泰勒级数准则的船体分段测量数据配准解析解

为提高船体分段测量数据与CAD模型间的配准定位效率,本文给出了一个基于泰勒级数准则的点集配准解析解,直接求解配准变换参数。通过分析最小二乘解析解的求解特点,考虑到配准变换参数的齐次表示问题,引入特征因子构建新的齐次变换矩阵,建立配准齐次表示模型。利用泰勒级数展开齐次变换矩阵的最近正交矩阵,得到齐次变换矩阵的无限次估计解。在此基础上,根据配准齐次表示模型的最大化,计算旋转矩阵的近似解析最优解。以理论模型和甲板分段实测数据为例子验证。本文结果表明了提出算法的有效性及实用性,为船体分段快速测量分析提供算法依据。

基于MS-FCM算法的船体板熔池图像处理技术

熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均值漂移(mean shift, MS)优化模糊C均值聚类(fuzzy c-means, FCM)的图像处理算法.在优化设计焊接动态视觉传感系统中,以最大化保证图像信息采集清晰度的基础上,利用MS算法获取超像素图像以解决FCM算法对噪声的敏感性,同时在FCM算法上引入加权邻域窗口,以增强MS-FCM算法的鲁棒性,来克服烟雾、飞溅、弧光等噪声影响,进而完成图像分割与边缘提取.最后,设计出关于FCM、空间约束模糊C均值聚类(fuzzy c-means with spatial constraints, FCM_S)、加强型模糊聚类(enhanced fuzzy c-means, ENFCM)和模糊局部信息C均值聚类(fuzzy local information c-means clustering, FLICM)算法的4种不同图像处理方法,并与MSFCM优化模型进行边缘分割效果对比,获取几种方法所提取的熔宽,验证熔池几何特征的提取精度.结果表明,MS-FCM算法在船舶焊接熔池图像处理方面能有效抑制噪声干扰,平滑信息,达到较高的提取精度.

一种工业传送带上石块大小自动判别系统的研究与应用

当今中国工矿业发展速度与产量都处于世界领先水平,但是存在生产工艺落后、科技水平不高、自动化和智能化程度较低、人员工作强度大、生产效能低、资源利用率低、故障发现不及时、员工数量大、成本高等许多待转型的情况,针对工业生产的源头问题,对工业传送带上矿石颗粒的自动判别系统进行研究,设计有关数学模型,实现了矿石大小的自动判定,不仅解放了部分生产力,降低工人的劳动强度,还实现了全天不间断监测,程序还可针对不合格情况实现自动报警功能,为实现矿山行业智能化、无人化改造奠定了一定基础。

基于凸包的SLIC超像素分割算法

在SLIC算法聚类分割过程中,因像素标记冗余更新导致算法耗时较长。为解决上述问题,提出基于凸包的SLIC超像素分割算法。该算法首先根据图像网格的灰度特征,利用阈值标记筛选出目标区域;其次,利用凸包算法构建图像凸包,并以其结构特征确定初始聚类中心;最后,基于初始聚类中心对目标区域使用SLIC算法完成图像分割。在MATLAB环境下分别对该算法与3种相关算法进行对比测试,实验结果表明,该算法能够有效提高算法运行效率,并具有较好的分割质量。

一种船体分段漆料全覆盖的喷涂路径规划方法

针对船体分段规则结构面喷涂不能够满足漆料全覆盖的现状,提出一种基于灰狼算法的船体分段结构面漆料全覆盖的喷涂路径规划方法。首先根据待喷涂结构面范围构建平面喷枪喷涂模型,确定区域全覆盖喷涂路径目标函数,通过灰狼算法求解目标函数获得喷涂间距、速度等关键参数进行仿真喷涂。结果表明,采用规划后的路径进行喷涂能够使漆膜覆盖且不超出整个结构面,同时保证了漆膜厚度平整性,从而有效提高了漆料利用率与喷涂效率,达到改善船体结构面喷涂的目标。

船体分段钢结构焊接变形控制方法

船体分段钢结构焊接变形导致焊接工艺下降,提出基于极限强度应变动态调整的船体分段钢结构焊接变形控制方法。构建船体分段钢结构船体板和加筋板试件的载荷分析模型,通过累积塑性损伤和疲劳裂纹损伤特性分析,建立循环载荷幅值响应与裂纹分布的动态分布关系,根据单调载荷下船体板极限强度的应变特征分析和动态反馈调整,实现对船体分段钢结构焊接变形控制。测试表明,该方法提高了船体分段钢结构焊接的可靠性,降低变形屈服响应,提高极限承载性能。

