基于改进Mask R-CNN与双目视觉的智能配筋检测

为了提高配筋检测的智能化水平,提出基于改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)模型与双目视觉技术的配筋检测方法.通过在Mask R-CNN中加入自下而上的注意力机制路径,形成了带通道注意力和空间注意力的掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN+CA-SA)改进模型.结合双目视觉技术进行坐标转换,获取钢筋直径与间距,实现智能配筋检测.在自建的包含3 450张钢筋图片的数据集上进行训练,结果表明,改进模型的F1分数和全类平均精确率(mAP)相较于Mask R-CNN基础网络分别提高了2.54%和2.47%.通过钢筋网验证试验和复杂背景测试,钢筋直径的绝对误差和相对误差基本小于1.7 mm和10%,钢筋间距的绝对误差和相对误差分别小于4mm和3.2%,所提方法在实际应用中具有较强的可操作性.智能配筋检测技术在保证足够的检测精度的同时,能够大大提升工效,降低人工成本.

基于双目相机的船舶系泊运动感知算法研究

针对船舶系泊时的运动感知问题,提出了一种基于双目相机的船舶系泊运动感知算法,实现了船舶系泊时的位姿检测。算法采用先识别后测量的感知策略。首先,使用Mask-R CNN神经网络获取船舶掩膜;之后,利用船舶掩膜、双目视差图和双目相机的内外参数计算得到船舶点云;最后,应用NDT-ICP算法对船舶点云进行配准,得到位姿变换矩阵,从而计算出船舶系泊时的位姿。与实测值对比显示,该算法位移RPD最低为2.21 mm,旋转RPD最低为2.93°,位移RMSE最大为1.135 mm,旋转RMSE最大为3.809°,检测视频帧率达到8 FPS,算法检测能力较好,对船舶进港系泊活动具有重要意义。

后处理工艺及工作环境对面曝光快速成型制件性能的影响

为了研究后处理工艺与工作环境对面曝光增材制造零件性能的影响,按照国家标准设计了测试件,通过对采用不同后处理方式的制件进行拉伸和弯曲实验,研究了不同后处理方式以及所取工艺参数对制件性能的影响。结果表明,热处理对制件的拉伸和弯曲性能有很大的提升,在60℃的温度,3 h后拉伸强度由56. 9 MPa提升到了62. 7MPa,强度提升了10. 19%,弯曲强度由77. 6 MPa提升到了93. 1 MPa,强度提升了19. 97%;后固化对制件拉伸性能没有明显影响,后固化20 min时,弯曲强度由77. 6 MPa提升到了95. 7 MPa,强度提升了23. 32%;在水下工作环境中,随着时间的增长,弯曲性能基本不变,拉伸性能逐渐降低,泡水24 h后,拉伸强度从56. 9 MPa降低到47. 9MPa,降幅达到15. 82%。

面成型光固化树脂温度与液位控制系统设计

阐述了针对面曝光快速成型技术的基于Atmega 2560单片机的树脂温度控制和液位控制系统的组成。阐述了温控系统和液位系统的硬件组成,分别介绍了测温测距传感器以及四位数码管、液晶显示屏(LCD)的工作原理及相关接口电路设计。阐述了系统主程序设计流程,以及温控子系统程序和液位测量子系统程序流程。通过串口图形显示工具,观察对比不同调节参数下的温度曲线,对温控系统的比例—积分—微分(PID)控制算法进行了参数整定,确定了合适的PID系数,并在单片机系统中实现了控制算法,温度偏差±0. 35℃。同时,通过串口显示工具实时显示了液位变化时的蠕动泵转动状态,实现了液位控制算法,将制件过程中的液位波动始终保持在0. 15 mm以下。表明了前述控制系统设计的合理性和有效性。

基于Pro/ENGINEER的CAD模型直接切层

通过对Pro/ENGINEER的研究,借助其开发工具Pro/TOOLKIT实现了对CAD模型直接切层.切层所得零件剖面图形可直接用于面曝光快速成形系统.该方法与传统的对STL模型文件切层方法相比方便快捷,并且减少了模型表面化引起的零件误差,从而使截面轮廓精度更高.该方法为面曝光快速成形系统快速制作高精度零件提供了基础.

面曝光快速成形制件的拉伸强度

为了研究面曝光快速成形工艺的制作参数和制件放置方式对制件强度的影响,按照国家标准设计了测试件,在不同的制作参数和制件放置方式条件下,对测试件进行了拉伸实验,研究了不同制作参数和制件的放置方式对制件拉伸强度的影响.结果表明,曝光时间在60~360s范围时,随曝光时间的延长,拉伸强度由2.21MPa逐渐增大到15.94MPa;切层厚度在0.05~0.5mm范围时,随切层厚度的增大,拉伸强度由17.33MPa逐渐减小到1.90MPa;放置方式对测试件的拉伸强度有显著影响,沿长度方向放置制件时的拉伸强度最高.

