基于视觉信息的移动机器人控制系统设计

机器人的视觉相当于机器人的眼睛,机器人视觉系统是当下研究热点。本文主要研究基于视觉信息的机器人系统,通过对获得的图像信息的处理来实现对机器人的控制。详细讨论了摄像机标定、图像处理等方面的设计,实现了对机器人控制系统的设计。     

基于单目视觉的行车环境安全预警系统设计

文中设计了基于机器视觉的行车环境安全预警系统,采用包含视频图像采集、行车环境检测以及行车环境安全预警3个功能模块的系统结构,重点研究并提出了新的行车环境识别方法,包含车道线提取和前方车辆检测方法,并对系统硬件架构及软件流程和算法进行说明,实现高速公路行车环境的识别并进行危险警示。实验结果显示,系统能够准确地对前方车道线和车辆进行检测,实现设计效果。     

基于机器视觉的点餐自动提示器设计

针对在外就餐中的盲目消费,不健康饮食等问题,提出基于机器视觉的点餐自动提示器系统;从组成系统的关键软硬件技术入手,基于光源设计、镜头及图像采集卡的选择、图像处理控制系统的设计集成,分析了系统的工作原理,设计了系统的原理结构,并在此基础上进行了原型设计;最后通过对原型系统实践应用得到的数据分析,表明该设计有助于实现科学点餐,文明就餐的预期目标,在成本得到进一步控制的前提下具有一定的应用前景。     

基于立体视觉的人体头部目标识别研究

使用立体视觉系统可确定任意物体的三维轮廓及其表面任意点的位置信息和深度信息。本文将立体视觉运用于人体头部目标检测,设计了一种基于图像深度信息处理的人体头部识别系统。系统采用Xtion摄像机采集场景的深度图像,并对其进行特征分析,根据深度图像的特点以及头部的特征确定头部目标区域。再对目标区域采用Mean Shift算法进行聚类处理,得到清晰的图像边缘。最后通过基于动态阈值的一维熵函数分割法实现头部的分割识别。该系统可快速锁定目标区域,减少了算法的计算量,大大提高了系统的识别速度。此外,采集深度图像的xtion摄像机悬挂在目标场景的正上方,因而较好的解决了目前人体目标检测受遮挡的问题。经实验论证,该系统有较高的识别精度。     

基于激光视觉原理测量玻璃中气泡的尺寸

为了实现玻璃中气泡尺寸的在线测量,基于激光视觉原理,采用线结构激光器、线阵CCD相机和运动控制系统在实验室搭建玻璃气泡的动态测量系统。投射到玻璃表面的线结构激光光斑经变焦镜头成像在相机的光敏阵列上,相机的横向扫描与运动平台的纵向扫描配合,利用Sapera CamExpert图像采集软件获得玻璃气泡的灰度图像;理论上讨论了图像的纵向和横向精度,给出了气泡图像失真的判断依据及工作像素时钟频率与玻璃板纵向运动速率之间的匹配关系;采集了不同纵向运动速率下气泡的灰度图像,利用Sapera Architect软件测量气泡图像的横向和纵向像素数,通过理论计算得出气泡的横向和纵向尺寸,并与直尺测量结果比较,发现纵向尺寸相对误差为0.18,横向尺寸相对误差为0.05。结果表明,在相机工作距离、焦距和像元尺寸确定的情况下在误差允许的范围内该系统可以用来测量气泡的横向尺寸。     

基于红外连续变焦的坦克装甲车辆夜视系统设计

为了提高坦克装甲车的夜间作战能力,针对坦克装甲车辆作战范围,设计了一种红外连续变焦夜视系统,该系统可以进行昼夜连续完全被动的监控,能够在全黑夜晚和恶劣天气条件下使用,使车长在夜晚同样可以完成观察战场、搜索目标、指示目标和实施超越射击的任务.此红外连续变焦系统可实现焦距在50～200 mm范围内的变化调整,实现4倍光学连续变焦,且具有成像质量高、体积小等特点,不仅能够对特定的景物进行光学的放大缩小,并且在切换的过程中不会造成目标的丢失.     

基于机器视觉薄零件高精度测量技术的研究

为快速准确检测薄零件几何量精度,提出了一种基于机器视觉的检测方法。根据具体的视场和精度要求,完成电荷耦合元件(CCD)传感器、镜头、光源等选型与硬件系统设计。开发了软件系统,采用双三次插值法细分图像后提取亚像素边缘,变权重最小二乘法拟合出零件轮廓的圆弧和直线,自动计算零件的圆度误差,中心距尺寸误差,并判断其是否合格。通过齿轮泵中间体零件的检测结果表明,本系统能快速准确检测中高精度(IT7级)薄零件的几何量精度,满足实际应用的需求。     

基于神经网络的人脸识别系统

针对人脸在整个图像中识别的问题,提出了基于神经网络的前端人脸检测系统.该系统首先将训练集中每个图像划分成独立的小窗口,并标示出每个窗口中包含的人脸图像,并据此对神经网络进行训练.在利用神经网络对人脸进行识别的过程中,对待检测图像划分为分辨率为金字塔形的小图像,然后对每个分辨率的小图像进行人脸识别.同时为了提升系统对人脸检测的准确率和误报率,需要对多个神经网络输出的阈值进行权衡.本系统使用自适应算法,增加了错误检测集以提升系统的检测精度.     

基于暗原色先验的夜视图像增强算法

在夜晚条件下拍摄到的图像对比度低,信息缺失,对诸多领域获取图像细节信息造成不便。提出了一种改进的基于暗原色先验的夜视图像增强算法来增强这类图像。采用形态学开运算替换软抠图估计透射率,缩减了算法的时间复杂度。经过暗原色先验增强的图像会放大噪声,为了克服这个缺点,对处理后的图像局部去噪获得保真度更高的图像。实验结果表明,算法可有效增强夜视图像,提高图像对比度、突出细节信息并且减少噪点。     

基于摄像视频分析的降雨量测量方法

提出一种新颖的基于视频的降雨量测量方法。首先 根据雨图亮度变化特征检测雨滴;其次,为解决雨滴离摄像机距离信息未知情况下的雨滴尺 寸估计问题,在雨滴成像光度模型中融入散聚焦因素, 构建了基于亮度差和色彩张量响应特征的散聚焦雨滴判别方法;然后,根据透视成像关系计 算聚焦雨滴的尺寸并根据气象学 雨滴谱的定义来构建观测雨滴谱;最后,为抑制观测雨滴谱中的噪声,采用气象学Gamma模 型拟合观测雨滴谱,并由模型参 数计算降雨量。在不同程度的降雨环境下实验检验算法,并与雨量计记 录数据对比,测量结果较为一致。