机械加工质量预测研究现状与发展趋势

机械加工质量预测是智能制造的重要组成内容,也是实现质量闭环控制的前提条件,对推动智能制造系统真正落地应用具有极其重要的作用.在对机械加工质量预测的历史进行简要回顾时发现,学者多将研究重点放在机床某一关键部件对加工质量影响的机理研究,却鲜见部件耦合影响的关联性研究.基于上述难题,本文首先剖析影响机械加工质量的7类要素,包括刀具几何参数、切削参数、切削液类型、热误差与热变形、数控机床零部件性能退化、切削颤振以及系统特性;随后,根据各要素数据种类和测量方式的不同,将机械加工质量监测与预测方法划分为4大类,包括机器视觉测量、功率测量、振动测量以及其他测量方法,并对各方法的技术特点、局限性和发展动态进行了阐述;最后,考虑各机械加工质量监测与预测方法的不足,指出材料切削机制研究、数据质量评估方法、面向工业现场数据库构建的标准以及质量预测信息的智能表征与可视化等方面可能是未来的发展趋势.

信号博弈的三维重建形变识别算法

现有双目立体视觉算法常常需要双目相机位置固定,在现实应用中,这类算法难以重构空间三维几何关系.为此,本文提出了一种不受位置限制的多视角图像三维重建与形变检测算法.该算法首先采用sift算法获取成对图像的特征点,以获取形变前后比对点对图像的特征信息;其次,利用信号博弈方法确定图像拍摄时相机的空间位置与视角,以准确获取图像的空间位置坐标;再次,依据上述信息完成物体的三维点云重建;进而,利用三维数据信息比对实现物体形变识别.最后,本文利用真实物体的实验,验证了三维重建形变识别算法的有效性.

基于多模光学信号的火灾监测系统设计

该文针对传统火灾监测系统适用场景单一、预警反应较慢等缺点,提出一种集成红外、紫外、可见光等多模光学信号的火灾监测技术,实现对明火、高温、烟雾等险情的快速识别。在该基础上设计一套完整的火灾监测系统,实现对火灾数据的监测、存储、报警,极大地丰富火灾监测系统的适用场景,缩短系统响应时间,提高系统的可靠性。

涉水视觉

地球表面有约71%的面积被江河湖海等水体覆盖,陆地上的成像也会受到云雪雨雾等水体影响,但是,当前常见的机器视觉科研工作和应用系统基本只围绕空气和真空介质中的视觉任务展开,涉及不同形态水体的视觉工作没有得到系统的研究.涉水视觉(water-related vision)作为涉水光学技术在视觉领域的具象化体现,重点研究光与水的物质相互作用及跨介质传播过程中,涉水视觉影像信号智能处理与分析方面的科学问题,以及先进智能涉水视觉装备研制方面的工程技术问题.本文从“为什么大海是蓝色的?”这一具有普适意义的问题出发,系统介绍了水对光的吸收、散射、衰减作用机理,对涉水视觉任务造成的影响,以及现有的涉水图像处理与解析方法.本文基于水体光学特性及成像退化机理,介绍了团队在探索涉水成像和图像解析等涉水视觉关键技术及装备方面的成果,先后研制了全海深超高清相机“海瞳”、全海深3D相机、全海深高清摄像机等,形成了从色彩、强度、偏振、光谱等全方位、体系化的水下观测解析装备研制能力,填补了我国全海深光学视觉技术的空白,推动了我国涉水视觉领域技术的升级,应用价值和社会效益显著.

城市轨道交通信号灯显示识别系统实验研究

对城市轨道交通信号灯显示状态的准确识别是保障城市轨道交通系统安全运营的重要措施。现有城市轨道交通信号灯状态的识别依赖于列车驾驶员目视观察,在恶劣天气与驾驶员身心疲惫等主客观因素共同作用下,易出现信号灯状态识别问题进而导致安全事故。为此设计构建了一套基于机器视觉原理,可有效识别5~200 m轨旁信号灯显示状态的识别系统,并在此系统上实现了一种基于图像处理技术的轨旁信号灯识别方法。通过现场实验结合多场景虚拟检测,结果表明:该方法可以有效识别城市轨道交通轨旁信号灯的显示状态,识别准确率最高可达95.4%,可满足城市轨道交通对信号灯状态识别性能与安全性的要求。

刀具磨损检测技术综述

在机械加工过程中,为了提高零部件加工的精度和效率,对刀具磨损状态的检测就显得至关重要。随着计算机和人工智能技术的发展,刀具磨损检测技术从人工判断逐渐过渡到智能化分析。从刀具磨损状态检测的方法、步骤、相关技术等三个方面对刀具磨损检测技术进行了综述,对相关方法进行评价,并对未来刀具磨损检测技术进行展望。

