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针对低像质轨道车辆车顶螺栓松动检测方法研究

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机械设计与研究 2024年第2期40卷 220-224页

作者：王正家谷峰曾臻湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

在轨道车辆车顶螺栓松动检测中,由于维护厂棚内列车的上方架设有高压供电线路,导致对车顶器件的螺栓松动情况进行扫描式视觉检测的组件需要架设在更高的位置,使得相机采集的螺栓图像像素数量不多,螺栓图像质量较低,给螺栓松动的判断带... 详细信息

在轨道车辆车顶螺栓松动检测中,由于维护厂棚内列车的上方架设有高压供电线路,导致对车顶器件的螺栓松动情况进行扫描式视觉检测的组件需要架设在更高的位置,使得相机采集的螺栓图像像素数量不多,螺栓图像质量较低,给螺栓松动的判断带来困难的问题。提出了一种针对低像质轨道车辆车顶螺栓松动检测方法,实现了车顶区域螺栓松动的智能检测。检测时首先对线阵相机采集后的轨道车辆车顶图像进行拼接,并定位车顶螺栓的安装区域;其次将该区域细分为出风口、盖板和风机等几个子区域并导入基于深度学习的目标检测方法,从而确定分区内的螺栓位置;然后通过定位后的螺栓中心点坐标绘制等距半径圆,提取螺栓上的防松线并进行骨架提取与直线拟合;最后,通过计算两条直线之间的角度判断螺栓是否松动。实验结果表明,此方法的轨道车辆车顶螺栓松动的旋转角度,最大相对误差为5.8%,并且螺栓松动检出率达到80%以上,具有一定的工程实用价值。

关键词：轨道车辆螺栓松动目标检测深度学习 Halcon

基于LabVIEW的离合器摩擦片性能试验台测控系统设计

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仪表技术与传感器 2024年第7期 59-65页

作者：王正家杨剑东丁聪湖北工业大学机械工程学院湖北省现代制造质量工程重点实验室

针对摩擦片性能试验台架测量精度低、人工操作复杂的问题,开发了一种基于LabVIEW的摩擦片性能试验台测控系统,对系统关键信号采集并进行了信号处理,基于队列状态机设计了压力和转速的自动化调节方法。台架试验结果表明:该测控系统在监... 详细信息

针对摩擦片性能试验台架测量精度低、人工操作复杂的问题,开发了一种基于LabVIEW的摩擦片性能试验台测控系统,对系统关键信号采集并进行了信号处理,基于队列状态机设计了压力和转速的自动化调节方法。台架试验结果表明:该测控系统在监控采集和控制方面均满足实际需求,提高了试验台的自动化程度,具有一定的应用价值。

关键词：试验台测控系统 LabVIEW 数据采集状态机

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软包装锂离子电池表面凹坑缺陷检测方法

电池 2024年第3期54卷 358-363页

作者：何涛张成娟雷卓王正家湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 现代制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

软包装锂离子电池表面凹坑缺陷对比度低、缺陷区域过小且存在反光,传统方法很难进行准确检测。提出一种基于图像增强和改进DeepLabV3网络的软包装锂离子电池表面凹坑缺陷检测方法。通过分析表面凹坑缺陷图像特征,采用图像增强算法对图... 详细信息

软包装锂离子电池表面凹坑缺陷对比度低、缺陷区域过小且存在反光,传统方法很难进行准确检测。提出一种基于图像增强和改进DeepLabV3网络的软包装锂离子电池表面凹坑缺陷检测方法。通过分析表面凹坑缺陷图像特征,采用图像增强算法对图像进行预处理,以增强凹坑缺陷对比度。对DeepLabV3网络进行改进,使用ResNet101作为特征提取网络,同时引入位置注意力模块,使得模型更加关注于凹坑缺陷相关特征,提升网络的检测精度。改进后的网络在自制数据集上的平均交并比达到85.98%,缺陷检测准确率达到98.33%。

