A Novel Vision Localization Method of Automated Micro-Polishing Robot

Based on photogrammetry technology,a novel localization method of micro-polishing robot,which is restricted within certain working space,is presented in this paper.On the basis of pinhole camera model,a new mathematical model of vision localization of automated polishing robot is established.The vision localization is based on the distance-constraints of feature points.The method to solve the mathematical model is discussed.According to the characteristics of gray image,an adaptive method of automatic threshold selection based on connected components is presented.The center coordinate of the feature image point is resolved by bilinear interpolation gray square weighted algorithm.Finally,the mathematical model of testing system is verified by global localization test.The experimental results show that the vision localization system in working space has high precision.

面向复杂微装配的宏微视觉单元

针对复杂微装配中视觉高分辨率和大视野难以兼顾的问题,基于无限远成像原理研制了一种宏微视觉单元,通过调配后端的镜筒透镜实现单物镜双通道变倍成像。对宏微视觉单元进行像质评价和精度测试,测试结果表明:在保证工作距离和视野的前提下,宏微视觉单元的测量精度优于0.5μm;测量运动定位的精度优于2μm。最后,利用研制的宏微视觉单元搭建了微装配实验平台,通过在宏成像下姿态调整和微成像下位置对准两步操作,实现了微流控芯片流道和检测光纤的对准连接,表明研制的宏微视觉单元可以胜任同时需要高分辨率和大视野的复杂微装配视觉引导任务。

中小微企业领导韧性赋能团队创新的心源动力机制———基于愿景沟通与团队行为意向

基于社会信息处理理论,建立“韧性领导的社会信息处理过程-团队互动过程”分析框架,揭示韧性领导赋能团队创新的作用机制。对643个中小微企业的团队领导调查研究发现,领导韧性直接正向影响团队的综合创新绩效,并且相较于结果性创新(产品创新及市场创新),更可能影响潜在创新绩效(战略创新、行为创新、过程创新)。机制检验发现,团队行为意向在领导韧性和综合创新绩效之间发挥中介作用,愿景沟通则在领导韧性和团队行为意向之间具有中介作用。就组织环境而言,信任逆境和目标一致性逆境加强了领导韧性与愿景沟通的联系。上述结论揭示了领导韧性作用于团队创新的社会信息处理过程和情感激发过程,这一心源动力机制对促进中小微企业的创新发展具有重要意义。

基于颜色和光流的多注意力机制微表情识别

针对光流法无法充分利用微表情面部颜色信息,导致识别准确率不高的问题,本文提出一种基于颜色和光流的多注意力双流网络方法。首先,提出以CIE Luv色差图的形式,初步提取人脸情感生理特征,弥补微表情光流特征的单一性和局限性;然后,将PAM模块和ECA block并行组合得到轻量化的双注意力模块,提取空间和通道关键特征;最后,设计一种交叉注意力机制以获取颜色和光流混合特征,将其与空间通道关键特征融合用于分类。本模型在实验中采用留一交叉验证法进行评估,在SAMM数据集上的准确率和F1分数分别达到69.18%和67.04%,在CASMEⅡ数据集上的准确率和F1分数分别达到72.38%和70.85%。实验结果均优于目前主流算法,进一步证明本文模型及其模块在识别微表情方面的有效性。

基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统研究

设计了一种基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统。首先,根据系统的测量原理,建立了斑点图像中心坐标值与微位移之间的关系,并得出了斑点图像中心坐标值是由纵向位变与切向位变组成的;其次,通过实验发现,当微位移变化较小时,切向位变对斑点图像中心坐标值的影响较大;然后,通过标定实验建立以切向位变为主导的测量函数模型;最后,对该测量函数模型进行了实验验证,并对测量误差进行了分析。实验结果表明:在0~1 mm的位移测量范围内,采用标定的测量函数模型对物体微位移进行测量的最大绝对误差为1.16μm,满足系统测量精度的要求。