面向机器人导航的双目立体视觉处理器综述

随着机器人产业的快速发展,机器人技术已成为推动生产力提升的新动力,特别是三维重建、避障导航等技术的重要性日益凸显。基于飞行时间(Time of Flight,ToF)和结构光等主动式三维成像技术受限于自身分辨率较低、缺乏色彩信息和易受环境光干扰等因素,表现不够理想。因此,能够实时精确输出稠密深度和色彩信息(RGB D)的被动式双目立体视觉传感器在自主移动机器人、汽车和微型无人机等领域得到了广泛应用。然而,双目立体视觉技术通过模仿人类双眼计算视差来提供深度信息,计算复杂度高且依赖于通用计算平台,导致双目立体视觉处理器面临着高能耗和高延迟等问题,这限制了该技术在高速场景、小型机器人和边缘计算等领域的应用。近年来,那些集成了立体视觉算法专用硬件加速器的双目立体视觉处理器在学术界和产业界引起了广泛关注。本文首先系统阐述了双目三维立体视觉的理论基础及其在机器人立体视觉的应用实例,接着介绍了双目立体视觉处理器的组成结构,包括图像获取、相机标定与校正、立体匹配等核心部分。为便于立体视觉硬件开发者参考,本文根据双目立体视觉系统的核心组成结构,分别综述了基本概念、研究现状和难点与挑战,并特别关注和对比了新型硬件计算架构。

机器视觉在SMT型信号继电器检测封装中的应用

在电路板表面贴装(SMT)的生产工艺中,为保证贴装质量,对SMT型信号继电器的外观有较高的要求。机器视觉具有检测效率高、稳定性好等特点,采用机器视觉替代人工对SMT型信号继电器进行外观检测,降低人工成本,提高生产效率和产品质量,完善第三代和第四代宏发SMT型信号继电器自动生产技术。该文介绍机器视觉在SMT型信号继电器检测封装过程中的场景应用,并对机器视觉的前景进行展望。

Design of vision-based soccer robot using DSP

A new design of vision based soccer robot using the type TMS320F240 of DSPs for MiroSot series is presented. The DSP used enables cost effective control of DC motor, and features fewer external components, lower system cost and better performances than traditional microcontroller. The hardware architecture of robot is firstly presented in detail, and then the software design is briefly discussed. The control structure of decision making subsystem is illuminated also in this paper. The conclusion and prospect are given at last.

非酮症高血糖相关癫痫和视觉异常伴皮质下T_(2)低信号1例报告及文献复习

非酮症高血糖(Non-ketotic hyperglycemia,NKH)是一种临床综合征,包括高血糖症、血清高渗性和细胞内脱水,很少或没有酮症酸中毒。NKH的神经系统表现多种多样,涉及癫痫样发作和视觉异常。既往已报道NKH相关癫痫发作后皮质下T_(2)低信号作为其特征性影像征[1],其对癫痫发作病因具有提示意义。本文报道1例癫痫样发作频发,以视力受损为首发临床表现,既往2型糖尿病,血糖控制不佳,影像表现为枕叶皮质弥散受限,皮质下T_(2)低信号,抗癫痫及降糖治疗后发作停止,复查影像皮质下T_(2)低信号消退,支持NKH相关癫痫和视觉异常。为提高对NKH相关癫痫和视觉异常的临床和影像学认识,对其进行文献回顾。

基于视觉信息增强的服役燃机控制系统传感器故障分类方法研究

将一维时间序列数据通过格拉姆角场转换为二维图像,利用方向梯度的直方图完成图像特征提取,利用多分类的支持向量机完成故障分类。基于某电厂9F燃机实际运行数据,在正常数据上叠加带有噪声的5类常见典型故障信号,以验证所提方法的有效性,并采用混淆矩阵进一步对故障分类结果进行可视化。结果表明:所提方法能有效识别微小渐变故障信号,故障的分类准确率为96.6%;格拉姆角场和马尔可夫转换场均具有较高的故障分类准确率。

基于机器视觉的三部脉象仪智能定位的研究

目的客观准确的脉象信息是中医脉诊判断病理的重要依据,三部脉诊仪寸关尺精准定位为获得准确的脉象信息提供了保障。方法依据中医“三部九候”理论,本文提出基于机器视觉的寸关尺三部智能定位的方法。为实现寸口三部脉的脉搏信号准确采集,采用六个步进电机以及丝杠导轨搭建了脉诊仪的三部定位机构,实现脉搏传感器在水平面上的运动;使用摄像头实现腕部图像的获取,基于机器视觉算法实现寸关尺三部位置坐标的计算。结果基于OpenCV机器视觉库对腕部图像进行预处理后,进行皮肤分割、多边形轮廓拟合和角点检测等操作,根据中医脉诊理论和桡动脉解剖知识,识别出寸关尺三部的准确位置。最后基于RS485通信技术驱动控制水平运动的步进电机,将脉搏传感器移动到寸关尺对应的位置,实现寸关尺三部的智能定位。结论本研究可为脉诊三部自动定位研究提供参考,为智能脉诊仪的使用和推广奠定基础。

