适应遮挡条件下奶油生菜的实例分割方法研究

利用机器视觉技术测量生菜的表型参数对探索生菜的生长规律有着非常重要的意义,而构建生菜个体的识别及轮廓分割算法是实现表型参数精准测量的重要前提;但是,在生菜培育至采收期,俯视图下生菜个体间叶片相互重叠遮挡,对个体识别和轮廓分割造成很大的阻碍。为此,改进了Mask R-CNN神经网络模型,掩膜分支采用class-agnostic模式,以ResNeXt50联合FPN替换原有的卷积主干,实现了遮挡条件下奶油生菜的个体识别和轮廓分割。为了对改进模型的分割精度进行验证分析,采用平均精度AP75和平均检测耗时作为评价指标,与原始Mask R-CNN、DeepMask、MNC分割模型在不同程度遮挡测试集上设置对比试验。结果表明:改进模型的平均精度达到98.7%,相比原模型提高了约4%,且在重度遮挡测试集上依然能够保持良好的分割精度。研究结果可为遮挡条件下植物叶片的识别和分割提供算法参考,也可为奶油生菜的表型参数提取提供技术支持。

智能化二维消隐技术

提出了一种新的搜索策略，对任意形状的零件图勿需人工引导或前置处理，均能自动搜索出外轮廓和内轮廓，得到覆盖区。用内、外轮廓边裁剪图中线段，将覆盖区内除覆盖件之外的图线擦除，实现了任意形状二维图形的自动消隐。

基于最小外接矩形的直角多边形拟合算法

提取房屋的边缘轮廓时,区域分割的不准确通常会导致提取出的轮廓出现内凹或外凸的不规整情况,需要进一步拟合。角点检测在轮廓的边缘形状提取中具有重要作用。传统的基于边界链码的角点检测是通过计算曲线的最大曲率点方式进行的。该方法求出的角点完全依赖于轮廓的曲率变化趋势,不对轮廓自身的凹凸具有修复性,因而无法排除因区域分割不准确带来的干扰角点,导致最终提取出的多边形不准确。针对此情况,提出一种基于最小外接矩形的直角多边形拟合算法。该算法利用最小外接矩形作为轮廓外界,计算待拟合轮廓与矩形外界之间的差值,并对差值设置适当阈值取舍角点,从而拟合出多边形的直角。所提方法无需通过轮廓曲率来计算角点即可得到紧紧包络目标轮廓的直角多边形,简单高效。

面向快速原型的工业CT图像内外轮廓自适应判别方法

为了实现工业CT切片图像内外轮廓的准确、快速判别,提出了工业CT切片图像内外轮廓的自适应判别方法。该方法能根据轮廓的凸凹性特征自动选取相应的内外轮廓判别方法:首先对单像素宽封闭轮廓的凸凹性进行判断,然后对存在凹点的切片轮廓采用射线法进行内外轮廓判别,不存在凹点的切片轮廓则采用坐标极值法进行判别。实验结果表明,该方法提高了自动判别程度,扩大了轮廓判别的适用范围,提高了判别质量和效率。在面向快速原型制造的具有复杂内部结构的大批量内外轮廓判别时,该方法具有优势。

应用G71指令和宏程序编程的外圆加工方法

轴类零件的外圆加工是车削加工的主要内容之一,对于待切削量较大的外圆,通常采用G71或者G73进行循环粗切削,再利用G70进行外圆精加工。但是简单地采用G71或者G73都有其局限性和弊端,而将两者结合使用需考虑的工艺分析过程一般较复杂;另外,G73的加工效率较低且对外圆车刀角度的限制较大。提出一种基于G71循环指令和宏程序编程的轴类零件外圆加工方法,对切削区域的凸域进行G71编程、凹域进行宏程序编程,试验证明,基于该方法编写的数控程序加工精度高、效率高且经济安全。

轮胎外轮廓对气动阻力影响的研究

针对185/65R14乘用车轮胎,采用流体动力学计算方法,研究轮胎外轮廓对轮胎气动阻力的影响。结果表明:轮胎外轮廓对轮胎气动阻力因数影响明显,轮胎气动阻力因数的差异最大可达14.1%;通过改进影响气流分离的轮胎外轮廓,可以减小气流尾涡以降低轮胎气动阻力。本研究结果可为低气动阻力轮胎结构设计奠定基础。

