方面对这4种方法的特性进行比较。实验结果表明:高斯拟合质心法更适合较远距离采集图像的标定,而另3种质心法更适合较近距离采集图像的标定。

激光三角位移传感器定位算法优化设计

采用激光三角测距原理设计并制作了高集成度的激光三角位移传感器测头LDSP—100。第一版机型的软件算法基于曲线拟合中的多项式拟合和高斯拟合,进行光斑定位。由于一体化设计对光斑定位稳定性要求极高,单纯的拟合算法定位无法满足。经进一步优化设计,实现了基于平方加权灰度质心的分段平均算法。实验、对比和分析表明:优化后的基于平方加权灰度质心的分段平均算法,重复性误差达到±0.003 7 mm(100 mm量程),即±0.003 7%F.S.,高于基于灰度质心的分段平均算法60.4%;高于高斯拟合算法22.9%。

基于修正RSSI值的四边形加权质心定位算法

在利用接收信号强度指示(RSSI)对无线传感器网络中的未知节点进行定位时,RSSI值易受环境的影响导致定位误差,为此提出基于RSSI测距修正的四边形加权质心定位算法(QWCRC)。先对来自同一锚节点的多个RSSI值进行卡尔曼滤波,得到修正的RSSI值,致使测距尽可能的接近真实距离;再采用四边形加权定位对未知节点进行定位,同时利用最小二乘法进行辅助定位,此算法对于相邻锚节点圆不相交的情况给出新的解决方案。实验结果对比表明,改进的算法相比较于四边形加权质心算法(QWC)和RSSI测距修正的三角形加权算法(TWCRC),在锚节点数目5×5和噪声强度为0 dbm时,定位精度可分别提升87.14%和35.51%。

加权质心定位及其算法实现

基于接收信号强度(RSSI)定位,在确定1m处接收到发射节点的信号强度值A及路径损耗因子n时,大多采用实验法,即记录多组数据求平均值。该方法不仅工作量大且不便于程序化,本文将利用最小二乘法理论,对参数A、n进行估计。在此基础上,选取5个固定节点,采取加权质心定位方法,实现对未知节点的有效定位。最后,以MATLAB2020b为平台,实现定位的程序化、自动化。

基于FPGA的单星模拟器质心检测算法研究

星点质心检测是星模拟器检测技术中的关键技术之一,针对传统处理算法中运算量大、复杂度高、速度慢的问题,提出了一种基于FPGA的单星模拟器质心检测新算法。通过星图预处理和星点提取算法去除噪声,采用平方质心算法计算星点亚像素坐标,并设计了硬件体系结构,完成了高斯滤波、星点提取、质心计算等模块的设计,实现了星图流水化处理,提高了质心检测速度。测试结果表明,星点质心检测的误差小于0.1 pixel,可通过单次扫描无须图像缓存即可计算出质心坐标,极大地提高了处理速度,过程中无须消耗RAM存储器资源,大大节省了存储空间。

Cortex-A9平台钢筋焊缝光条中心提取实现

在钢筋焊缝三维形貌的现场检测中,由于传统检测仪不便移动与笨重,则利用Cortex-A9处理器构成一种便携式检测系统进行三维视觉检测。其中提取焊缝的光条中心非常重要,因此将实现在嵌入式系统下光条中心的提取,首先由处理器控制cmos摄像头实时采集获得的图像进行平滑滤波并用大津法得到动态阈值进行图像分割,然后利用灰度平方加权阈值重心法得到焊缝光条纹的亚像素精度中心。实验结果表明该算法抗干扰能力强,在开发板平台上提取原始图像的光条中心用时0. 15 s,可实现焊缝光条中心的精确提取。

一种用于电缆定位的地下电磁波速计算方法

基于时域有限差分法,对不同介电常数的土壤介质和不同半径的地下目标圆柱进行了模拟,得到了正双曲面图像。采用自适应高斯阈值算法提取外观特征,用最小二乘法对双曲线信号进行拟合,得到地下目标的位置和半径等信息。本文介绍并研究了3种不同的波速计算方法。结果表明,基于双曲线拟合系数的波速计算方法稳定性较差,在不同土壤介质和不同半径地下目标的介电常数下,计算结果与理论值有较大偏差。双曲线各点的加权波速计算值与理论值接近。

太阳杂光噪声下星敏感器星像点质心定位方法

为了保障太阳杂光干扰下星像点质心定位的精度,本文提出了一种去阈值和杂光斜面噪声的质心定位新方法。首先,在星像点窗口内将太阳杂光灰度噪声建模为一个斜面。针对质心定位新方法,推导关于杂光斜面模型各参数估计误差的质心定位误差分析公式,尤其是关于开窗大小的函数关系。然后,基于窗口边缘像素给出杂光斜面模型的最小二乘参数估计公式。最后,采用传统的灰度重心法、去阈值灰度重心法和所提方法进行质心定位仿真测试,结果表明,所提方法的精度比传统灰度重心法和去阈值质心法的精度分别提高了2倍和15倍,是太阳杂光干扰下星像点质心定位的有效方法,具有一定的工程应用价值。