基于前景概率函数的目标跟踪

针对不规则目标跟踪中初始窗口内包含背景像素导致特征模板不准确的问题,提出前景概率函数以及基于前景概率函数的目标跟踪算法.首先根据目标所在区域与背景区域的颜色分布建立前景概率函数,并以此计算目标区域中像素的前景概率,削弱背景像素的干扰,得到更准确的目标特征模板.将目标区域像素的前景概率引入均值迁移跟踪框架中,实现目标的迭代定位;在跟踪收敛后重新计算收敛区域中的前景概率分布,根据其反向投影图的尺度变化调整跟踪窗宽;最后利用Bhattacharyya相关系数对目标特征模板进行自适应更新.实验表明,该算法能够有效抑制背景像素的干扰,在目标尺度变化时能够准确调整跟踪窗宽,减少迭代次数,满足实时跟踪的需要.在复杂背景中跟踪性能也始终优于传统的均值迁移跟踪算法.     

强弧光干扰下焊缝结构光图像跟踪信息获取

利用激光结构光进行焊缝跟踪时,在存在强弧光干扰的情况下稳定地获取跟踪信息是非常关键一个问题.采用模板匹配的方法实时地计算得到当前图像中的感兴趣区域,并且利用重心法结合改进的一维Kalman滤波的方法准确的提取出强弧光干扰下感兴趣区域内激光结构光的中心线,最后利用中心线上各点的横坐标计算加权系数对纵坐标进行加权累积,稳定并且准确地获得了能够体现出整条结构光变化的跟踪点信息.实验表明,该文提出的算法具有很强的抗干扰能力,可以在实际的焊缝跟踪系统中得到应用.     

线阵CCD视觉传感器埋弧焊自动跟踪系统

为了解决焊缝自动跟踪用光电传感器对工件表面状态敏感的问题,采用了激光结构光从前方倾斜入射、线阵电荷耦合器件(CCD)在正上方接收散射光信号的传感器光路结构。通过对传感器高度的自适应控制,有效地减小了工件表面状况对传感器检测信号的干扰。在软件的设计中,通过对传感器输出信号的数字滤波和图像处理,确定焊缝中心的位置。结合比例调节和模糊控制原理,引入Fuzzy-P双模分段控制方法,实现了在埋弧焊时对焊缝的双向实时跟踪。在水平和垂直方向的跟踪精度分别达到±0.2和±0.5mm,完全满足焊接生产的要求。     

图像分割方法在焊缝跟踪过程中的应用

为提高焊缝超声波探伤的实时跟踪,提出将图像分割方法应用于白线跟踪法和激光跟踪法两种不同焊缝跟踪系统中。一种是采用Hough变换边缘检测法对检测图像中的目标边缘进行提取,另一种是利用区域增长法对检测图像中的目标区域和背景区域进行有效区分,这两种方法都能很好地提取出图像中的目标特征信息。仿真结果表明,两种图像分割算法在焊缝跟踪过程中能够准确地识别出焊缝的特征信息,确保跟踪系统的实时性。     

基于CCD传感器的复杂焊缝跟踪系统的设计

针对传统CCD传感器焊缝跟踪系统在处理"Z"字型焊缝时存在脱靶的问题,对系统进行了改进.采用在CCD传感器上安装一面快速控制反射镜,使系统形成复合轴控制.该反射镜可以有效地控制光源和CCD传感器之间的光束,将脱靶信息快速地反映给CCD传感器以确保焊缝图像的连续及稳定.实验结果表明,该系统提高了跟踪精度,误差范围在0.5 mm以内.     

视觉传感机器人焊缝跟踪系统

利用环形激光扫描传感器,建立了一种用于焊缝定位与焊缝跟踪的孤焊机器人视觉传感系统,基于图像分割、特征提取和三维计算等技术,实现了待焊工件形状位置信息的三维数值计算,并以对接焊缝和斜坡焊缝为对象进行了焊缝定位和焊缝跟踪试验.结果表明,提出的弧焊机器人视觉系统能够实时获得被焊工件的形位信息,实现焊缝的实时定位与跟踪.     

改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析

对于线结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,快速、精准地识别和提取焊缝特征点是关键.根据结构光条纹线在焊缝处的变形导致的条纹不连续现象,对不锈钢平板对接焊缝和搭接焊缝进行了跟踪试验,提出以改进的均值漂移算法提取焊缝特征点的算法.与传统算法不同,所提算法免去了提取条纹中心线与拟合条纹线过程,直接通过漂移识别焊缝特征点;通过限制漂移算法的搜索方向,防止搜索"回漂"现象;引入漂移加速因子,提高算法执行效率.试验结果表明,利用改进均值漂移算法能够有效地识别焊缝特征点,显著地提高焊缝跟踪的准确度和实时性能.     

