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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 面向视觉的开放式数控系统在轮廓磨削中的方法与实现

    摘要： 具备视觉功能的数控系统对于智能机床极具价值，因为机器视觉是机器领域快速发展的智能化特征。本研究开发了一种新型面向视觉的开放式数控系统，应用于轮廓磨床对复杂模具、切削刀具等具有轮廓曲面的零件进行精密加工。该系统是对传统轮廓磨削方法的创新，实现了加工过程中轮廓误差的可视化检测与补偿。 本研究提出了一种面向机器视觉的数控系统新型设计方法，构建了基于以太网的硬件架构。分析了所开发数控系统的软件特性，包括新型多线程软件架构、内存空间多线程访问的无缝切换技术、人机界面与图像处理的集成，以及基于虚拟轴的在线误差补偿。通过测试软件开发平台的运行效率、分析面向视觉数控系统中测量控制的时间消耗，并验证了所开发视觉数控系统的有效性。 结果表明：所提出的面向视觉的开放式数控系统能有效融合图像处理与运动控制，满足效率要求并提升轮廓磨削加工精度。该研究成果对开发其他基于机器视觉的智能机床也具有重要价值。

    关键词： 轮廓误差、成形磨削、图像处理、在机测量、开放式数控系统、机器视觉

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚（2018年7月22日至27日）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于立体相机的三维数据采集

    摘要： 计算机视觉系统通过视频摄像头和扫描仪等远程传感器捕获信息，实现对目标的数字化重建。本研究旨在评估使用ZED立体相机对静态目标进行三维重建的能力与质量。为此，我们采集了具有不同表面、纹理、光照条件、距离及采集速度的多种环境与物体图像，并采用徕卡Viva TS15全站仪获取目标的高密度高精度点云数据进行对比。通过CloudCompare软件处理数据，计算相机生成模型与全站仪模型之间的位移量。在特定条件下，该技术能够以厘米级误差实现三维物体与环境的重建。

    关键词： 机器视觉、网格、点云、ZED相机、即时定位与地图构建（SLAM）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 使用无透镜相机进行人脸检测与验证

    摘要： 基于摄像头的面部检测与验证技术已发展到可集成至各类应用的成熟阶段，从家用电器到物联网设备再到无人机均适用。但当前许多应用对摄像头模组的形态、重量和成本有着严苛限制，传统透镜成像系统难以满足。无透镜成像系统为此提供了极具前景的替代方案，能从根本上改变设备形态并显著降低重量与成本。不过目前无透镜成像器的图像分辨率和清晰度仍不及透镜相机。本文首次系统评估了无透镜成像系统在面部检测与验证中的潜力与效能，提出利用现有深度学习技术处理无透镜相机固有的分辨率、噪声及伪影问题进行人脸检测验证。实验证明，基于无透镜相机获取的图像可实现高精度的人脸检测与验证，为拓展新应用场景铺平道路。本研究核心组件是使用FlatCam采集的24,112张无透镜相机图像数据集（涵盖88名受试者在多种工况下的影像）。

    关键词： 编码孔径、人脸验证、无透镜成像、深度学习、机器视觉、人脸检测

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于图像传输的粉尘浓度视觉测量方法

    摘要： 基于图像的高精度粉尘浓度测量（VBM）可用于分析粉尘污染并揭示生产车间内粉尘浓度的分布规律。传统VBM通常采用粉尘图像的灰度与形态特征，但其测量精度受环境光大气散射效应和粉尘颗粒遮挡效应的限制。本文研究了一种基于粉尘浓度与图像透射率（RCT）模型关系的高精度VBM系统，同时提出一种综合考虑大气光散射效应与粉尘颗粒遮挡效应的图像透射率计算方法。实验结果表明：该系统相对误差为±3.0%，相对不确定度2.05%，相关系数0.99，测量范围0.5-1000 mg/m3，测量周期2秒。RCT呈负相关的二次多项式关系，利用图像透射率可消除大气散射与粉尘遮挡对测量精度的影响。该系统可作为车间粉尘浓度的替代测量方案。

    关键词： 机器视觉、全球大气光、粉尘浓度、透射率

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于生产线中机器人光电定位系统的应用

    摘要： 本文利用激光传感器初步定位文物位置，随后通过机器视觉实现机械臂对文物的精确定位。机械臂通过自动调整误差精准抓取文物。借助激光传感器与机器视觉技术，工业生产线上的机器人能更精确地定位抓取文物，满足工业生产线对机器人精准定位的要求。

    关键词： 机器视觉、机械臂、激光传感器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年第25届机电一体化与机器视觉实践国际会议(M2VIP) - 德国斯图加特(2018.11.20-2018.11.22)] 2018年第25届机电一体化与机器视觉实践国际会议(M2VIP) - 基于摄像头的工业机器人小批量多品种制造路径规划

    摘要： 近年来，工业机器人的购置成本持续下降。然而，在准备复杂机器人任务所需投入方面仍存在显著缺陷，这使得这类系统至今很少出现在以小批量、多品种制造为主的中小型企业（SME）中。本文提出一种基于摄像头的路径规划框架，可在动态环境中实现机器人任务的快速准备与执行，从而降低规划开销、加快程序生成并减少成本，由此克服了工业机器人在专注小批量、多品种制造的中小企业自动化应用中的主要障碍。该框架通过分步解决现存问题：首先利用光学传感器扫描的三维环境模型确定工件的精确位置与朝向，继而根据获取的信息规划出符合特定机器人任务边界条件的无碰撞路径。通过案例研究评估，实验证明了本框架的潜力与有效性。

