融合相机与激光雷达的目标检测与尺寸测量

针对三维场景下的目标检测与尺寸测量任务,设计了一种融合激光雷达和相机传感器的三维目标检测和尺寸测量算 法。 使用基于卷积神经网络的二维目标检测器提取目标的二维检测框,结合图像中的二维检测框和几何投影关系获取包含物 体的三维视锥点云,由欧氏聚类方法获得物体的聚类点云,实现了物体的三维目标检测。 提出了基于目标二维检测框的改进尺 寸测量方案以替代原有点云聚类后得到的三维框信息,提高了物体尺寸测量的精度。 在现有数据集上评估测试了目标检测与 尺寸测量的精度,实验结果表明,二维目标检测器 YOLOv7 在检测数据集上的平均检测精度达到了 81%,改进尺寸测量方案在 物体尺寸测量时的测量误差在 5%以内,对于较远物体或较小物体的目标检测和尺寸测量也具有很好的效果。     

基于形状的CT图像断层间数据插值算法

CT脑血管三维重建图像都是源自二维断层扫描,由于二维断层扫描图像是对一定厚度的三维物体在二维平面上的断层投影,在目前的技术水平下,相邻两断层图像间的扫描距离要大于同一断层中解剖组织相邻像素间的图像显示距离.为保证三维重建图像的质量,在研究了CT脑血管二维图像特征后,提出了一种新的基于形状和基于灰度的图像断层间数据插值算法,并取得了较理想的实验效果.     

多项式插值法处理物体的三维立体成像

客观世界是三维的,随着社会的发展,目前常用的二维平面显示在某些方面已不能满足人类的需求,人们希望能真实地还原显示出空间的三维信息。采用直射式激光三角测距法,借助STM32微处理器及高分辨率线阵CCD模块测量微位移,最后将采集到的数据传送给电脑,借助LabVIEW等软件实现对三维物体的还原成像。但由于测量的系统误差使得所成像为一系列由离散点组成的螺旋线,并不能完全反应物体的真实形态。考虑到这点,采用多项式插值法在已采集到的点基础上,通过构造函数来填充那些未被采集到的点,尽可能的还原物体。经实验,成功实现了对存在凸起、凹陷、贯穿等不规则物体的成像。该处理方法以其精度高,还原度好等优点在工业测量及模具成型等方面具有广阔前景。     

标准球定位获取复杂目标散射点位置信息技术

一般RCS测量只能获得被测物体固定某一单方位方向上的散射分布图,无法准确判断出目标强散射点的空间三维位置分布。首先,采用转台模式的近场二维微波成像,获取得到三维目标的二维投影成像分布;然后,再采用2个参考球做定位。在所成的图像中,依据定位球成像的位置准确判断出被测体目标强散射点所在的水平位置,从而通过投影关系计算出强散射点在被测体上的具体三维位置。通过实验验证,表明该技术可以高精度获得三维结构散射体的强散射点的三维位置信息。     

自动化三维超声图像无探头耦合区域的计算机辅助排除算法

自动化三维超声成像时,只有在探头和皮肤间存在良好耦合接触的区域才能形成有效超声信号.通过构建一个二维冠状面图像掩模实现了对非耦合区域图像的计算机辅助排除.算法首先通过分别对多帧连续和间断的二维冠状面图像相同位置的像素点做均值处理,得到冠状面均值图像;然后分别将对连续和间断冠状面做均值处理后的图像使用双峰阈值分割法进行阈值处理,得到二值图像,再使用形态学图像处理方法对二值图像进行处理,在处理后的两张二值图像中选择最优二值图像作为掩模图像;最后使用掩模图像对待处理冠状面图像的非耦合区域进行排除并使用伪彩色显示冠状面耦合区域.结果表明,本算法可实现对自动化三维乳腺超声(ABUS)数据无探头耦合区域的自动排除,能有效避免后续图像处理过程对非耦合区域的无效运算.     