一种基于被动视觉的焊缝图像实时获取与处理方法

介绍了一种基于CCD视觉传感器的实时焊缝图像获取与处理方法,针对2 mm铝合金薄板无间隙对接的焊接特点,设计了与之相适应的减光-滤光传感系统,获得了特征明晰的焊缝实时图像,同时确定了一套符合该系统的焊缝图像处理算法,取得了很好的效果,为后续的焊缝跟踪提供了条件.     

运动目标识别与跟踪的模板匹配算法改进及仿真研究

针对传统模板匹配算法存在运算量大,以及干扰物中有部分区域和目标形状相同时识别率差的问题,改进传统的模板匹配算法,并在MATLAB6.5环境下,应用改进的新算法对简单背景中的运动目标进行计算机识别与跟踪仿真.新算法先对识别区域进行扫描点检测,判断该点是否满足要求再进行模板匹配运算;当某些干扰物体中某部分区域与目标模板相同时,采用自动模板更新的方法进行区分.仿真实验结果表明,改进的模板匹配算法大大减少模板匹配的运算量,并且可以有效地排除干扰物体对目标识别的干扰.     

基于CCD传感器的复杂焊缝跟踪系统的设计

针对传统CCD传感器焊缝跟踪系统在处理＂Z＂字型焊缝时存在脱靶的问题,对系统进行了改进。采用在CCD传感器上安装一面快速控制反射镜,使系统形成复合轴控制。该反射镜可以有效地控制光源和CCD传感器之间的光束,将脱靶信息快速地反映给CCD传感器以确保焊缝图像的连续及稳定。实验结果表明,该系统提高了跟踪精度,误差范围在0.5 mm以内。     

激光焊接5083/6016异种铝合金光谱信号与焊件质量的关系

采用光纤激光器对1.0mm厚5083和1.2mm厚6016异种铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用光谱测量系统、扫描电镜、维氏显微硬度仪和微机控制的电子万能试验机等手段,检测激光焊接过程等离子体产生时辐射出的时域MgI光谱信号,分析焊缝形貌、显微硬度和力学性能,研究等离子体中MgI光谱信号相对强度与焊件质量之间关系.结果表明,随着扫描速度增加,MgI光谱信号强度降低,离焦量对MgI光谱信号作用明显,而激光功率对MgI信号整体幅度改变较小;MgI光谱强度较小或较大,试件出现焊不透或焊穿现象;MgI等离子体信号波动较大处,出现咬边、凹陷、气孔等缺陷,力学性能低;而MgI等离子体信号平稳时,焊缝平整,缺陷少,力学性能好.基于MgI光谱信号与焊件质量之间的对应关系,运用Hugh hart的统计过程控制(SPC)理论,建立了焊接过程单值-移动极差控制(X-Rs)图.     

摩擦焊直接能量控制法的研究

摩擦焊直接能量控制法是一种以摩擦能量为控制对象的闭环控制方法。采用先进的单片机测控及高精度的检测方法，直接检测驱动电机的实时输入功率以获得实时摩擦能量；并以此为闭环控制对象，对焊接过程进行控制，同以往开环控制法相比，克服了工艺参数的波动对接头质量的影响，从而大大减少了焊前工作量；同时也减少也人为因素对接头质量的影响，使焊接质量达到一个新水平。     

微弧氧化处理提高AZ31B镁合金搅拌摩擦焊焊缝的耐蚀性

为提高镁合金焊接接头的耐蚀性,对6mm厚的AZ31B板材搅拌摩擦焊焊缝进行微弧氧化处理,并研究焊缝的微观组织、截面显微硬度及其微弧氧化前后的耐蚀性.结果表明:接头的微观组织明显分为3个区域:焊核区、热机械影响区及热影响区,并且接头整体硬度低于母材,焊接时焊核部位出现软化现象,导致其硬度最低.盐水浸泡实验和电化学测试表明,微弧氧化前焊缝的耐蚀性低于母材,经过微弧氧化处理后,焊缝表面形成一层致密光滑的陶瓷膜,极大提高其耐蚀性.并且,经同工艺微弧氧化处理后,焊缝表面微弧氧化膜要比母材的微弧氧化膜厚.     

