Adaptive illumination light source for online machine vision inspection of tin steel strips

The different reflection characteristics of the surface of tin steel strips and the different speeds of the tinning line demand an adaptive illumination light source for online machine vision inspection. This light source can be integrated with a time delay integration charge-coupled device （TDI CCD ） to capture the images of moving objects and facilitate inspection of the surface quality of tin steel strips. On-site application show the effectiveness of the TDI camera with the adaptive illumination light source in detecting the surface defects on tin steel strips of three different materials and with different tin coating weights.

空间扭曲的导光条注塑模具设计

导光条的重要特征是导光齿,针对导光齿呈空间扭曲状态分布的长条形导光条模具的开模方向设计难点,提出了基于特征面的法向集合选择模具Z向的方法。先分析零件特征,进行特征面归类,整理归类好的特征面的法向集合,寻找法向的分布规律,根据分布规律确定模具的开模方向范围,再借助零件上其他特征缩小开模方向范围,直至选定合适的开模方向和模具坐标系。在模具结构设计过程中,充分考虑模具受力平衡,设计了瓣合分型+空间大角度抽芯的多层组合式分型机构,最终成功设计了一套一模两件带组合抽芯机构的热流道模具。模具受力平衡,产品质量好。

马来酸酐接枝聚乙烯对多层共挤薄膜的影响

对于以PA6为阻断层的多层共挤膜而言,通过马来酸酐(MA)接枝改性的聚乙烯是一种良好的黏合树脂,利用双螺杆挤出机制备马来酸酐接枝聚乙烯,作为五层共挤薄膜的结合层,从晶体数量、拉伸强度、剥离强度等角度,考察马来酸酐接枝聚乙烯对五层共挤薄膜的影响。经实验发现,随着马来酸酐添加量的增加,对五层共挤吹膜晶点的影响先增大后减少,对五层共挤膜的纵向拉伸强度和横向拉伸强度的影响都是先升高后降低,但是剥离强度逐步升高,氧气透过率先降低后升高,透光率逐步降低。在五层共挤薄膜的生产过程中,需要结合马来酸酐对五层共挤薄膜的拉伸强度、剥离强度、氧气透过率、透光率的影响,综合考虑马来酸酐的添加量。

基于投影光条法智能矫直系统板形检测研究

针对多样化板材零件矫直,采用投影光条法对板形平直度检测进行了研究,旨在解决单件板材零件在矫直前、后的板形识别问题。通过研究光条图像的滤波去噪、边缘检测算法和中心线提取方法,并对条纹图像处理算法进行了大量的计算机仿真实验对比,选取了适合本系统的光条图像处理方法,实现了对板材零件的平直度计算和板形重构。研究结果表明,该系统的检测误差小于±0.5 mm,对于规则形状板材零件的板形识别,系统响应时间为1.5 s;对于有孔的不规则形状板材零件的板形识别,其系统响应时间为1.8 s。该方法可有效用于矫直系统中各类金属板材零件的平直度检测,并能显著提高矫直系统的自动化和智能化水平,是一种非接触式全局测量方法,能有效克服传统测量方式对板材表面的损伤。

轨道交通户外站台门与列车间隙背景灯带图像分割算法研究

轨道交通在发车前需要清空站台与列车间隙,否则异物入侵会对乘客与列车运行造成安全隐患,基于背景灯带的异物入侵检测需要对灯带在图像中进行图像分割、提取、识别。针对在户外站台场景下,复杂背景和日光等因素为背景灯带提取带来困难的问题,提出一种无监督的图像分割算法。首先通过卷积神经网络进行特征提取,然后将特征图输入到后续分类器中对所有像素进行类别输出。在训练过程中,使用的损失函数从三方面进行设计:考虑特征相似度和空间连续约束、基于深度支持向量描述以及基于几何与光度增强。算法能够实现单样本无监督对神经网络参数进行调优。通过对某城轨站台真实数据采集及实验结果表明,本文提出的方法在与训练样本不同光照条件、拍摄角度条件下,对背景灯带进行分割的F1分数为78.47%;在性能优于其他方法的同时,耗时最多能减少97.1%;算法为基于背景灯带的异物检测方案提供一种行之有效的图像分割方法,为后续的异物自动检测提供基础。