时空关联与图注意力引导的微表情识别网络

微表情作为典型非自发表情可以揭示人类的真实意图,在公安测谎、情感识别以及医学辅助诊断等领域有着重要的应用。现有微表情识别方法主要关注面部局部区域肌肉运动,往往忽略了与微表情产生相关的全局区域关联性。针对上述问题,提出基于时空区域关联与图注意力引导的微表情识别网络。网络由时空关联模块和图注意力模块组成,时空关联模块利用AU结合时空图卷积聚合面部全局区域不同节点的时空特征,并使用Transformer Encoder进一步构建面部远距离节点间的区域相关性,用以加强全局区域间的时空联系。图注意力模块以面部局部区域为基础建立图结构,并指导自注意力的运算,从而获得精确的局部区域关联特征。最后将全局时空和局部关联特征相融合用于微表情的识别。在CASME、CASME II、SAMM 3个主流的微表情数据集上进行了实验,分别取得了82.46%、86.59%和80.88%的优秀识别结果。实验结果表明,本文提出的方法与其他方法相比有更好的表现。

基于机器视觉的微小冲压零件尺寸测量

针对一种微小冲压零件人工测量效率低、准确度低问题,提出了基于机器视觉的微小冲压零件尺寸测量方法。首先对系统的测量系统设计进行了介绍,然后介绍了测量方法,采用图像处理软件先对提取的图像进行灰度化、去噪点等预处理,再用Canny边缘检测算法进行阈值分割,以提取零件的轮廓。在这些零件的轮廓处理算法上,提出了一种基于RDP算法的轮廓分割方法进行轮廓分割。在边缘定位上,提出了一种基于卡尺工具的边缘点检测方法来提高各类轮廓的边缘定位准确度,然后采用基于Tukey权重函数的拟合算法对直线和圆弧进行测量得到像素尺寸,最后将像素尺寸通过标定转换为物理尺寸。实验结果表明,该设计对微小冲压零件的测量一致性及准确度较高,且具备较高效率。

胶辊微小齿形几何参数在机视觉检测方法研究

针对胶辊微小齿形几何参数无法在机检测的难题,提出一种胶辊在机视觉检测方法,通过合理的测量装置设计,基于机器视觉检测原理搭建在机检测系统。通过直线往复运动机构、摆臂机构及视觉检测机构相互配合的在机视觉检测装置实现胶辊检测。利用该装置获取胶辊图像,通过视觉处理软件依次对胶辊图像进行图像滤波、形态学分析等图像预处理;采用亚像素边缘检测方法进行螺纹轮廓的精准定位,然后利用Harris角点检测算法提取特征点;最后采用最小二乘法分段拟合方法得到胶辊螺纹轮廓,并计算胶辊螺纹齿形的主要参数,判断胶辊的合格性。实验结果证明:所提胶辊齿形几何参数在机视觉检测方法可以实现胶辊齿形的高效高精度检测。

基于图案解析与视觉在线检测的电喷印控制方法

随着柔性传感器的发展,传统加工工艺难以满足其高精度生产要求。电喷印作为一种新兴的微纳加工工艺,在复杂图案加工和高精度加工方面具备明显优势。研发了一种具备反馈功能的电喷印软件控制系统,实现了图案解析和机器视觉的在线监测。首先研究了不同形式打印目标的复杂图案解析方法,进行了响应曲面法设计实验,设计了对应的实时在线视觉监测算法和复杂图案的打印路径的优化算法,建立了电喷印关键工作参数的预测数学模型,并进行了测试分析。结果表明:该控制系统实现了打印过程的自动反馈,显著缩短了工作时间,使得电喷印过程的泰勒锥可准确地按需控制,打印线段相对偏差的统计值由±11%左右,减小至±6%左右,并打印出了最小半径为103μm的液滴和最小线宽为151μm的线段。研究成果为柔性微纳制造工艺提供了更高效、精确的生产方法。

人脸微表情分析方法综述

微表情分析在医学、公共安全、商业谈判等领域得到广泛应用并备受关注。微表情运动幅度小、变化快,导致人工分析难度较大,开发一个可靠的自动化微表情分析系统非常有必要。随着计算机视觉技术的发展,研究人员能够结合相关算法捕捉微表情运动变化特征以用于微表情分析。阐述微表情分析的发展历程和现状,从多个角度对微表情分析的两大分支,即微表情检测方法和微表情识别方法进行总结。整理现有微表情数据集以及微表情分析流程中常用的面部图像预处理方法。根据特征提取方式的不同,从基于时间特征、基于特征变化和基于深度特征这3个方面对微表情检测方法进行阐述。将微表情识别方法归纳为基于纹理特征和基于光流特征的传统机器学习方法以及深度学习方法,其中,基于深度学习的微表情识别包括基于运动单元、基于关键帧和基于迁移学习的方法。通过不同实验指标对以上方法进行分析和比较,在此基础上,探讨当前微表情分析中存在的问题和挑战并展望该领域未来的发展方向。