机器人焊缝识别技术研究

焊缝识别是机器人自动化焊接的重要内容,本文利用结构激光照射在焊缝上光带会产生弯曲的特性,通过对焊缝图像的预处理获得感兴趣区的光带二值图,利用Hilditch细化算法提取光带中心线,然后使用霍夫变换求得光带线段方程进而获取光带拐点,拐点连线中点即为焊缝位置。该方法适应性强且速度快,为焊缝的检测带来了方便,具有实际应用价值。     

基于扫地机器人路径规划的研究

本文通过摄像机和其他物理传感器进行综合的图像信息采集,利用SLAM算法和点云图算法在三维栅栏转化地图中进行三维转换,接着进行二维转换,最后通过路径算法把得到的路径传递给扫地机器人。寻找一条最近的路径进行扫描,扫地机器人根据摄像机等采集的图像利用A*算法进行路径规划。通过Matlab进行仿真,说明结果的合理性。     

旋转扫描结构光的三维检测系统及其标定

针对传统平移扫描检测系统的缺陷,提出了一种基于旋转扫描线结构光的三维检测与重构系统及对应的系统参数标定方法,建立了点云数据获取模型。被测物体通过旋转实现与线结构光间的相对运动,得到被测物体的外表面二维图像。系统标定获得图像坐标与世界坐标间的转换关系,得到被测物体的三维坐标信息及数字模型。由实验可知,相机的标定精度为0.2 mm,原理样机进行物体测量的精度为0.1 mm。实验证明该系统检测精度高,具有可行性。     

视觉与二维激光雷达的目标检测方法

为了改进单一传感器对目标物体的检测范围小、检测特征少以及检测准确率较低的问题,提出一种视觉与二维激光雷达的目标检测方法。在视觉检测方面提出一种改进的GoogLeNet算法实现视觉对目标物体的识别,该方法相比GoogLeNet算法在对6种目标物体的识别准确率上提高了0.7%。在二维激光雷达检测方面采用欧氏聚类算法对二维激光雷达的点云数据聚类,接着使用RANSAC算法对聚类簇中的数据点进行筛选,最后使用卡尔曼滤波算法对目标物体的位置进行预测,实现二维激光雷达在特定平面上360°对目标物体进行跟踪检测和定位。实验结果表明,该方法使得移动机器人扩大了检测范围、增加了检测特征并提高了识别准确率。     

轮胎半成品挤出部件在线检测系统的研制

介绍了现有轮胎半成品挤出部件在线检测方法,分析了基于激光测距技术的点扫描和线扫描测量法优劣,应用线扫描测量法研发了轮胎半成品挤出部件轮廓在线检测系统.该系统主要由二维激光传感器、协同控制器、工控机等硬件和自主研制的数据采集与处理、分析、判级等功能的软件构成.通过对轮胎半成品挤出部件检测的需求分析和二维激光传感器检测机理、使用方法的融合,合理构建了检测系统坐标系,实现了对挤出胶部件轮廓尺寸的检测.在最大挤出速度50 m/min采样频率达16 Hz时,系统可以实现每间隔52 mm对轮廓数据采样一次,宽度可以精确到0.5 mm,厚度可以精确到0.1 mm,达到了预期的效果,彻底地改变了离线检测滞后大、不及时使不合格产品流到下道工序的现象.     

激光扫描三维物体空间编码技术的研究

本文介绍一种利用空间编码技术实现三雏物体测量的方法。以半导体激光器为光源，用其可调制性产生按时序变化的结构光，经光学系统转换成平面狭缝光，投射到由多面体构成的转镜上向被测物体扫描，形成条纹图案。用面阵ＣＣＤ摄象机实时获取包含深度信息的空间编码图象，由计算机对图象进行处理，得到物体三维形状．     

基于嵌入式的简化双目立体视觉测距系统

本系统主要实现了目标物体到两摄像头之间距离的测量,采用ARM嵌入式平台和两个CMOS图像传感器,以Linux为操作系统,用C语言编程实现了对目标物体信息的抓取、显示、处理及测距计算.传统测距方法如超声、红外、激光等有容易受干扰、目标确定困难等缺点.与以前类似功能系统相比,本系统应用立体视觉模拟人眼功能,具有探测范围宽、目标信息完整等优势.最终,在ARM(S3C2410)平台上实现了全部工作,因此,本系统具有便携、快捷等特点,可广泛运用到视频监控、模式识别、汽车电子等领域.     