大秦重载铁路计轴与轨道电路共缆传输方案研究

大秦线是我国第一条双线重载电气化运煤专线,随着运量的逐年增加,线路尤其是隧道内因煤尘所导致的道床漏泄增大,造成轨道电路“红光带”故障,严重影响运输效率。为此,从彻底解决问题、工程改造影响范围小、方案可实施性强的角度出发,提出计轴与轨道电路共缆的传输方案。首先设计叠加系统整体架构,明确关键模块功能及系统工作流程;其次设计关键部件,并结合现场情况提出工程改造方案,指导叠加系统现场安装与实施;然后确定叠加系统应用技术范围,进一步对叠加系统进行整体测试,得出测试结论符合预期要求;最后对该方案进行经济性分析,论证实施该方案的必要性及推广价值。

自发光高可视警示服的可视性能评价

为评价自发光警示服的可视性能,采用稀土发光材料、反光材料、发光二极管(light emitting diode, LED)灯带及电激发光(electro luminescent, EL)冷光线制备了2款具有光致发光与电致发光特性的自发光高可视警示服试样。通过可视时间与可视距离测试,对试样的可视性能进行评价。结果表明:时间及距离在很大程度上影响可视性能,相较于距离,时间对可视性能的影响更大,第一代高可视警示服的可视时间与可视效果相关度更高,第二代高可视警示服的发光性能更稳定。

轻小型无人机载激光雷达测量系统检校方法

轻小型无人机载激光雷达测量系统具有成本低廉、作业便利等优势,其应用领域越来越广泛。但现有系统由于控制成本等原因,使其直接采集的点云数据质量不高,必须通过地面检校来消除系统误差。设计了一套适用于轻小型无人机载激光雷达测量系统的检校方案,首先设计了一种可灵活组装与使用的圆型靶标器,其次建立了以航带点云为单元的区域网平差模型,最后通过精确测量靶标器中心点的真实地面坐标和采集点云坐标,平差求解出每条航带点云的几何校正参数并以大疆禅思L1激光雷达测量系统为例对该方法进行了实验。结果表明该方案可显著提升原始点云的定位精度。此外,通过设计不同的靶标器布设方案对检校实施方案进行了探讨,总结了靶标器最佳布设原则。

基于改进灰度重心法的光带中心提取算法

在线结构光三维测量中,由于线结构光光源质量、物体表面反射率非均匀性以及表面粗糙性等因素的影响,激光光带经常会出现宽度不均匀,光带亮度不集中、离散性较大的现象。本文提出一种改进灰度重心法提取激光光带中心线,该算法基于自适应二值化处理得到光带各列法向宽度值以及光带的准确边界。然后,利用光带边界与灰度数据进行灰度重心计算确定出光带的中心位置。结果证实,改进算法中灰度重心的计算范围与光带宽度相一致,因而具有较高的提取精度和良好的适应性。

一种新的高精度的线结构光传感器标定方法

提出了一种新的高精度的线结构先传感器标定方法.这种方法仅需一个简单标定靶和一个一维工作台，且不用另外的仪器来测量光手面上点的光标，即可实现对线结构先传感器参数的高精度、快速的标定.该方法对可见光和不可见光的场合均适用.

汽车焊缝密封胶条的光条中心提取算法研究

汽车焊缝涂胶能够提高车身密封水平,需要对胶条进行检测并且获得三维信息。激光三角法是应用广泛的检测方法,其关键技术之一是准确提取光条中心。但针对黑色被检胶体,光条中心提取鲁棒性差,因此提出了一种基于光条分割的Hessian矩阵定位和高斯曲线拟合的算法。首先,将整体图像对比度提高,运用去噪算法消除干扰的噪声;然后用极值法初步定位光条,结合Hessian矩阵对激光条的中心进行定位;最后利用高斯曲线准确拟合出激光条的中心。实验研究表明,在对光条图像添加噪声幅度为100的白噪声之后进行处理,同样能够将精度控制在亚像素级别,能够提高黑色被检测物体的光条的稳定性。

舵面角度测量中结构光光条图像自动定位方法

本文提出了一种在舵面角度测量中多平面结构光光条的自动定位方法。该方法首先基于Steger方法提取舵面中多个平面的光条图像中心;然后基于直线约束和距离约束提取出各小直线段,并根据各直线段的直线方向将各小直线段归类为最后的光条直线;最后根据光条直线的位置判断各光条直线所在光平面及所在舵平面。经实验验证,本文方法切实有效,具有较高的鲁棒性。

线结构光传感器结构参数标定的新方法

本文提出了一种简单、快速、高精度的线结构光传感器结构参数的标定方法．为求得光平面和摄像机间的位置关系，设计了一种简单、实用的梯形靶标，以测量光平面上点的坐标，并采用罚函数约束求解参数．该方法对可见光和不可见光的场合均适用．实验证明，这种方法具有较高精度．