模具零件的最小包围盒生成算法

提出一种实用的最小包围盒算法,将任意位置的复杂三维模型投影在3个主平面上,通过分析投影外轮廓的最小包围矩形来最终确定三维模型的最小包围盒。算法不再采用传统算法中旋转模型的方法,而根据旋转投影的外轮廓来确定最小包围盒,提高了算法的效率。同时算法通过分析识别模型的基本形状,将其分为箱体类、回转类和异形类,以快速确定一个主投影方向,将三维问题转化为求二维平面上的最小包围矩形,进一步提高了计算效率。算法可以嵌入NX等商用CAD系统,经过大量测试对比,相对传统算法更高效,并且稳定可靠,可广泛应用于任意位置的复杂模具零件的生成和干涉检查等。

管材弯曲中壁厚变化引起横截面畸变的试验研究

分析了弯管壁厚的变形状态,利用壁厚变化对弯管内、外轮廓的形状畸变进行了试验研究。研究结果表明,管壁材料未发生失稳变形前所产生的管壁横截面畸变同样应该引起重视,并提出受弯管内、外轮廓变形所约束的最小相对弯曲半径的近似计算公式。

反求工程CLI建模中复杂轮廓数据处理方法研究

反求工程CAD建模是实现快速成型RP(rapidprototyping)的关键技术之一,本文主要讨论利用ICT(industrialcomputedtomography),断层图像进行CLI(commonlayerinterface)建模的方法,研究了复杂零件ICT断层图像的处理方法,提出了一种获取复杂零件ICT断层图像不规则轮廓的方法,采用一种基于射线的方法对内外轮廓进行了判别,对摩托车气缸头复杂零件ICT断层图像进行了实验研究,取得了令人满意的实验结果.

描述蝴蝶兰图像外轮廓信息的对称8链码编码算法

外轮廓信息是评价蝴蝶兰生长态势的重要特征参数,主要通过轮廓提取和链码编码两个步骤获得。蝴蝶兰图像的边缘轮廓最适合利用数学形态学算法提取,但所得轮廓并非单像素宽度,而利用传统8链码算法编码会错误地表达其外轮廓信息,因此结合轮廓特点重新定义了起始链码方向,提出了对称8链码编码算法。在编码过程中,该算法能够通过变换点判断出当前轮廓走向,从而自适应地选择起始链码方向。验证性实验证明,该算法能够准确描述蝴蝶兰图像的外轮廓信息,保证外轮廓信息较低的误判率;通用性实验证明,该算法同样适用于其他已较好提取出目标的封闭图像。

基于游程与轮廓跟踪的连通区域标记改进算法

为了进一步提高连通区域标记的效率,提出了一种改进的基于游程与轮廓跟踪技术相结合的连通区域标记算法。该算法首先判断当前前景像素点是孤立点还是轮廓点,然后判断是外轮廓还是内轮廓,并用相应的轮廓标记算法对其进行标记,最后用游程标记方法对本行中剩余的前景像素进行标记,整个过程无需等价表,耗时较少。实验证明,改进后算法的标记效率提高大约24.5%。

先验概率与曲线概率阈值分割相结合的消噪方法

针对二维激光扫描仪获取的原始点云数据存在噪声点而影响测量精度的问题,提出了基于先验概率算法与曲线概率阈值分割的点云数据消噪方法。以异形截面环形件为实验对象,运用该消噪方法对原始数据进行处理,分别采用原始数据和消噪数据计算了环件台阶轴的高度,并将其与环件的真实值进行了对比。对比结果表明,消噪后数据的计算值更接近环件的真实值,从而验证该算法能有效提高测量精度。