微小装配设备中精密自动化点胶的集成技术

为了实现精密装配中点胶过程针尖的准确定位,解决点胶料筒更换导致的胶滴一致性方面的问题,设计了基于精密测量和点胶自动标定的精密点胶系统,并集成于微小装配设备。该系统基于时间-压力型点胶方法,通过机器视觉提取零件位置信息,利用点胶标定模块对针尖位置的自动标定,实现点胶作业中的自动定位,并通过激光测距手段控制点胶过程中针尖与基板的初始距离。为了适应不同胶量的需求,提出了基于胶滴预点样的点胶参数调节方法,可通过点胶标定模块实现点胶参数的自动调整。点胶实验结果表明,对于直径600~800μm的点胶,胶滴位置偏差小于30μm,胶滴直径的一致性偏差小于5%。研制的精密点胶系统可实现较高精度的微小胶滴点样,为微小装配流程中集成精密自动化点胶功能提供了有效的解决方案。

一种TR组件自动化测试系统设计与应用

在测试以ATR0xx为代表的单通道多参数TR组件时,需通过人工将组件待测通道连接到测试仪表,存在着因人工插拔影响信号反馈导致的测试效率低、测量精度低的情况。综合分析TR组件测试系统的优缺点,研发一种使用基于机器视觉的定位修正技术,且具备柔性微浮动特性的TR组件自动化测试系统。实际生产中的运行结果表明,该系统检测耗时短,测量精度高,具有较高的实用性和可靠性。

高近附加设计多焦软性角膜接触镜与角膜塑形镜对近视儿童调节的影响

目的比较高近附加设计多焦软性角膜接触镜(多焦软镜)和角膜塑形镜(OK镜)对近视儿童调节的影响。方法纳入30例近视儿童,依次配戴单焦软性角膜接触镜(单焦软镜)、多焦软镜、OK镜。分别在不同矫正状态(OK镜矫正1个月后裸眼检查)测量角膜形态、3 D和6 D调节刺激下的调节反应及调节微波动。结果在3 D、6 D调节刺激下,配戴多焦软镜产生的调节反应均低于单焦软镜(3 D,F=5.94,P<0.01;6 D,F=4.81,P<0.05),但近似于OK镜(P>0.05);配戴多焦软镜产生的调节微波动大于OK镜和单焦软镜(3 D,F=7.51,P<0.01;6 D,F=4.81,P<0.05),而配戴OK镜与单焦软镜的调节微波动差异无统计学意义(P>0.05)。结论高近附加设计多焦软镜的调节反应与OK镜接近,但调节微波动高于OK镜,为近视防控机制研究进一步探索提供思路和依据。

精密摆组件装配设备自标定方法

精密装配设备中各运动滑台存在安装误差,影响装配精度;目前,多采用装配设备内部集成的显微视觉系统,借助特制标定板进行线性标定;但该方法中的误差参数顺序标定,解算具有关联性,无法避免误差传递与累积的问题,且精密装配设备空间有限,标定板一般较难安装;为此,基于精密摆组件装配设备,提出一种通用自标定方法,该方法不借助标定板,仅需要在装配作业空间中由视觉系统跟踪设备自身固定特征的若干任意点位,再结合粒子群优化(PSO)完成误差参数的统一求解,最后根据推导的误差补偿模型实现误差补偿;实验证明,该方法与线性标定相比精度及稳定性均明显提高,标定精度在5μm以内,为精密装配设备提供了简单有效的标定方案。

离面位移激励下微视觉运动追踪精度劣化特性

为在微米级尺度量化表述离面位移激励值-聚焦面内微视觉运动追踪精度劣化值的映射特性,使用光学显微镜、工业相机和空间纳米定位平台进行实验研究。首先,分析离面位移的形成机理,使用方差函数评价图像清晰度,搜索最佳对焦平面并设定为聚焦平面,作为计算离面位移的基准。其次,设计空间多自由度纳米台,将其末端执行器作为微视觉追踪目标,生成聚焦平面内的运动轨迹,同时同步生成可控可测的离面位移。然后,选取灰度值模板匹配法与感兴趣区域划分法作为当前微视觉运动追踪算法,测量聚焦面内的运动轨迹。最后,加工纳米台样机,搭建微视觉运动追踪系统,使用电容传感器作为评价手段,计算不同离面位移引起的微视觉运动追踪精度劣化数值。实验结果表明,微视觉运动追踪精度随着离面位移的增大而不断劣化,具有显著且可量化的相关性。针对给定的76.1 μm×63.7 μm视场、15 Hz采样率与灰度值模板匹配法,(7.7±2.5)μm或更大的离面位移导致微视觉测量系统完全失效。