不同玉米-大豆带状套作组合条件下光合有效辐射强度分布特征对大豆光合特性和产量的影响

【目的】发展间种套作大豆是有效解决粮食供需矛盾的重要途径。本文旨在通过优化群体配置,改善群体光分布特征,实现大豆对有效光能的高效利用,为套作大豆高产栽培及群体结构的优化设计提供理论依据和技术途径。【方法】本研究于2011年和2012年,以不同株型玉米杂交种和大豆品种贡选1号为试材,设计登海605/贡选1号(处理A)、川单418/贡选1号(处理B)、雅玉13/贡选1号(处理C)3种玉豆带状套作组合,并以大豆单作作为对照(CK),分析不同玉豆带状套作组合PAR分布特征对大豆光合特性和产量的影响。【结果】(1)不同玉豆带状套作组合的PAR和透光率存在显著差异,且均显著低于CK(P<0.05)。玉豆共生期间,处理A的PAR分别比处理B和处理C高54.4%和90.7%。处理A的透光率分别比处理B和处理C高7.4%和17.7%。处理A的PAR和透光率均显著高于处理B和处理C。这说明登海605/贡选1号的带状套作组合,能够提高套作系统的光合有效辐射强度和透光率。(2)不同玉豆带状套作组合下,处理A大豆叶片Pn显著高于处理B和处理C(P<0.05),处理B和处理C大豆的Pn与处理A相比分别低了14.16%和27.23%。Gs和Ci与Pn变化趋势相同,Pn与Gs存在显著的正相关关系(0.883**),说明气孔限制可能是Pn下降的主要原因。(3)不同玉豆带状套作组合显著提高了大豆叶片的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量,降低了Chla/b比值,且均呈显著差异(P<0.05)。在V3、V5和R1期时,处理C大豆叶片Chla含量比处理A和B相比分别高5.42%、10.2%、5.9%和3.08%、4.9%、3.3%。处理C下大豆的Chlb含量比处理A和处理B分别高14.4%、14.9%,11.73%和7.8%、7%和5.74%。处理C大豆叶片Chl(a+b)的含量比处理A和处理B分别高7.27%,11.1%,7%和4.08%,5.35%,3.8%。处理间Chla/b与其呈相反的变化趋势。不同套作组合大豆叶片的叶绿素含量随着遮阴程度的增加而增加,使叶片更有效的捕获有限的光能,对光强降低有一定的补偿作用,增加对有限光能的利用。(4)不同玉豆带状套作组合大豆叶面积指数和干物质重且均显著低于CK。且处理间呈显著性差异(P<0.05),玉豆共生期间,不同玉豆带状套作组合大豆的LAI表现为处理A>处理B>处理C,且处理B和处理C的干物质重分别比处理A低35.4%和57.1%,LAI与干物质重存在显著的正相关关系(0.977**),说明紧凑型玉米削弱了对大豆弱光胁迫的程度,增加了LAI和光能截获量,从而提高了套作大豆群体的物质积累。(5)不同玉豆带状套作组合下,大豆产量及产量构成因素存在显著性差异(P<0.05)。处理A的单株荚数比处理B和处理C高11.28%和32.75%,单株粒数高5.19%和13.34%,每荚粒数高6.4%和22.5%,单株粒重高2.16%和6.22%。不同处理间大豆产量以处理A的产量最高,且分别比处理B和处理C高13.13%和35.6%,说明随着玉米对大豆弱光胁迫程度的加剧,大豆产量呈现降低趋势。【结论】适宜的株型配置可以改善套作大豆生长的光照环境、提高其光合效率和产量。

应用气提原油稳定工艺提高轻烃回收率

对中原油田采油一厂文一联、文三联负压原油稳定装置存在的问题进行了分析。利用ASPEN-PLUS软件对原油稳定塔内的平衡汽化、平衡冷凝过程进行模拟计算,确定最佳工艺参数,在此基础上对负压原油稳定装置进行了改造。介绍了改造后的气提原油稳定轻烃回收技术的作用和效益。

