基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量

针对柔性臂末端存在负载情况下的振动测量研究,设计一种基于线结构光视觉的柔性臂振动位移测量系统。首先,选取负载柔性臂作为测量对象,搭建线结构光视觉测振平台,通过CCD相机采集机械臂末端由激光发射器发射的光条图像;其次,经过提取光条中心特征点,得到准确的光条特征点信息;最后,进行了振动位移测量实验。实验结果表明:基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量方法能够在非接触情况下进行实时、准确的振动位移测量,与压电测量法对比分析,实验结果平均差异率仅为1.2%,从而验证了线结构光测振系统方法的可行性和有效性。

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。

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。

结构光光条中心的提取算法

在线结构光测量系统中,光条中心的准确提取是影响整个测量系统精度的关键因素之一。由于被测物体表面的性质等系统噪声的影响,使得精确提取光条中心存在一定的难度。采用了抛物线拟合法和基于光条骨架的方向模板法对采集的光条图像进行光条中心提取,实验结果表明当光条图像的曲率较大时,基于光条骨架的方向模板法能够有效、准确的提取光条中心。

管道内表面检测圆结构光光条中心提取算法研究

为了实现管道内表面圆结构光三维重建并直观反映缺陷位置,针对圆结构光条纹中心的快速、精确提取,提出了一种基于感兴趣区域提取和光条骨架可变方向模板法结合的光条中心提取方法.首先对感兴趣区域进行提取(ROI),在此区域内用最大类间方差法进行阈值分割,再结合可变方向模板法实现亚像素级圆结构光条纹中心提取.实验结果表明:该算法可以精确快速提取圆光条中心,进而使三维重建达到良好效果.

基于线结构光路面车辙检测系统研究

针对二维图像测量路面车辙时复杂背景干扰的弊端,提出了基于局部逼近式的线结构光路面车辙测量的方法。检测车系统在自然驾驶过程中,向路面车辙投射红外线激光,并通过高速相机采集拍摄完成的图像数据,采用相应的图像处理的算法实现对路面车辙的实时检测。首先介绍了路面车辙测量的三角形原理和线结构光条中心的不同提取方法,然后提出基于局部逼近式的车辙轮廓线深度信息的提取方法,并对比给出了测量不同类型车辙的深度信息。结果表明基于线结构光测量结果较传统人工测量车辙结果精度提高了3%以上,且对于不同类型车辙其测量结果提高各异,突显了线结构光法测量的准确性和差异性。

面向重建的结构光中心快速提取方法

在逆向工程的非接触光学测量系统中,准确、快速提取光条中心是保证获取实物表面形状数据精度和算法实时性的关键因素。根据激光强度符合高斯分布和光条边界的连续性特点,对传统的光条中心提取方法进行改进。考虑光条在图像中的形状和分布特征,通过从图像的不同位置和方向扫描得到光条中心,并比较了不同扫描方法所用的时间。利用本文方法重建了动车轮毂的三维轮廓。实验结果表明,本文方法比传统方法有明显提高,具有较强的实用性。

Steger算法在运动鞋底表面光条图像中心提取的应用

为了解决运动鞋生产过程光条在粗糙的鞋底表面产生的光斑以及光条宽度变化而带来光条图像的中心提取缺失的问题,提出一种适用于运动鞋底表面光条图像中心的提取算法。在最大类间差法(Otsu)的基础上引入了模板内像素灰度均值和其他像素灰度的差值阈值,从而有效分割出光条图像的光斑区域。采用Canny算子提取光条图像的边缘和宽度,并根据光条图像的宽度来改变Steger算法中高斯滤波核的大小。试验结果表明,所提算法可以准确分割运动鞋底表面的光条图像光斑,并快速提取鞋底表面光条的中心,解决因光条宽度变化而导致光条图像的中心提取失败的问题。

半透明胶条表面光条中心线提取

为了解决传统激光条纹中心线提取方法不适用于半透明物体的问题、实现对半透明胶条的轮廓精确测量,研究了半透明胶条表面光条中心线提取算法。对比分析了不透明胶条和半透明胶条的激光条纹成像机理。通过研究半透明胶条激光条纹的一维灰度序列,说明了直接反射分量和次表面散射分量的波峰分布差异。最后提出了半透明胶条表面光条中心线提取算法,首先扫描激光条纹的一维灰度序列;然后采用数学形态学方法,根据波峰灰度值大小及分布位置差异提取得到直接反射分量;最后,采用灰度重心法对灰度序列中的直接反射分量开窗提取亚像素中心位置坐标,连续扫描获得光条中心线。实验结果表明,本文方法有效排除了次表面散射的干扰,提取光条中心线的平均误差达到3.197pixel,二次曲线拟合后的平均误差为0.714 pixel,优于直接采用灰度重心法提取光条中心线。本文方法能够有效提取半透明胶条表面光条中心线,为工业现场半透明胶条的轮廓测量奠定了基础。

一种面向对缝测量的双线结构光光条中心提取方法

针对双线结构光对缝测量系统中光条中心的提取问题,提出一种基于自适应阈值和傅里叶拟合的光条中心亚像素提取方法。该方法根据双线结构光光带截面灰度呈近似周期性分布的特点,先采用骨架细化法获得条纹中心初始位置,再通过均方灰度梯度求取骨架上每一点的法线方向,然后采用自适应阈值法提取出条纹各列法向宽度值,最后利用条纹法向宽度内的灰度值数据进行傅里叶拟合,求取拟合曲线的峰值,连接峰值点得到光条的中心线。试验结果表明,该方法提取的光条中心点到中心点拟合直线的平均距离为0.1182个像素和0.1428个像素,优于骨架细化法和高斯拟合法,并且该方法能够一次完成两根结构光光条中心的精确提取,对缝的测量精度能够达到0.04mm。

基于三通道融合的结构光中心条纹提取算法

实现坝体连接处永久缝的非接触式三维形变测量方法,对保障大坝安全运行具有重要的意义。结构光用来快速获取待测坝体拼接缝部位的表面形貌数据,并利用所获得数据对待测物体表面相貌的三维重构获得缝隙部位形变状态。由于结构光的光条中心提取精度易受噪声干扰,提出了一种三通道特征融合算法来提取条纹中心点。首先,利用方向梯度直方图、局部二值模式和Gabor函数得到三幅光条特征图像。然后,利用图像融合算法确定最终的特征图像。最后,用细化骨架的方法得到中心线。实验结果证明,相较于Steger算法,该方法的最大和平均列坐标差下降至2像素和0.069像素,且测量误差减小至0.114 mm。

基于线激光辅助的输送带撕裂视觉检测技术研究与应用

在煤炭生产制造过程中,输送带时常会由于各种原因而产生纵向的断裂,进而报废,可能会影响到整个煤炭工业流程安全进行。需要对输送带及时检测,一旦发现断裂问题,就必须立刻停止其工作,从而降低经济损失。文章研究一种用线激光作辅助对输送带进行故障检测的方法,提高了获取激光条纹图像的对比度,弱化了颗粒、尘土等其他杂质因素的存在,使得提取结果更加清晰直观;操作方法十分简单,过程比较容易实现;大大提高了整个检测过程的速度和准确性,几乎做到了实时检测。实现了高效、准确的检测出传送带故障并为其提供了相应的保护措施。

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。