基于二维熵的空中小目标跟踪研究

二维熵是图像分割技术中的一种重要方法。结合空中小目标的特点将二维熵阈值算法应用于空中小目标图像序列中,并求取质心进行跟踪。重新定义了传统二维熵中二维直方图的双轴,并加以讨论。同时用泰勒一阶展开求取公式的近似表达,消除原始算法中大量的对数计算,加快了运行的速度。仿真实验表明,该方法可以有效的跟踪空中运动目标,在工程实际中具有很好的应用价值。     

数字图像探测仪的视频显示技术

数字图像探测仪在电子测量领域中具有重要意义,它使电子测量由一维探测扩充为二维展示。本文具体介绍数字图像测控仪中的重要作用,电路结构,数字图像隔行扫描技术性,非ＣＣＩＲ６０１标准图像的技术处理、控制器工作原理等。     

The next landmark in vision - [automation vision systems]

The emergence of highspeed 3D image processing technologies is a major milestone for the vision industry as it represents the most significant step change in processing capabilities since the development of the 2D pattern recognition algorithms.     

基于FPGA的整数三维DCT变换的实现

图像去噪作为数字图像处理领域的一个基础问题,对很多图像处理的算法研究具有重要作用.随着图像的数据量越来越大,对于图像处理的速率要求越来越高.FPGA具有吞吐量大、处理速度快、适合做并行运算的特点,可以使用FPGA实现图像去噪.基于相似块搜索的数字图像去噪算法的核心是三维DCT变换,HEVC中的整数DCT变换算法有助于减少计算复杂度,更适合FPGA的设计要求,进一步提高DCT变换速度.提出了一种基于FPGA的整数三维DCT变换实现方法,使得三维DCT变换速度显著提高.     

运动目标检测与跟踪中FPGA的应用

运动目标检测与跟踪需要处理大量的视频数据,FPGA并行处理的工作方式和可重复执行多任务的能力,使其在视频数据运算与处理中能够发挥很大作用。讨论了FPGA结合DSP实现目标检测与跟踪的技术方案,重点研究了以FPGA构建图像预处理环节中处理器的设计方法。仿真和实验结果表明,基于FPGA的处理器能够完全满足图像预处理中运算量大、重复性强、速度高的要求,有效地缓解了DSP在后续的目标检测与跟踪中数据运算处理的压力,使得系统更加实时、准确、高效。     

一种空间目标ISAR成像显控终端的设计与实现

显控终端是雷达系统的重要组成部分,为雷达操作用户提供雷达系统控制操作与目标信息的显示。本文介绍了一种基于 VS2010编译环境的空间目标 ISAR 成像显控终端。该显控终端使用专用硬件实现雷达目标回波信号的实时采集与接收,采用 CPU 与 GPU 异构并行处理机制完成回波数据的实时 ISAR 成像处理及结果显示。最终在通用 PC 上实现了包括系统参数设置、高速回波数据的实时接收与存储、实时 ISAR 成像处理及空间目标一维距离像、二维 ISAR 像的输出与显示。     

基于三维有限元分析的交流接触器磁系统动特性的计算

利用分析软件ANSYS,以CJ20-25型交流接触器为例,将有限元法应用于其磁系统的动态特性计算之中,得到了各状态下磁系统的磁场分布图形,及不同气隙、电流下吸力和磁链的二维数据表,并最终完成了整个过程的插值仿真.对仿真结果也进行了一定的分析.