一种改进的高斯拟合法在光带中心提取中的应用

由于投射到物体表面的激光条纹因被调制在条纹不同位置处其宽度也各不相同。因此不能确定合适的拟合数据使得高斯拟合法的提取精度较低。针对此情况,提出了改进的高斯拟合法来进行激光条纹中心线提取,当激光条纹宽度发生变化时,通过边缘增强,图像分割,去噪处理后获得合适的拟合数据长度。实验结果表明:这种改进的高斯分布的曲线拟合算法在测量中更具有可行性,且提取精度得到提高,更适合于光条中心线提取。

带状套作荫蔽及复光对不同大豆品种(系)生长及产量的影响

选取我国南方套作模式下20个不同产量水平的大豆品种(系),于2013—2014年采用净作和遮阴(遮阳网或玉米)对比分析了高产和低产大豆品种在荫蔽期及复光期的生长特点。结果表明,荫蔽期间,茎叶干物重显著低于净作,分配规律表现为"茎多叶少",分别为58.4%和41.6%;与高产类型大豆相比,低产类型茎叶干重下降比例、茎长、茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积显著增加;荫蔽期地上部干物质与产量呈显著正相关,茎干物质比例与产量呈显著负相关。光照恢复后,地上部干物质迅速增加,分配规律表现为"茎少叶多",复光后30 d分别为47.7%和52.3%;高产类型地上部干物质、叶面积、叶干重比例、茎粗均显著大于低产类型,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积均显著小于低产类型;地上部干物质、叶面积、茎粗、叶干物质比例与产量呈显著正相关,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积与产量呈极显著负相关。通过复光前后生长性状与产量的回归分析,复光后30 d的叶干物质比例、茎长/地上部干物质、茎粗可作为预测套作大豆产量的主要指标。上述结果表明,选择荫蔽期茎长较短、地上部干物质较大、叶面积更大,光照恢复期茎粗较大、叶干物质比例较大、茎长/地上部干物质较小的大豆品种可以在套作下获得高产。

带状间作不同带间距对玉米光能利用的影响

【目的】探究玉米单株生长环境一致情况下,不同玉米带间距离对带状间作玉米光能利用的影响。【方法】于2021—2022年,以传统间作(1M1S、2M1S)和玉米-大豆带状间作(2M2S、2M3S、2M4S)为研究对象,设置5种玉米带间距离,分别为1 m(1M1S,1行玉米﹕1行大豆)、1.2 m(2M1S,2行玉米﹕1行大豆)、1.6 m(2M2S,2行玉米﹕2行大豆)、2 m(2M3S,2行玉米﹕3行大豆)、2.4 m(2M4S,2行玉米﹕4行大豆),另外设2种单作玉米为对照,单作玉米行距分别为80 cm(M80)和40 cm(M40),分析光环境的差异对玉米光能截获和光能利用率(RUE)的影响。【结果】与单作玉米相比,带状间作改善了玉米冠层中下部的透光率,显著提高玉米的叶面积和光能利用率,增加玉米干物质积累,使玉米叶片保持较高的净光合速率,促进产量的增加。随着玉米带间距离的增加,玉米中下部的透光率升高,带状间作2M2S、2M3S和2M4S处理较单作M80和M40处理分别升高30.67%、20.62%、10.10%和112.70%、96.35%、79.23%。2M4S处理由于玉米占地面积最少,导致单位土地面积上玉米光能截获最小,分别低于单作M80和M40处理44.72%和53.54%,但2M4S处理的单株光能利用率分别是单作M80和M40的1.14和2.16倍。带状间作2M2S、2M3S、2M4S处理的产量较单作M80和M40处理分别提高4.97%、10.47%、13.43%和50.05%、57.08%、61.31%。【结论】在玉米单株生长环境一致时,玉米带间距离的增大改善了玉米冠层中下部的透光性,增大了玉米的叶面积,使叶片保持着较高的净光合速率和光合产物的累积,进而提高了玉米的光能利用率。2M4S处理玉米中下部透光率最大,玉米的净光合速率和干物质积累最高,导致光能利用率和产量优势最高。

结构光测量中强噪声干扰条纹图像的处理

提出了一种应用于结构光测量系统中的强噪声干扰条纹图像处理过程,包括通过平滑滤波、差影法和阈值法结合进行二值化,以及图像的测量技术,对条纹图像降噪并快速分割,再对图像细化,提取特征数据.实验表明,该过程能在不使用其他专业软件的情况下,快速而准确地从强噪声干扰的条纹图像中得到图像特征数据.

条形药包不同空腔比试验研究

以全息动光弹为研究手段,研究了条形药包不同空腔比时应力场的分布及随时间变化的规律,提出了适宜空腔比的范围,并在大爆破工程中得到了检验。