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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
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一种智能可调扳手，通过视觉系统和模糊逻辑实现自动化啮合多直径螺栓/螺母的拧紧/松开过程
摘要： 该论文介绍了一种新型自动化自适应智能扳手的研发，其能根据螺栓/螺母头部的直径自主调节钳口尺寸。这是一个完整的创新系统，通过视觉系统和模糊逻辑技术判断螺栓/螺母头部的直径。采用图像处理技术提取螺栓/螺母的特征（如边界、非边界区域、头部外径和内径），整个流程分为图像预处理、图像处理和图像后处理三个阶段：预处理阶段通过获取视频流、图像裁剪、灰度转换和背景分离等操作准备图像；处理阶段运用多种滤波器和函数清晰提取螺栓/螺母边界；后处理阶段通过霍夫变换和圆拟合搜索计算目标螺栓直径。基于模糊逻辑的决策算法对后处理图像进行最终分析，将螺栓/螺母直径匹配至最接近的标准规格。实验采用M4、带尘M4、M5和M6三种规格螺栓（每组20个样本，共80个），结果显示图像处理与模糊逻辑算法对螺栓/螺母直径的判断成功率达99%。
关键词： 视觉系统、决策、智能扳手、图像处理、模糊逻辑
更新于2025-09-23 15:22:29
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面向人形机器人的监督式运动学习与视觉系统发展
摘要： 随着工业4.0概念的发展，机器人相关研究日益受到重视，其中人形机器人是一个非常重要的研究课题。人形机器人是具有双足机制的机器人。由于物理机制的原因，人形机器人在复杂地形（如上下楼梯）中能够更灵活地移动。然而，人形机器人常因失衡而跌倒?；魅四芊裨诘购笞灾髌鹕硎枪丶芯课侍狻５Ｓ玫氖侄鞑畏椒ㄈ没魅耸迪肿灾髌鹕硇始?。为解决上述问题，本文提出基于粒子群优化算法(PSO)的自动学习系统，使机器人能学习跌倒后恢复平衡的运动方式。为赋予机器人物体识别能力，本文还应用卷积神经网络(CNN)实现图像识别，成功区分10类物体。实验结果证实了本文提出的运动学习算法及基于CNN的视觉系统图像分类方法的有效性与可行性。
关键词： 视觉系统、粒子群优化、人形机器人、卷积神经网络
更新于2025-09-23 20:34:27
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激光制造过程质量评估中传感器性能：一个概念框架
摘要： 基于激光的制造工艺正在制造业中兴起。因此，对监测、控制和在线质量评估提出了新的要求。本研究描述了一个框架，用于研究和设计红外视觉传感器在实时同轴激光加工质量评估方面的性能。更具体地说，利用机器层面的物理模型以及实验结果，提取了该传感器效率指标的要求。这些要求涉及传感器物理层的时间和空间特性，以及软件（算法）层面的规范。
关键词： 电光特性表征、视觉系统、激光加工质量评估、红外、传感器性能
更新于2025-09-12 10:27:22
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双曲面几何结构机器人激光焊接质量检测系统
摘要： 机器人激光焊接件的质量与焊缝位置、激光焦点轨迹及工艺参数相关。通过实施过程监测，可获取足够的工艺知识用于后续检测以评估焊缝几何质量。现有此类系统解决方案仅适用于直线焊缝。本文贡献在于开发了一套能处理双曲面几何结构的机器人激光焊接质量检测系统。该数据采集系统包含通过激光光学元件观察的CMOS相机、外部LED照明及匹配滤光片。加工过程中持续采集移动激光焦点周边区域的图像序列，通过模板匹配估算每帧图像间的二维位移场确定焦点轨迹，再经卡尔曼滤波处理提升系统精度与鲁棒性。在指定感兴趣区域内采用Canny边缘检测器和标准霍夫变换确定焊缝位置。针对双曲面结构，该感兴趣区域随激光轨迹动态调整，始终包含最靠近焦点的可见焊缝部分?？⒌暮笮觳庀低惩ü榷怨浪愎旒Ｓ胧导屎阜煳恢闷拦篮附又柿?。经18个样本实证验证，该质量检测系统性能表现优异，能以±0.2毫米精度准确检测焊接轨迹相对于焊缝位置的变化。
关键词： 视觉系统、图像处理、质量检测、激光焊接、焊接轨迹
更新于2025-09-12 10:27:22