对油液监测技术中的磨粒图像特点深入分析,在此基础上,总结磨粒图像处理的方法,包括磨粒图像的模糊图像恢复、图像去噪、图像分割、磨粒特征提取。分别阐述了这4种方法在处理磨粒图像时能够达到的实验结果、遇到的一些问题及解决方案,得出在模糊图像恢复和图像去噪的基础上可以更好地完成图像分割,进一步可更好地完成磨粒特征提取,概述了运用这4种方法在机械磨损状态监测中可帮助了解机器的磨损状态、磨损程度、磨损部位、磨损类型等。结合目前的工作进展,总结磨粒图像处理技术的发展进程,提出磨粒图像处理技术仍然是状态监测中一项具有挑战的课题,并对磨粒图像处理技术的各个方向提出相应的展望。

针对无序分拣过程中车间光照不均导致的分割结果不准确问题,提出一种改进的Grab Cut图像分割算法。该算法采用自适应中值滤波去除图像表面噪声;通过限定对比度自适应直方图均衡化提升图像整体亮度,增强对比度;进一步使用Laplacian算子对刹车盘区域进行锐化处理;在此基础上对刹车盘图像复杂背景进行去除;最后通过仿真实验对比分割效果、PSNR、误分割率、分割准确性和运行时间来评价算法模型。实验结果表明提出的改进Grab Cut分割算法相较于原始算法能有效降低光照不均对刹车盘复杂图像背景去除的影响,使分割准确率提高了12.5%,分割结果与实际刹车盘模型相比误差小,为刹车盘图像复杂背景去除提供参考。

椎板减压是治疗腰椎椎管狭窄等疾病的重要手段,具有风险大、耗时长、对医生技术要求高等特点,通过应用手术机器人辅助医生完成椎板减压操作,能在保证手术精度与安全性的前提下减轻医生负担。针对椎板开窗减压术,研发小型串联手术辅助机器人,并对手术轨迹规划方法展开研究。文章综合考虑术中患者摆位、手术区域覆盖范围以及机器人占地空间等因素,通过尺度分析设计出具有最优刚度与精度的五自由度机器人;以椎板磨削中的轨迹规划为目的,基于医学影像数据多尺度分割技术对患者椎板等组织进行分割与三维重建,构建轨迹规划的实际临床环境;采用Isomap与遗传算法实现机器人的磨削轨迹规划,并利用三次样条插值提高机器人运行稳定性;同时采用A*算法实现椎板换位过程中的轨迹规划,避免机器人在三维空间中运动时与非目标区域发生碰撞。

三维重建课题虽然已经被提出了40余年,但其依然存在效率低、准确性差与模型有歧义等问题。针对上述问题以法兰零件为例提出一种基于工图图像的法兰零件重建方法,方法以工程图纸的扫描图像为研究对象,对其进行降噪、分割与细化等处理,然后采用Harris角点识别算法与Hough圆检测算法提取并统计其上特征,并采用BP神经网络识别并提取零件重建的必要参数,最终实现了法兰模型的三维重建。为工程图纸的三维重建提供了新思路与方法,对后续研究有一定的指导意义。

以开发收藏币币面品相检测系统为目标,研究了图像滤波、变换、类型识别及配准等技术。通过预处理初步分割出币面区域,采用多目标相关性模板匹配法,识别出收藏币类型及币面特征在图像中所处的位置,然后根据匹配结果将目标图像与参考图像进行配准,在配准的基础上进行差分,实现对收藏币币面缺陷区域的提取。再根据不同类型缺陷的灰度、几何、形状特征的不同对缺陷区域进行分类识别,然后统计缺陷区域的面积、坐标等参数。实验数据表明,收藏币币面图像识别配准高效准确,能够有效提取出缺陷区域并准确统计缺陷参数。

针对液压管路背景多变、管道弯折、管道重叠排布等复杂现象且现有图像分割方法对管路分割精度不高等问题,提出一种以U-net网络为基础,结合Mobilenetv3网络、SE注意力机制模块、自校正卷积模块的液压管路分割方法。该方法以Mobilenetv3-large模型作为骨干网络,结合LR-ASPP网络处理特征图;在解码过程中,融入SE注意力模块和SC自校正模块,提升了特征提取能力;最后采用Dice函数和BCE函数的组合来作为网络的损失函数,有效地提升了网络的收敛能力。实验结果表明本文提出的方法在交并比、像素精度指标上的均值分别达到90.8%、95.2%,且模型体积为16.9 M,推理每张图像所耗时间20 ms,可应用于需实时部署的场景,为液压管路渗漏的准确识别提供了基础。

红外成像自动目标识别是精确制导武器的重要研究内容。针对地面复杂背景条件下，目标难以检测识别的问题，在分析地面目标红外图像场景的基础上，首先利用形态学技术对图像进行去噪和抑制背景，采用Otsu法对图像进行阈值分割并用形态学技术消除虚警目标点，用扩展像素标记法对图像进行区域标记，然后提取目标形状、矩和统计分布三类特征作为识别特征，并采用模糊综合评判方法识别目标。对实地拍摄的100幅坦克目标红外图像进行了识别实验，结果表明，该方法在坦克的典型作战环境下具有较强的抗噪性能和抑制背景结构干扰的能力，能有效识别出目标，并且易于用并行处理和硬件实现。

人眼像差的矫正是目前眼科界的研究热点之一,对于提高人眼视觉质量具有十分重要的意义,人眼像差的测量是像差矫正的基础.本文研究了主观式波前像差测量仪的测量原理,并对其中的图像采集、图像处理、图像的Ostu法阈值分割,自动跟踪等关键技术进行了研究.采用本文研究的关键技术自行研制出的主观式波前像差仪能精确地测量出人眼的低阶和高阶像差,测量结果可达7阶35项,其应用前景广阔.

针对重型振动筛O形密封橡胶圈质量检测问题,文中提出基于CCD相机的低成本非接触式直径检测方法。利用张正友标定法获取相机的畸变系数,并标定像素当量,以此获得像素与实际尺寸间的换算关系。利用基于最大类间方差方法的图像分割技术提取橡胶圈轮廓,并将其转换为链码形式;通过三层小波分解过滤变化剧烈的噪声,并利用一阶差分方法定位缺陷区域,获取缺陷区域所占用的轮廓长度。结果表明:文中提出的低成本非接触式直径检测方法相较于传统的检测手段,大幅提高了检测效率及检测精度,消除了轮廓飞边缺陷导致的测量误差,减小了杂质缺陷区半径幅度变化对直径测量的影响。

针对采棉机器人中的视觉系统,以双目立体视觉方法对棉花三维重构技术进行研究。通过CCD摄像头光学成像模型和张正友标定法对摄像机标定,采用分块平均边缘检测和噪声分类、中值滤波、直方图的PCNN分割方法对棉花图像进行预处理,运用SIFT算法提取左右摄像机图像特征点并进行立体匹配,最后得到了棉花特征点的三维重构图。