关键词：图像增强深度学习 DeepLabV3 缺陷检测软包装锂离子电池表面凹坑

引入轻量级Transformer的自适应窗口立体匹配算法

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计算机工程 2024年第2期50卷 256-265页

作者：王正家胡飞飞张成娟雷卓何涛现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

现有端到端的立体匹配算法为了减轻显存消耗和计算量而预设固定视差范围,在匹配精度和运行效率上难以平衡。提出一种基于轻量化Transformer的自适应窗口立体匹配算法。利用具有线性复杂度的坐标注意力层对低分辨率特征图进行位置编码,... 详细信息

现有端到端的立体匹配算法为了减轻显存消耗和计算量而预设固定视差范围,在匹配精度和运行效率上难以平衡。提出一种基于轻量化Transformer的自适应窗口立体匹配算法。利用具有线性复杂度的坐标注意力层对低分辨率特征图进行位置编码,减轻计算量并增强相似特征的辨别力;设计轻量化Transformer特征描述模块,转换上下文相关的特征,并引入可分离多头自注意力层对Transformer进行轻量化改进,降低Transformer的延迟性;用可微匹配层对特征进行匹配,设计自适应窗口匹配细化模块进行亚像素级的匹配细化,在提高匹配精度的同时减少显存消耗;经视差回归后生成无视差范围的视差图。在KITTI2015、KITTI2012和SceneFlow数据集上的对比实验表明,该算法比基于标准Transformer的STTR在匹配效率上快了近4.7倍,具有更快的运行速度和更友好的存储性能;比基于3D卷积的PSMNet误匹配率降低了18%,运行时间快了5倍,实现了更好的速度和精度的平衡。

关键词：立体匹配 Transformer 自适应窗口可分离自注意力机制坐标注意力

基于改进Swin Transformer的条码检测算法

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机械设计与研究 2024年第3期40卷 245-249页

作者：王正家庄健肖喆许款款何涛湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068 冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081

条码检测是一种广泛应用于不同行业的技术,用于识别、验证和检查条码的质量和准确性。然而,传统的检测方法在处理尺度变化较大等复杂情况下的表现较差,通常存在检测速度和效率低、应用范围有限等问题,并且传统的方法通常只关注图像的局... 详细信息

条码检测是一种广泛应用于不同行业的技术,用于识别、验证和检查条码的质量和准确性。然而,传统的检测方法在处理尺度变化较大等复杂情况下的表现较差,通常存在检测速度和效率低、应用范围有限等问题,并且传统的方法通常只关注图像的局部信息,忽视了条码在不同尺度上的特征等问题。针对上述问题,提出了一种基于改进Swin Transformer的条码检测算法。首先,通过引入局部感知性和多尺度特征提取机制,具有更好的鲁棒性,能够应对不同大小和形状的条码;然后,引入了基于FCOS的检测框架的创新思想;最后,在标注好的条码数据集上对改进后的算法进行模型训练和测试。实验结果表明,所提出的改进后的模型与YOLOv4算法相比,精确率、召回率分别提高了5.78%、3.18%,整体性能优于其他主流算法,有效提升了条码检测能力并达到较高的检测精度。

关键词：目标检测深度学习条码 Swin Transformer FCOS

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基于双目视觉的车前行人检测方法研究

无线电工程 2024年第1期54卷 14-23页

作者：王正家王思宇景嘉宝湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

当前的汽车安全辅助驾驶和无人驾驶汽车是图像领域的研究热点,针对汽车在启动或行驶时车前存在行人可能导致的安全问题,着重研究了基于双目视觉的车前行人检测方法。进行了双目相机的相机标定和立体标定;通过改进后半全局立体匹配算法... 详细信息

当前的汽车安全辅助驾驶和无人驾驶汽车是图像领域的研究热点,针对汽车在启动或行驶时车前存在行人可能导致的安全问题,着重研究了基于双目视觉的车前行人检测方法。进行了双目相机的相机标定和立体标定;通过改进后半全局立体匹配算法获取深度图,确定车前行人所处位置的感兴趣区域(Region of Interest,ROI),剔除冗余的背景信息;分割并提取了图像的降维梯度直方图(Histogram of Gradients,HOG)特征信息;将特征输入到支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器训练,检测并标记出车前的行人目标。实验证明,所提算法对车前场景下的动态行人可以更为有效地检测,具备更优的检率精度、时效性和鲁棒性。