基于凸包计算和小波变换的显著目标检测算法

针对传统显著性检测算法存在显著性区域检测不准确、区域亮度不高以及不能有效抑制背景干扰等问题,提出了一种基于凸包计算和小波变换的显著目标检测算法(CHWT)。首先,在RGB、Lab、HSV空间分别对输入图像进行凸包计算,得到凸包交集,并对凸包交集进行二值化掩膜;其次,在多个尺度下对输入图像进行超像素分割,并利用MR(manifold ranking)算法得到多个尺度下的显著图,融合多个尺度下的显著图,并与凸包交集二值化掩膜进行贝叶斯融合获得多尺度超像素凸包显著图;最后,利用小波变换对输入图像的离散余弦变换(DCT)系数幅度谱进行多尺度分解,计算得到多尺度小波变换显著图,并与多尺度超像素凸包显著图进行线性融合获得最终显著图。在MSRA-10k、ECSSD和HKU-IS数据集上与其他6种现有算法进行了实验对比,实验结果表明:所提CHWT算法在准确率-召回率曲线(PR曲线)、算法综合指标(F-Measure)、平均绝对误差(MAE)和结构测量(SM)指标上优于其他算法,所提算法表现出更好的稳定性和鲁棒性。

基于凹包算法的点云地面分割方法

为了解决现有的地面分割方法在路面复杂、点云稀疏场景下存在的地面分割不准确的问题,提出一种基于凹包算法的地面分割算法。该方法首先根据激光雷达点云生成凹包,然后根据粗滤提取的三角面内点的分布和三角面法向量的扫描特性,将地面三角面选取出来,之后再精确提取地面三角面的内点,根据内点到三角面的距离即可精确的完成地面分割。实验结果表明,该方法可以充分考虑点云周围的几何特征,对物体的几何边界敏感,可以在地面倾斜的场景下精细的将小凸起、路牙石等小型障碍物分割出来。

基于K-Means聚类与凸包检测的金刚石磨粒分割与评价

金刚石工具广泛应用于磨削、线锯、研磨等领域,其表面的磨粒特征是影响加工结果与工具性能的重要因素。针对具有复杂背景信息的磨粒图像,提出一种基于K-means聚类与凸包检测的磨粒分割方法,结合二值化、形态学处理、主轮廓提取等相关操作实现磨粒的提取与分割;最终提出磨粒轮廓面积精度η_(CAA)、磨粒位置误差θ_(PE)和磨粒数量召回率σ_(QR) 3个相关指标来评价分割效果。结果表明:金刚石磨粒的平均轮廓面积精度为95.01%,平均位置误差仅为2.93%,平均数量召回率为98.30%,证明了该方法的准确性。

基于凸多边形的凸壳算法

确定平面点集的凸壳问题在计算机图形学、图像处理、CAD/CAM、模式识别等众多领域中有广泛的应用。本文根据凸多边形的性质构建了一种新的基于凸多边形的凸壳算法,该算法利用x、y坐标的极值将凸多边形分为几个段,应用凸壳顶点有序性,分段计算凸壳的顶点而得到凸壳。理论分析和实验结果表明,该算法运行速度快效率高,具有较强的实用性。

基于分形几何和最小凸包法的肺区域分割算法

在计算机辅助诊断系统中,为了缩小系统的分析范围、提高计算效率,需要将肺区域分割出来.但是通过已有方法获得的肺区域边界不准确,为此提出了一种基于分形几何和最小凸包法的肺区域分割算法.首先,根据肋骨和各组织的位置关系以及CT图像的上下层相似的性质,实现了对初始肺区域的自动提取.其次,利用网格线将肺区域分成小子块,并计算各子区域块的分形维数.根据肺区域边界的全局性质和局部性质,构造了最优的分形维数阈值,并根据该阈值识别需要修复的肺边界.最后,利用Jarvis步进法对肺边界进行了修复,从而在CT图像中获得了最终的肺区域.通过数值实验证明了提出的算法比传统方法更优秀,具有较高的分割准确率和较高的鲁棒性.