生瓷片微群孔图像在线检测系统开发

生瓷片生产过程中,需对冲孔加工后的生瓷片进行质量检测。为满足系统实时性与精度要求,本文从降低算法的复杂性和提高识别的准确率两个角度,优化了传统图像检测算法,采用可分、递归,实现改进的均值滤波器和行程编码法优化的区域特征提取,减少运算量和资源占用;并使用动态阈值分割、对前/后景采用不同定义的连通域提取、引入真圆度等方法,提高识别准确率。结果表明:完成一个包含1088个微孔的瓷片的检测时间为54ms。

基于互联网视域下《互联网+医疗》微课教学的有效性分析

探讨在互联网视域下,如何利用微课进一步提高《互联网+医疗》课程教学的有效性。在继续教育的课堂上,通过《互联网+医疗》的微课教学模式,为学生提供更加多元的课程资源,同时依据班级学生的学习特点制定更加具有针对性的微课方案,并通过课前预习、课中练习和课后复习的微课形式帮助学生更好地巩固课程内容,从而有效提高微课教学的质量和效率。根据微课在《互联网+医疗》的教学效果来看,学生的学习积极性有了显著提高,对知识点的记忆和应用能力有所提升,更深刻地理解《互联网+医疗》的价值。但是从微课程的流程来看,教师在课程设计阶段存在依然没有改变灌输式的教学方法,在课件录制阶段存在技术不足和压力过大的问题,在应用阶段存在知识点过于分散的现象,因此仍需要不断改进微课程的应用模式。结论在互联网视域下,通过微课能够有效提高《互联网+医疗》的课程教学效率,提高学生的学习兴趣,同时需要进一步优化微课的设计思路和应用方式,才能更好地发挥出微课的价值。

显微视觉系统中自动聚焦技术的研究

在聚焦评价算法的研究中,本文首先对传统的离散余弦变换(DCT)算法和最小核值相似区(SUSAN)算法进行改进,然后结合改进后的DCT算法和SUSAN算法提出一种新的聚焦评价算法,该算法结合频域评价算法和空间域评价算法各自的优点,使聚焦曲线在单峰性,局部极值点和灵敏度等方面与传统算法相比有较大改善。在聚焦窗口的研究中,本文提出一种基于图像子块重要程度加权的聚焦窗口选择方法,该方法以总梯度变化率作为图像子块重要程度因子,将重要程度因子值小于阈值的图像子块视为背景子块,去除背景子块后剩下的部分为聚焦窗口。新的聚焦窗口选择方法能实现动态的区分目标区域与背景区域。

面向IC封装的显微视觉定位系统

为了实现IC封装设备视觉定位系统的整体构建,在分析面向IC封装的视觉系统的基础上,对显微成像系统、视觉系统标定以及模式识别定位算法进行了研究。针对面向IC封装的视觉定位系统的特点,搭建视觉系统,并进行了系统标定。用Matlab编写了模式识别定位软件界面,并进行了相关试验研究。实验分析了系统的定位精度和稳定性,实验结果表明,标定误差基本满足正态分布,XY方向的平均误差为0.0145和0.1065pixel,方差为0.3103和0.2775pixel。经过对视觉定位系统的标定,并使用某种IC芯片进行实际定位实验,结果显示匹配定位误差可以控制在3.5μm(0.4pixel)以内。该视觉系统实现了亚像素级的定位精度。

面向生物工程实验的微操作机器人

本文讨论了一台面向生物工程应用的微操作机器人系统的结构、功能和关键技术．首先，给出了它的硬件体系结构和逻辑结构，它由传感系统，控制系统和操作系统组成．其中传感系统由显微镜和ＣＣＤ摄象系统组成．其次，对微操作机器人系统的关键技术进行详细讨论．显微视觉是最主要的一项技术，基于此技术完成了两项功能，即微针的纵向定位和自动寻针．最后，给出了微操作机器人在生物ＰＣＲ反应实验中的一个成功的应用实例，证明了上述系统的有效性．