基于感知的右视点质量可分级编码算法

为了减少立体视频传输如此庞大的数据量,根据人眼的立体掩蔽效应,提出了基于感知的右视点质量可分级编码算法.该算法将宏块分为3类:平坦块、纹理块和边缘块,通过不同的量化步长使得右视点图像块的质量可分级.实验证明根据左视点的图像质量,右视点在人眼感知范围内码率减少25%～37%.该算法能在人眼主观察觉范围内很好地提高码率,进一步消除人眼立体视觉冗余.

Ti基吸气剂制备及其在MEMS晶圆级真空封装中的应用

采用倾斜溅射工艺制备了一种Cr/Ti/Ni三层金属吸气剂薄膜,其中Ti薄膜作为主吸气层,Cr薄膜为沉积在Ti下方的阻挡层,Ni薄膜为覆盖在Ti上方的保护层。在350℃高温激活后,吸气剂初始吸气速率大于100 cm^(3)·s^(-1)·cm^(-2),30 min内吸气容量大于40 Pa·cm^(3)·cm^(-2),接近国外先进吸气剂的吸气性能指标。利用一种特殊的立体掩膜在微电子机械系统(MEMS)盖帽深腔内制备吸气剂,并将盖帽用于陀螺仪的晶圆级真空封装。对封装好的陀螺仪芯片进行微腔室残余气体分析,陀螺仪内部封装真空度达到1 Pa量级,气体成分均为惰性气体,表明吸气剂在真空封装中发挥了重要作用。

基于整数图像技术的自适应窗口立体匹配算法

针对固定窗口区域匹配算法在深度不连续处容易产生相对较大匹配误差的问题,提出了一种基于整数图像技术的自适应窗口立体匹配新算法。文中一种新的相似性测度函数和四方向线型掩模的采用不仅减少了噪声影响而且提高了匹配准确度。同时利用由窗口内平均误差、误差方差以及较大窗口偏移组成的窗口代价函数来确定窗口尺寸极大地提高了匹配精度;整数图像技术的引入将匹配时运算量降低为一常数。实验表明基于整数图像技术的自适应窗口立体匹配算法在局部匹配方法中是比较优秀的,便于实时实现。

基于改进双目视觉和掩膜区域卷积神经网络的 空间定位方法研究

针对实际应用时监控图像中外破危险点选取不准和标定空间不足等问题,提出外破危险点自动选取算法并改进了双目立体视觉的标定过程,实现了双目立体视觉测距技术在复杂环境廊道外破距离测量中的实际应用。总结了理想状况下大场景中外破风险测距的双目立体视觉算法。使用掩膜神经网络识别外破轮廓和距离线路最近的危险点。针对可能出现的复杂地形,提出减少标定区域的部分标定法。选取部分典型外破入侵场景验证危险点提取算法和标定方法的有效性。结果表明,此改进算法在监测施工机械类外破时的危险点识别精度保持在0.3 m以下,且可以使双目测距应用于复杂环境下的线路外破监测任务。

Laws纹理模板在立体匹配中的应用

立体匹配一直是计算机视觉领域的一个中心问题,基于区域整体匹配算法较好地解决了纹理单一区域的立体匹配问题,其关键步骤是纹理单一区域的分割和匹配。针对纹理单一区域的特点,提出利用Laws纹理模板对图像纹理特征进行分析描述,然后进行基于直方图的分割,得到纹理单一区域。对于各种场景图像,通过分析比较各种Laws纹理模板组合,能够得到最好的分割效果。在国际标准图像上测试的实验结果表明,相对于灰度共生矩阵描述纹理单一区域和基于区域生长的方法,该方法能提高纹理单一区域的识别率和分割阈值选取的稳健性,这有助于提高基于区域整体匹配算法的匹配精度和实用价值。

立体视区完整的无串扰集成成像3D显示

集成成像三维(3D)显示技术具有连续视点、无需助视设备等特点,但普遍存在的视觉串扰现象严重影响立体观看效果。分析图像元在立体视区成像的有效像素区域,推导出图像元上的串扰图像区域分布的变化规律,提出一种立体视区完整的无串扰集成成像3D显示结构。精确设计具有渐变孔径的掩模板阵列,其既能完全透过有效像素光线,使光线向主视区和各阶立体视区成像,保留了集成成像立体视区分布的完整性,又能阻挡串扰像素光线的出射,消除了相邻视区间的串扰,实现了立体视区完整的无串扰集成成像3D显示。提出的结构简单易于实现,有助于集成成像显示技术的进一步推广。