求凸壳顶点的一种算法

提出了一种求平面有限点集凸壳顶点的算法,并分析出该算法的时间复杂性是线性次乘法和O(nlogn)次两个数的比较。

求两个相交凸多边形并的凸包及交的算法

凸多边形交、并求解的难点在于如何维护结果多边形的顶点序列。利用坐标的极值将凸多边形分成几个段,利用凸壳顶点有序性,分段计算凸壳顶点而得到凸壳。两个相交的凸多边形P和Q,求P和Q并的凸壳通过计算它的4个单调段来进行。每个单调段的点是否是凸壳上的点只与2个凸多边形中的同一类型的单调段有关。该算法充分地利用了凸多边形顶点的有序性,使算法的时间复杂度达到最小。

一种改进的实时凸壳算法

凸壳问题是计算机图形学、图像处理、模式识别等众多领域中的一个基本问题。正切线算法需对新加入的实时点进行实时编号,本文实现了对新加入点的自动编号,且增加一个实时点最多只需对2个单调段进行计算,提高了运算效率,在最坏情况下时间复杂度为。

多蛋形交接耐压壳屈曲特性（英文）

文章基于鹅蛋的几何学特性设计了多蛋形交接耐压壳。多蛋形交接耐压壳中的各分段外形均与鹅蛋外轮廓一致,各分段的长/短轴、偏心距、厚度均相同,并通过环肋加强。文中对多蛋形交接耐压壳在受均布外压下的强度和屈曲特性进行了试验、数值和理论分析,并与单蛋形耐压壳对比。蛋形耐压壳比例模型的破坏实验结果显示:蛋形耐压壳的数值分析可以较好地预测真实破坏形式。

一种给定平面点集凸壳算法

凸壳问题是计算机图形学、图像处理、模式识别等众多领域中的一个基本问题。将正切线算法应用到给定平面点集凸壳的计算中,并实现了正切线算法中新加入点的自动编号。通过极值点把点集分成若干个区域,对于点集中的每一个点,若落于中间区域,则淘汰掉该点;若落于其它区域,则通过该点与它所在区域的原单调段进行计算得到新单调段,从而得到给定平面点集的凸壳。算法效率高,在最坏情况下的时间复杂度为O(nlogm),m为凸壳的顶点数。

连接不相交线段成简单多边形(链)的算法及其实现

提出一个如何连接平面上 n条线段成一简单多边形或者简单多边形链的实际问题 ,并证明了连接平面上线段集 S成一简单多边形链的一个充分条件—— S中有一条线段连接凸壳 CH(S)中不相邻顶点 .提出了连接平面上线段集 S成一简单多边形或者简单多边形链的算法 ,其基本思想是首先逐层计算线段集 S的凸壳 ,并将这些凸壳改变为简单多边形 ;然后计算各多边形之间的交点 ,进而删去这些交点 ;最后合并若干个简单多边形为一个简单多边形 .当 S中线段数目 n较大时 ,用分治思想设计分治算法 ,较好地求解了这个问题 .

基于OpenCV的多特征实时手势识别

基于视觉的手势识别是实现新一代人机交互的关键技术。从手势分割和手势表示两方面入手,提出了一种基于Open CV的多特征实时手势识别方法。利用HSV颜色空间肤色分割算法分割出肤色区域,根据手势的几何特征分离出手势区域,然后运用凸包算法检测指尖,结合指尖个数、手指间角度特征和轮廓长宽比特征,建立决策树对本定义的12种不同手势进行分类。实验结果表明,本方法具有较好的鲁棒性、实时性好、识别率高。

使用支持向量机分割指纹图像的方法

提出了一种使用支持向量机的指纹图像背景分割方法.以指纹图像的灰度方差和对比度为特征,训练用于分割背景的支持向量机,并用拟凸算法修正支持向量机的分割结果;使用较少的训练样本,得到泛化性能较好的分类器,对较大数据库中的指纹图像分割背景,正确率为95.3%,实现了利用小样本训练分割方法而较好地适用于同类大数据库的目的.

基于凸壳的重叠苹果目标分割与重建算法

重叠苹果目标的分割与定位是影响苹果采摘机器人采摘效率的关键因素之一。为了实现重叠苹果目标的分割与重建,在利用K-means聚类分割算法的基础上,该文提出一种基于凸壳的重叠苹果目标分割方法。通过计算目标凸包与目标相减后的凹区域,将重叠苹果轮廓上的凹点检测转换为凹区域上的凸点检测问题,降低了凹点检测的复杂度。利用相关分割准则实现了凹点匹配并进行目标分割,对分割得到的非完整目标利用Spline插值技术进行目标重建。为了验证算法的有效性,分别利用仿真目标与自然场景下的重叠苹果目标进行了测试,利用该方法得到的苹果目标平均定位误差为14.15%,平均目标重合度为85.08%,表明基于凸壳技术的重叠苹果目标分割方法具有较好的分割性能,将该方法应用于重叠目标分割与重建是有效可行的。