基于计算机视觉的透明液滴外形的检测技术

在微流体变焦透镜的研究中,准确检测电解小液滴外形随外加电压的变化情况对寻找材料和衡量微流体透镜性能起到了重要作用。同时,待测液滴的形状参数也是描述液体与特定材料之间亲和力和液滴物理特性的重要参数之一。根据最小二乘法原理,设计了基于图像采集与处理的液滴外形检测系统。搭建实验平台,通过摄像物镜和CCD采集处于一定容器中的液滴外形轮廓图像数据,再经过图像滤波、边缘增强、二值化等图像处理技术,最后以数学模型形式描述液滴轮廓边缘曲线,并对边缘曲线数据进行曲线拟合计算液滴与容器边缘的接触角度。     

非球面液滴微透镜的轮廓测量方法

对液滴透镜面形的精确测量是用液滴法制作非球面液滴透镜的关键问题之一。提出了一种基于数字图像处理的测量非球面液滴微透镜轮廓的方法,利用光学成像系统将非球面液滴透镜的轮廓成像在CCD接收面上,通过图像采集卡读入计算机,并经图像处理得出透镜面形表达式,以便研究液滴微透镜在不同电场强度下轮廓的变化规律。图像处理的主要步骤包括：对特定区域采取平滑预处理,去除噪声;利用阈值法将灰度图二值化;对二值化后的图像进行轮廓检测;提出了一种简单有效的方法矫正图像的水平偏转;对矫正过后的液滴轮廓的数据进行多项式拟合,分析液滴透镜在不同电压下的各个拟合参数的变化。实验证明：这种方法用于测量非球面液滴微透镜简单、有效,解决了非球面微透镜制作过程中的液滴轮廓的实时测量问题,有助于低像差非球面液滴微透镜的研制。     

基于CCD图像的圆度误差测量的研究

介绍了一种基于CCD图像的圆度误差测量系统,给出了利用数字图像处理技术进行图像采集、预处理、二值化、边缘检测、轮廓提取等,进而对圆度误差进行评定,分析了误差产生的原因.试验证明,用该方法提供圆度误差的评定是可行的,并具有先进性和实用性.     

用于液滴分析的光电液滴传感器的设计研究

介绍一种用于液体特性研究的光电液滴传感器(PLDS),其原理是基于插入液滴内部的光纤,及由滴头和环形极板构成的电容传感器。传感器中集成了二极管及部分处理电路,并对滴头及相关零件作了特殊的机械结构设计,从而能够有效地解决光信号强度损失严重、输出信号易受干扰、光纤位置不稳定、气泡影响液滴形状和滴头部件难以清洗等问题。同时,传感器中通过两路输入光纤引入了不同波长的光信号,通过可拆卸的环形极板便于进行CCD图像液滴分析。     

基于CCD的激光扫描测距技术研究

对基于CCD的激光扫描测距技术进行了研究,采用线激光进行物体截面轮廓测量,测量系统由线光源激光器、CCD摄像机、图像采集卡、计算机和相应的测量软件构成,该装置能获取被测物体部分截面的深度图像和距离(尺寸)信息.     

应用于微滴喷射的墨水特性参数仿真研究及验证

本文针对微滴喷射过程中存在的墨雾、卫星滴以及喷头堵塞问题,使用COMSOL仿真软件通过水平集方法对微滴喷射过程进行仿真分析,得到墨水黏度、表面张力等工艺参数对液滴喷射过程中形态的影响规律。采用CCD液滴观测仪对微滴喷射过程进行实时观测和图像采集,将观测图像与仿真结果进行对比,得到微液滴在打印过程中最佳的工艺参数,确定墨水最优的打印温度,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的可行性。     

基于傅里叶变换去隔行图像的动态3维面形测量

为了解决动态面形测量中隔行扫描CCD相机记录动态物体表面变形条纹图像存在缺陷的问题,提出了傅里叶变换去隔行算法,即把隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,分别对每一单场图像进行傅里叶变换去隔行处理,再利用条纹分析法重建对应时刻的3维面形。理论分析得出单场傅里叶变换去隔行图像与对应的准确满帧图像相同的结论。结果表明,该方法可以很好地恢复条纹和重建物体,且简单实用,可用于基于空间相位检测、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等条纹分析方法的动态物体3维测量中。     

