提出了一种测量物体微位移的新方法.原子力显微镜作为测量工具,样品和扫描器置于待测物体上,物体每移动一定距离就由AFM扫描获得一幅样品图像,由此获得一系列连续的序列图像.采用模板匹配方法检测相邻序列图像的偏移,从而可计算出物体的微位移.实验结果表明,用该方法还可实现物体二维方向的微位移测量,且精度达到纳米量级.

根据仪表的结构特点，提出了复杂的指针式仪表的识别方法:对实现其功能的主要方法做了介绍，如阂值迭代二值化、边界跟,Hough变换的目标信息的提取、模板匹配。

对电视经纬仪拍摄到的飞行小目标图像进行了归一化高斯模板相关.传统的模板相关方法不能将真假目标集合充分分离,导致真目标的漏检或引入虚假目标.基于模板相关的高斯函数拟合方法(Gaussian Function Fitting Method, GFFM),对模板相关所得到的目标集(含有真目标和假目标)中的每一个元素进行高斯函数拟合,并引入了一个更为灵敏的检验量-高斯函数拟合误差,可以将真假目标集合明显区分开,减小阈值确定的难度.实验表明当相关系数阈值rth=0.8时,传统模板相关方法漏检率20%,虚警率40%;而GFFM方法则检出了所有真目标,且无虚假目标.

文章提出了一种在实时视频图像国快速检测人脸并检测司机工作状态的的方案。利用VC设计了软件其实现。对摄像机采集的日间图像，先进行光线补偿和中值滤波，然后采用肤色检测定位人脸，最后运用双眼模板判断司机的工作状态；对于夜间图像，采用差分方法进行处理。实验证明该方法快速，准确率高，有效适用于实际工作环境。

针对现有的汽车密封条长度测量设备中使用模板匹配算法检测特征点位置时,密封条自身旋转导致匹配效果差的问题,提出一种基于Hough变换的自适应模板更新算法。该算法在传统模板匹配方法的基础上,通过设定阈值对模板匹配效果进行判断;对于匹配效果不好的图像进行Hough变换,结合特征点的几何特征进行识别;通过特征点的位置与尺寸信息,将其转化为新的模板用于下一次的模板匹配,实现模板的自适应更新。试验结果表明,该算法弥补了传统模板匹配法对图像旋转异常敏感的问题,提高了识别的稳定性,同时保证了检测效率满足现场的要求。

针对液压千斤顶装配中人工上料方式存在的生产效率低下问题,设计了一套基于双目线激光视觉引导的上料系统。在分析缸筒和活塞杆的机械结构后,设计了机器人专用夹爪。在视觉识别过程中,利用SAD(Sum of Absolute Differences)算法实现工件的相似性度量,以经典的ICP(Iterative Closest Point)算法实现点云配准,从而获得模板点云与场景点云之间的旋转平移矩阵。根据预先示教的抓取点位姿坐标,结合相机标定结果,获得目标工件抓取点的实际位姿坐标,从而引导机器人实现缸筒和活塞杆的自动上料。

针对管件在机器人抓取中的分类识别、位姿估计等问题,对随机摆放管件的模板匹配识别、立体匹配和三维位姿估计进行了研究。通过标定得到左右相机的内外参数,然后进行双目标定、矫正以及手眼标定。优化了模板匹配算法,利用亚像素级精度提取管件的边缘轮廓。选择合适的图像金字塔层数以提高匹配速度,实现多类型管件的分类识别。通过立体匹配提取管件视差图,结合标定参数和双目视觉的三角测距原理实现管件的位姿估计,并进行多组位姿提取实验。设计开发MFC和Halcon联合编程的管件识别与位姿估计系统。实验结果表明:该系统可实现管件在随机摆放情况下的实时准确分类识别与位姿估计,满足工业的实际应用需求。

针对工业上单目视觉系统难以适应工件Z轴位置变化的问题,开发基于单目视觉的Z轴位置自适应识别定位方法与系统。采用激光三角测距原理检测工件坐标系平面与相机坐标系平面的距离,配合下位机微机控制系统实现工件平台Z轴位置自适应,进一步融合HSV颜色空间模型,通过改进模板匹配算法完成工件识别定位。联合Halcon与Visual Studio进行单目视觉Z轴位置自适应识别定位系统软件开发以及实验验证。结果表明:该系统在工作范围内平均定位误差小于1 mm,具有较好的Z轴位置自适应调节能力和较高的定位精度。

针对岩石隧道掘进机(TBM)钢拱架拼接施工过程中的定位问题,提出一种基于机器视觉的钢拱架铰接孔定位检测方法。根据钢拱架拼接的现场环境,设计图像采集系统;使用具有旋转不变性的归一化的互相关值(NCC)模板匹配算法,可快速匹配钢拱架铰接孔所在的感兴趣区域;基于一维像素序列上的灰度梯度确定铰接孔外轮廓边缘点,并使用基于随机抽样一致性(RANSAC)算法的椭圆拟合方法确定钢拱架铰接孔圆心,实现钢拱架定位,为钢拱架拼接提供位姿信息。结果表明:该方法可实现钢拱架铰接孔的高效率、高精度定位检测。

采用改进模板匹配和最小二乘法对偏心桶加注口进行视觉定位。首先通过阈值分割和中值滤波对桶口图像进行预处理,然后通过改进的相关系数法进行模板匹配,获得要识别区域,减小运算量。最后通过最小二乘法得到偏心桶加注口的圆心坐标。实验结果表明,该方法的精度能达到工业要求,相比传统Hough变换,实现了检测的实时性。