谐波齿轮波发生器外轮廓形状的研究与改进

主要针对凸轮式波发生器,根据使用薄壁轴承的不同,对其外轮廓形状进行了改进,使波发生器外表面与柔轮桶体内壁贴合,从而提高谐波齿轮的啮合性能。

关于轮廓与视觉搜索顺序的实验研究

轮廓是图形识别的重要线索,在平行加工形成轮廓的基础上,进一步的特征搜索会与轮廓有关。本研究通过3个实验探讨轮廓对于搜索顺序的作用。实验一的目的在于确认轮廓因素在视觉搜索中的关键作用,实验结果进一步验证了视觉搜索中存在“可能目标”的心理表征。实验二结果显示,图形的重叠虽然可以产生新的特征,但是未必提高搜索速度。由此引入关于轮廓与视觉搜索顺序的关系问题,提出了在轮廓形成的基础上搜索区别性特征的顺序为轮廓外区→轮廓本身→轮廓内区的假设。实验三进一步检验这个假设。

巧用复合循环指令数控加工轴类零件的内外轮廓

根据轴类零件的结构特点,调用数控系统的复合循环指令在数控车床上加工其内外轮廓,着重介绍了G71、G70、CYCLE95复合循环指令的格式、应用技巧及注意事项,并结合实例详解了这些指令在实际编程中的应用。

基于SINUMERIK 802s的零件外轮廓数控车削

SINUMERIK 802s因其价格实惠常作为数控加工教学用数控系统。选取一些典型的零件,基于SINUMERIK 802s系统的功能,结合相应的仿真软件,探索零件外轮廓数控车削的最优编程方法。

数控加工中“刀具半径补偿”的应用

阐述了在数控加工内外轮廓时,刀具半径补偿的使用方法,分析了应用刀具半径补偿功能编程时应注意的问题。运用了刀具半径补偿后,可简化编程,加工过程中因刀具的磨损、重磨、更换新刀时,不必修改程序,仅修改刀具库中刀具半径参数即可。同时半径补偿功能也提高零件的加工精度和生产效率,在实践工作中值得推广。

顾及上下文的线状目标实体派生方法

针对制图自动综合中发现的线面数据存在的没有构建空间实体拓扑问题,本文提出一种顾及上下文的线状目标实体派生方法。首先,对围墙线、附属设施和建筑物建立空间拓扑邻近关系,对直接邻近群组进行聚类,然后,将其划分为3种模式,即两个围墙之间的拓扑连接、围墙与建筑物之间的拓扑连接及建筑物邻近的悬挂围墙线与建筑物之间的拓扑连接;最后,对这3种模式分别采用各自对应的最短路径、外轮廓线以及最近点的拓扑连接方法进行连接。以福建省数据为例进行试验,本文方法能够有效构建空间实体拓扑连接,有助于提高地图自动综合,同时能够满足生产实践的要求,具有很高的实用性。

基于车载视觉的驾驶员后视镜查看行为检测

车辆转向时驾驶员的后视镜查看行为是行车安全的必要措施之一,但目前关于该行为的检测技术应用尚属空白。为督促驾驶员在车辆转向时及时查看后视镜留意车辆侧后方的交通情况,基于车载单目视觉与图像处理技术提出一种自适应检测方法。首先,设计帧差搜索分割算法自动实现车辆启动期间的驾驶员脸颈初始区域定位和灰度初值计算,摆脱算法对驾驶员信息的依赖;设计胀缩分割算法快速实现车辆行驶期间的驾驶员脸颈区域定位和灰度均值计算。其次,提取脸颈外轮廓并定义了一种由颈部轮廓基点垂线划分的左右面积比特征参数,分析表明其受驾驶员头部姿态显著影响。最后,结合驾驶过程的眼动凝视数据揭示了该特征参数在驾驶员查看后视镜过程中的累积概率局部峰值分布规律,并提出一种基准特征值实时估算方法和后视镜查看行为阈值判定原理。实验结果表明,该方法适应于不同脸型,具有良好的抗干扰能力,综合检测准确率达96.1%。

基于动态模拟试验机航空轮胎外廓线扫描装置设计

本文以航空轮胎动态性能测试试验为例,进行基于动态模拟试验机的轮胎外廓线扫描装置研发设计。利用该设备可及时测量航空轮胎试验前后外廓线的变化(直径、断面宽度等),避免因测量延时而导致的航空轮胎外廓线测量误差。该测量设备可为产品性能的提升提供理论依据。