基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统

为了实现对视度和视差的客观检测,提高自动化检测程度,设计了一种基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统。对CCD视度和视差检测原理公式进行了推导,通过分析发现需要测量成像最清晰时CCD光敏面的位置。为此,构建了像面可调的CCD摄像系统和图像采集与处理系统,采用扫描求解图像像素灰度值梯度的方法,实现图像清晰度测量和边缘提取;同时利用视频图像清晰度峰值搜索法,通过控制电机带动CCD光敏面朝图像最大清晰位置运动,实现CCD摄像系统的自动对焦,并完成对成像最清晰时CCD光敏面位置的测量。最后通过对装备视度和视差实际检测,表明视度检测不确定度在0.15 D以内,视差不确定度在0.3分以内,与传统方法相比,检测结果客观准确,自动化程度得到了提高。     

基于小波技术的模糊边界定位方法研究

提出了一种快速准确地检测物体边界的方法。以CCD为接收器件，采用恰当的光学成像系统和图像处理，基于小波处理技术，对模糊边界图像进行处理，得到清晰边界轮廓，使边界定位精度达到μm量级。     

SAR图像不确定轮廓相似度及其可信度构建方法

SAR图像相似度准则是目标识别、图像匹配等研究内容的基础,定义合理可靠的相似度将极大地提高SAR图像解译能力。该文针对SAR图像轮廓特点,提出一种基于不确定轮廓的相似度置信区间及其可信度构建方法。首先将SAR图像不确定轮廓模糊化得到相似度定义,进而通过分析模糊模型分布函数,在给定显著性水平下得到相似度置信区间,并给出可信度定义。实验结果表明,该方法对轮廓定位有一定容错性,对一定程度的断裂轮廓及多边缘轮廓也能得到合理的相似度范围和可信度,符合人眼视觉感知。     

受激布里渊散射光束空间光强分布的CCD检测

将波长1064nm,脉冲宽度8ns的Nd:YAG激光脉冲聚焦到FC-72介质池中,利用CCD对后向受激布里渊散射(SBS)光斑进行检测,并利用数字图像处理技术对图像进行分析,以获得SBS光斑的空间光强分布和变化规律。利用MATLAB的图像处理工具箱对激光光斑的原始CCD图像进行去噪,并使用Origin软件的曲线拟合和FFT平滑功能对光强分布曲线进行平滑处理。结果表明,进行图像处理后的原图像噪声被有效地抑制和消除,光强分布曲线较为平滑。在入射光束为基模高斯光束的条件下,随着入射光能量增大,受激布里渊散射光斑的空间光强分布由近高斯型转变为高斯型。     

平行照明多目视觉检测技术

多目视觉检测技术是通过多个不同位置的视觉传感器,从不同角度获取同一目标的图像,并对所得图像进行目标匹配、差分相减等,最终清晰提取出目标信息的一种视觉测量技术.相比单目视觉方法,利用多个传感器能搜集更多的目标物信息,且在检测系统中又融入了平行光照明方式下,对称式多角度的图像采集方法,可以使不同显现力的被测物平面信息通过极高的对比度显现出来,再结合多幅图像匹配、差分规则,最终可以得到效果更佳的缺陷或轮廓信息.描述了遵照该检测方法设计的实验装置,并通过成组实验证明了其可行性.基于平行光照明的多目视觉检测方法提高了系统的抗干扰能力,使系统从根本上提高了图像处理结果的精度,相比以往软件除噪、滤波等方法更加便捷、快速、稳定,适用范围也更广.提出了利用大功率LED芯片构造平行光源的思路,该平行光源设计准直度更好,非平行杂光干扰更小.     