风机叶片故障诊断技术的研究综述

风机叶片是风力发电机的关键设备之一,快速、准确并有效地对叶片进行故障诊断,对于提高机组的安全性与经济性大有神益。因此,科技人员探索了各种方法来对叶片故障进行诊断,目前这些方法各有优缺点,离大规模实用尚存在距离。本文首先对风机叶片常见的故障类型进行介绍和归纳总结,其次从计算机视觉、振动信号分析、红外热成像、超声波及传感器等六个方面介绍了现有的风机叶片故障诊断技术,并分别对其特点进行分析,系统阐述了现有检测技术的优点以及局限性,最后从提高机组安全性与经济性的角度上探讨了风机叶片故障诊断技术未来发展的主要方向。

微小光学器件装配系统与实验研究

在激光陀螺谐振腔上精确装配微小光学器件合光棱镜和光电管的过程称为合光,它是激光陀螺制造过程中的关键环节。传统的人工合光装配效率低、质量一致性差,已不能满足激光陀螺的生产需求。因此,本文在分析合光原理的基础上,开发一套由合光机构、信号处理、视觉检测及控制模块等组成的自动合光装配系统。根据合光装配特点,设计了双臂协同运动的合光机构,保证操作精准度的同时提高装配效率。激光陀螺合光信号易受干扰,提出采用Sallen-Key低通滤波器对合光信号进行滤波处理,有效地滤除了残杂噪声。控制模块通过机器视觉辅助完成合光棱镜的粗调,采用层次分析法综合多个评价参数确定光学器件的最佳位姿,实现合光装配自动化。试验结果表明,开发的激光陀螺合光装配系统能够成功地完成光学器件的精确装配。

非接触式浮体六自由度检测系统研究

阐述了利用计算机视觉技术和DSP数据处理技术,采用双CCD全方位、全行程精确测量浮体在风、浪、流、潮作用下六分量参数的方法.介绍了系统的组成和工作原理,并给出了图像处理、三维重构、六分量计算的基本方法.实测证明,该测量系统模型简单、三维重构速度快,能满足浮体测量使用要求.

基于小波分析的弧焊过程视觉信号处理的研究

简要回顾了小波变换的发展历史 ,着重阐述了小波变换应用于弧焊过程的视觉信号图像处理 ,成功地解决了除噪、边缘检测和特征信息提取等关键技术 。

基于TMS320C32的视觉图像处理系统

对 TMS3 2 0 C3 2数字信号处理芯片及系统整体结构进行了介绍 ,并详细阐述了 I2 C总线、图像获取控制电路以及 DMA图像存取等工作原理。

单一和多种途径反馈对运动技能形成的影响

通过对两种练习方法———听觉信号反馈和听觉加视觉信号反馈在提高体育院校普修课学生长传球准确性的教学效果进行实验对比研究,以找出更好的提高体育院校普修课学生长传球准确性的练习方法。实验结果表明,听觉加视觉信号反馈的练习方法对长传球准确性的教学效果要好于听觉信号反馈的练习方法。

基于视觉信息的继电保护压板投退位置的自动识别研究

如何有效地进行压板投退管理对电力系统安全稳定运行具有重要作用,但是压板的投退状态的获取是个难点问题,一直没有好的解决办法。该文利用遥视系统上传的视频图像,从拍摄的保护屏的视频流中抽出特定的静态有效帧,利用计算机图像识别算法自动识别设定的有效区域内的压板的投退状态,并将压板状态信息作为继电保护管理系统输入信息进行管理。利用现场采集的压板图像信息对匹配与比较算法进行识别研究表明,所提算法具有较高的准确性,抗干扰能力和实时性也很好。

基于机器视觉的铁路信号灯检测技术

为解决铁路安全运输问题,对基于机器视觉的铁路信号灯检测方法进行仿真图像和视频检测实验研究。阐述了铁路信号灯图像在不同颜色空间下的特性及其对铁路信号灯识别的影响,将其由RGB颜色空间转换为HSV颜色空间。通过Canny算子、腐蚀膨胀以及开闭运算等技术提取铁路信号灯图像的几何特征,通过Hough检测,对图像中铁路信号灯进行定位。对定位的信号灯进行颜色提取,从而识别出信号灯的类别。根据多种天气情况下的铁路信号灯图像进行仿真实验分析,进一步对采集的列车行驶视频进行实验分析,优化检测方法。研究结果表明,提出的铁路信号灯检测模型,能够支持复杂背景下的铁路信号灯类别的有效识别。通过机器视觉技术实现铁路信号灯的检测和识别,是提高铁路运输安全性的一种有效方法。