关键词：行人检测立体匹配双目视觉降维梯度直方图支持向量机分类器

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基于嵌入式设备的低功耗工业读码器系统设计

电子器件 2024年第1期47卷 55-61页

作者：何涛陈文重王正家吴春林湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

针对目前国内读码器产品种类稀少、成本过高,功耗和热量过高、识别率低等问题,提出了一种结构紧凑、性价比高、功耗低、稳定性强的智能读码器系统设计方案。该系统方案主要基于ARM平台和Linux系统开发,硬件方面采用NXP MX8Mini作为主控... 详细信息

针对目前国内读码器产品种类稀少、成本过高,功耗和热量过高、识别率低等问题,提出了一种结构紧凑、性价比高、功耗低、稳定性强的智能读码器系统设计方案。该系统方案主要基于ARM平台和Linux系统开发,硬件方面采用NXP MX8Mini作为主控芯片,搭载XILINX的XC7A50T FPGA器件,配置2G容量的LDDR4内存用来做图像预处理工作,采用AR0144CS芯片作为图像传感器,并支持多种通讯协议和扩展。软件方面,主要介绍了系统FPGA图像预处理及高斯滤波具体实现、ARM与FPGA的通讯、上位机功能设计。经过测试,该读码器系统运行稳定、体积小、功耗低,一维码8mil Code128识别率达到99.99%,为当前国产读码器市场提供了一种新的解决方案。

关键词：读码器低功耗识别率图像预处理高斯滤波

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基于最佳观感效果的电子后视镜图像处理方法

湖北工业大学学报 2024年第2期39卷 34-37页

作者：曾雨晴王珺珲姚思威王正家湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学底特律绿色工业学院湖北武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

传统玻璃后视镜风阻风噪大,无法接入智能驾驶系统,所以电子后视镜取代传统后视镜已成为趋势。但电子后视镜使用鱼眼摄像机,所显示图像畸变大,无法像玻璃后视镜一样在近距离放大驾驶员所关注的视野,远距离缩小物体以此显示更多视野。通... 详细信息

传统玻璃后视镜风阻风噪大,无法接入智能驾驶系统,所以电子后视镜取代传统后视镜已成为趋势。但电子后视镜使用鱼眼摄像机,所显示图像畸变大,无法像玻璃后视镜一样在近距离放大驾驶员所关注的视野,远距离缩小物体以此显示更多视野。通过对玻璃视镜放大系数和驾驶员视野角和物距的分析,得出适用于电子后视镜图像放大系数变换的方法,根据此方法对电子后视镜图像进行处理,以此达到显示最佳观感。实验结果证明,变换后的电子后视镜图像各处放大系数与玻璃视镜相差为9.52%,优于市面上仅经过鱼眼矫正的图像显示效果,在司机主观观感上能很好地提供“近距离放大外部环境,远距离更大视野”的功能,提高了驾驶安全性。

关键词：鱼眼矫正电子后视镜放大系数商用车驾驶员视野

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利用ARX进行AutoCAD二次开发

机械制造 1999年第10期37卷 15-18页

作者：华中平王正家湖北工学院机制机电教研室武汉430068

自AutoCAD13版本开始,AutoDesk公司推出了一种新的面向对象的软件接口ARX(AutoCADRuntime Extension)。该接口以VC++为开发语言,ARK库为开发工具,采用面向对象的编程方法且支持MFC编程。至此既可利用MFC,又可与ARX工具库结合来实现Auto... 详细信息

自AutoCAD13版本开始,AutoDesk公司推出了一种新的面向对象的软件接口ARX(AutoCADRuntime Extension)。该接口以VC++为开发语言,ARK库为开发工具,采用面向对象的编程方法且支持MFC编程。至此既可利用MFC,又可与ARX工具库结合来实现AutoCAD的二次开发。

关键词： AtuoCAD 面向对象二次开发 ARX