    关键词： 高变体、低产量、工业机器人、中小企业、自动机器人编程、匹配、机器视觉、路径规划

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年国际成像系统与技术会议(IST) - 波兰克拉科夫(2018.10.16-2018.10.18)] 2018年IEEE国际成像系统与技术会议(IST) - 用于水产养殖网箱自动检测的原型自主水下航行器智能导航与控制

    摘要： 水产养殖是全球增长最快的食品行业之一，提供了全球超过50%的鱼类消费量。为实现可持续发展，水产养殖业需设计并实施高效管理养殖场的技术方案，从而提升鱼类生长性能、降低运营成本、人力投入及环境影响。为此，需要定期检查鱼笼并配备预警系统——这些功能可通过小型水下航行器实现。本文提出了一种自主水下航行器（AUV）智能导航的高效方法架构，该工具具备先进功能：通过实时光学识别实现自动化操作、传感器与处理单元微型化、选择性监测、数据记录/传输作业，以及为后续离线分析捕获信息而进行的精准参数计算。本AUV系统是在我团队早期设计的初级原型基础上升级至更高技术成熟度等级的版本，新增了?？橛胗τ媚芰Γ氐阏攵杂懔呖锥从肷锔阶盼侍饪苟ㄆ谘布?。光学导航方案已在实验室多种场景下测试以确定其鲁棒性与效率影响因素。实际工况验证结果表明，该框架能为水产养殖业提供经济高效、灵活可靠的解决方案，助力将作业范围拓展至更远海域。

    关键词： 远程操作、自动导航、光学识别、机器视觉、网具检测、自主水下航行器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 一种结合线扫描相机与面阵相机的新型立体视觉测量系统

    摘要： 在产品表面缺陷检测系统中，若能同时采用表面灰度图像和深度图像，可大幅提高检测精度。现有三维相机存在二维图像与三维数据精确配准的问题，导致实际视觉任务中缺乏灵活性且存在不可避免的误差。为此，我们提出一种新型立体视觉测量系统，该系统无需特殊数据配准算法及标定方法，即可同步获取已配准的扫描灰度图像与深度图像。该测量系统主要由线激光器、线阵相机和面阵相机构成：线阵相机采集线激光照射物体的清晰图像；线阵相机与面阵相机组成立体视觉传感器，其中线激光条纹为面阵相机提供匹配点的位置特征，通过极线约束实现两相机的匹配过程，最终利用立体视觉测量模型完成三维坐标重建，并以Z轴坐标生成深度图像。该系统通过推扫方式可同步获取每个像素对应的图像与深度信息。实验表明，在500毫米×300毫米×200毫米的测量范围内，该系统可实现0.13毫米的测量精度。

    关键词： 故障诊断、机器视觉、视觉系统、测量、激光测量应用

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于显著性检测与模板匹配的玻璃瓶底自动视觉检测

    摘要： 玻璃瓶在食品饮料行业中被广泛用作容器，尤其适用于啤酒和碳酸饮料。作为玻璃瓶的关键部件，瓶底及其质量与产品安全密切相关。因此，在用于包装前必须对瓶底进行检测。本文设计了一种基于机器视觉的瓶底实时检测装置，并提出了主要采用显著性检测和模板匹配的缺陷检测框架。在简要介绍该装置后，我们重点阐述图像分析过程：首先通过结合霍夫圆检测与尺寸先验定位瓶底，并将感兴趣区域划分为中央面板区、环形面板区和环形纹理区三个测量区域；随后提出显著性检测方法识别中央面板区内部缺陷，采用多尺度滤波法搜索环形面板区缺陷，对环形纹理区则结合模板匹配与多尺度滤波进行缺陷检测；最后融合三个测量区域的缺陷检测结果以判定被测瓶底质量。所提出的缺陷检测框架在我们设计的装置采集的瓶底图像上进行了评估，实验结果表明该方法相比多种传统方法具有最优性能。

    关键词： 多尺度滤波、机器视觉、模板匹配、显著性检测、缺陷检测

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用三维视觉与离线编程实现自动机器人路径集成

    摘要： 在制造业中，离线编程（OLP）平台通过脱离实际机器人工作单元和生产流程的3D模型仿真，为机器人集成提供独立方法，从而缩短集成时间和降低成本。然而传统OLP平台仍需预先掌握工件在预设环境中的位置信息，这要求复杂的人工操作和特定用途设计，极大降低了系统自主性。本文提出的方案通过构建新型自动离线编程系统（AOLP）来解决这些问题——该系统将灵活直观的OLP平台与先进的自主物体位姿估计方法相结合，实现了不受环境和模型限制的自动化机器人制造平台。三维视觉系统的自主识别能力可提供工件模型在OLP平台中的相对位置，且对杂乱环境、光照条件和物体材质具有鲁棒性。随后，用户友好的OLP平台能高效自动生成路径、进行仿真、输出机器人代码并执行操作。该系统的精度和鲁棒性通过在真实环境中开展四组不同实验进行了分析与验证。最后，通过与现有工业制造解决方案的特性对比，讨论了所提系统的优势，表明该方法具有显著先进性。总体而言，尽管存在传感器分辨率限制，该系统仍展现出卓越精度，为高效生产力制造解决方案指明了前景方向。

    关键词： 机器视觉、路径生成、工业机械臂、自动化离线编程、三维物体识别、六维位姿估计

    更新于2025-09-23 15:22:29