基于电子稳像技术的CCD成像空间校正方法研究

针对彩色线阵CCD应用时,出现的成像三色错位问题进行了研究,提出了基于电子稳像技术的CCD成像空间校正方法。与传统方法相比,该方法引入了电子稳像技术的思想,巧妙运用帧间运动的处理手段解决了帧内运动的问题。首先对线阵CCD得到的图像进行彩色图像分离,再通过特征点提取,特征点匹配,错位参数估计,图像补偿,彩色图像合成等过程,最终获得校正后的彩色图像。仿真实验表明,该方法能有效解决三色错位问题,改善图像质量。     

视觉传感集成体系中不同图像间映射匹配关系

提出一种由三角法面形传感器和2个CCD摄像机组成的机器视觉传感集成系统，利用前者所获得的三维面形与后者所摄得的二维图像在空间上特定的几何对应关系，建立3幅图像间的映射。可实现在二维CCD图像上附加距离数据,及以三维面形数据为网格点粘贴亮度、颜色和纹理等信息；并进一步可实现2幅二维图像基于映射小区域间的匹配，用于双CCD摄像机交汇测量。保证了三维面形与二维面图像间的信息融合和互补，以满足机器视觉需要。     

基于CCD测量技术的不完整圆直径测量算法研究

针对单晶硅生长过程中的直径测量,提出了一种基于CCD摄像头的不完整圆直径测量算法.首先利用CCD摄像头透过隔热设施俯拍单晶,获取到部分单晶生长图像;然后根据获取的该部分生长图像的特点,采用图像处理技术提取单晶体的边缘信息,并应用亚像素边缘检测技术精确获取单晶体的边缘位置;最后通过不完整圆算法把部分边缘图像还原成完整圆,从而实时获得硅单晶的直径值.该算法获得的硅单晶直径具有精度高、抗干扰性强的特点,有利于实现整个拉晶过程的全自动控制.     

Research on a novel imaging bionic polarization navigation sensor for glimmer environment application

Polarization navigation system is a hotspot in the field of bionic navigation. Compared with point source polarized light navigation sensor, the polarization information acquisition method based on image sensor and imaging technology has better robustness, and it can obtain more polarization information. In this paper, an embedded imaging polarization sensor for glimmer environment application is designed and developed. The multi-channel video processing technology of TMS320DM642 is used to capture the polarization information of charge coupled device (CCD) camera with three channels. The images are processed by digital signal processer (DSP) in real time, and the angle of polarization (AOP) image is calculated simultaneously with an acquisition and calculation speed of 10 frame per second. Sensor can obtain absolute rotation angle, and the AOP image can be displayed on liquid crystal display (LCD). It provides an effective experimental platform for the research of imaging polarization mode navigation device based on embedded system.     

图像测量技术在微型齿轮测量中的应用

在分析传统接触式微型齿轮测量技术难点的基础上,提出了一种基于CCD图像的微型齿轮非接触测量的方法,采用A102fCCD数字摄像头作为图像传感器,利用图像测量技术对微型齿轮进行非接触测量.主要步骤包括:图像的采集;采用边缘保持滤波器进行滤波、降噪;采用阈值法将图像二值化,并进行边缘检测形成单像素的轮廓边缘;采用随机Hough变换对齿轮中心孔进行提取;系统的标定以及齿轮有关参数的计算等.并实际测量了微型齿轮的齿形误差和齿距误差,对测量精度进行了分析,通过对比试验证明了本系统提出测量原理是正确的、可行的,所开发的软件能够满足实际生产的需要.     

CBERS-2 CCD遥感图像辐射校正技术

在对CBERS-2卫星CCD遥感图像辐射校正技术进行深入研究的基础上,给出了图像的0级预处理、传感器标定、大气辐射校正、照度校正等技术方法。在0级图像预处理方面,提出了利用测试数据来解决拼接区的辐射失真问题,并提出一种新的条纹检测技术;传感器的标校方面,讨论了底电平和非均匀性的消除方法;大气辐射校正采用回归分析法和直方图法;给出了太阳高度和地形坡度的照度校正方法与技术。