基于Hough变换的焊接接头自动识别技术研究

以作者所研制的焊接机械手为对象,针对其在焊接大型模具时,焊缝数量多的特点,采用提供信息量大、抗干扰能力强的视觉传感器CCD来获得焊接接头平面位置信息．在对CCD摄取的模架图像进行校正、灰度拉伸、灰度阈值变换后,采用Canny边缘检测算子检测出模架筋板上侧的边缘点,并针对传统的Hough变换方法不能检测出直线端点,容易重复检测直线以及提取直线精度不高的缺点加以改进,采用改进的Hough变换方法提取了筋板边缘线,求取这些边缘线交点即可获得焊接接头平面位置信息．实验结果表明,该方法可以有效解决Hough变换存在的上述问题,并能准确稳定地提取出模架筋板边缘线,达到识别焊接接头平面位置的目的．     

焊接工艺对7N01P铝合金激光-MIG复合焊接接头中气孔的影响

铝合金在激光-熔化极惰性气体保护（melt inert-gas,MIG）复合热源焊接过程中形成的气孔会引起应力集中、降低焊接接头的强度和塑性等问题,从而明显降低焊接接头的性能。采用激光-MIG复合热源焊接技术,对4 mm厚7N01P铝合金进行了对接焊接,分析了焊接工艺对焊接接头中气孔的影响。结果表明,采用复合热源焊接技术,在送丝速度为7.0、8.0、9.0 m/min,焊接速度为0.9、1.0、1.1 m/min,功率分别为2.3、2.4、2.5 kW时均可以实现7N01P 铝合金板材的单面焊双面成形。当激光功率为2.3 kW,送丝速度为9.0 m/min,焊接速度为1.0 m/min时,焊接接头中的气孔数量最少,气孔率约为1.2%。此外,激光功率的变化会影响焊接接头中气孔的形成,随着激光功率从2.3 kW增加到2.5 kW时,气孔数量先增加后下降;送丝速度的变化也会影响焊接接头中气孔数量,当送丝速度由7.0 m/min增加至9.0 m/min时,气孔数量有所降低;而焊接速度对焊接接头中气孔的影响是双向的,随着焊接速度的增加,气孔数量先减少（焊接速度从0.9 m/min到1.0 m/min）后增加（焊接速度在1.1 m/min）。可见,工艺参数的优化可以起到减少焊接接头中气孔的作用。     

半固态搅拌摩擦焊温度场分析及组织验证

为避免由材料流动不足而导致的焊接缺陷以及降低焊接过程中的作用力,提出了半固态搅拌摩擦焊. 本文以2024-T3铝合金为研究对象,进行了焊接过程中温度及显微组织分析. 温度的模拟及测量结果表明:当搅拌头的旋转速度为1600r·min-1、焊接速度为150mm/min时,稳态时焊核区的温度峰值达到了518℃,超过了焊材的固相线. 空冷条件下常规搅拌摩擦焊与水冷条件下的半固态搅拌摩擦焊焊核区的显微组织对比结果表明,利用搅拌头摩擦产热的方法可使搅拌区呈现液态金属母液中均匀悬浮着近似球形晶粒的半固态组织.      

基于CATIA V5 Knowlege Template汽车三维焊点建模

介绍利／i]CATIAV5知识工程建立三维焊点模板，在焊点设计过程中利用此模板快速建立焊点的几何模型，极大减少了设计人黄工作量，同时为设计人员在工作提供了一种新思路。     

功率信息互相关法的刀具破损在线监测

为了在数控机床加工中对刀具破损进行有效监测以避免对工件及机床造成损坏,提出了一种利用机床加工功率特征信息和互相关算法的刀具破损在线监测方法。该方法通过Mallat多分辨分析小波算法提取工件正常加工时的主轴功率变化特征序列作为监测刀具状态的特征参考模板,在工件批量加工时采用改进的实时小波算法提取在加工工件的特征向量序列并与特征参考模板序列进行局部实时广义互相关系数计算,当刀具发生破损失效时,与正常情况相比在采样点计算时窗内的两特征向量子序列的相关性显著降低,将表征序列相关性的广义互相关系数定义为刀具状态系数(Tool Condition Index,TCI),对该系数设定合理的门限值即可监测刀具状态的异常。该方法在几种典型刀具破损的在线监测中均能准确识别刀具失效,实验结果表明其具有一定的实用性。     

基于模板匹配与线性预测的目标跟踪算法

为解决复杂场景中目标遮挡、算法鲁棒性差的问题, 提出基于模板匹配与线性预测的算法。该算法分为模板匹配和线性预测两部分。场景中无遮挡物时, 执行模板匹配算法, 获取目标跟踪信息; 否则, 通过预测算法估计目标的状态, 进而实现目标跟踪。实验结果表明, 在目标有遮挡干扰的情况下, 采用该算法能稳定、准确地实现目标跟踪, 与传统的模板匹配算法相比具有较强的鲁棒性。     

运动序列图像中目标点的自动定位与跟踪研究

目标跟踪是视频运动图像数据分析前期的一项关键技术,通过对目标点的定位跟踪,以便研究人员在跟踪过程中提取运动目标的相关参数,有助于对视频图像中目标的运动技术进行分析。结合模板匹配快速定位算法与Mean Shift算法,研究了运动图像序列中目标点的自动定位与跟踪问题。实验结果显示,算法具有良好跟踪效果。