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Virtual simulation experiment of the design and manufacture of a beer bottle-defect detection system

Virtual Reality & Intelligent Hardware 2020年第4期2卷 354-367页

作者： Yuxiang ZHAO Xiaowei AN nongliang sun College of Electronic and Information Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China College of Electrical Engineering and Automation Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China

Background Machine learning-based beer bottle-defect detection is a complex technology that runs automatically;however,it consumes considerable memory,is expensive,and poses a certain danger when training novice operators.Moreover,some topics are difficult to learn from experimental lectures,such as digital image processing and computer vision.However,virtual simulation experiments have been widely used to good effect within education.A virtual simulation of the design and manufacture of a beer bottle-defect detection system will not only help the students to increase their image-processing knowledge,but also improve their ability to solve complex engineering problems and design complex systems.Methods The hardware models for the experiment(camera,light source,conveyor belt,power supply,manipulator,and computer)were built using the 3DS MAX modeling and animation software.The Unreal Engine 4(UE4)game engine was utilized to build a virtual design room,design the interactive operations,and simulate the system operation.Results The results showed that the virtual-simulation system received much better experimental feedback,which facilitated the design and manufacture of a beer bottle-defect detection system.The specialized functions of the functional modules in the detection system,including a basic experimental operation menu,power switch,image shooting,image processing,and manipulator grasping,allowed students(or virtual designers)to easily build a detection system by retrieving basic models from the model library,and creating the beer-bottle transportation,image shooting,image processing,defect detection,and defective-product removal.The virtual simulation experiment was completed with image processing as the main body.Conclusions By mainly focusing on bottle mouth defect detection,the detection system dedicates more attention to the user and the task.With more detailed tasks available,the virtual system will eventually yield much better results as a training tool for image processing education.In addition,a novel

关键词： Virtual simulation experiment Beer bottle defect detection Image processing Training tool

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基于BSCPs-RF的人体关节点行为识别与预测

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机器人 2017年第6期39卷 795-802页

作者：尹燕芳孙农亮刘明任国强山东科技大学电气信息系山东济南250031 山东科技大学电子通信与物理学院山东青岛266590

针对人体关节点序列的连续行为识别问题,提出了一种基于BSCPs-RF(B-spline control points-random forest)的人体关节点信息行为识别与预测方法.首先采用局部线性回归与单帧关节点归一化法预处理关节点序列,以此消除抖动噪声、位移和尺... 详细信息

针对人体关节点序列的连续行为识别问题,提出了一种基于BSCPs-RF(B-spline control points-random forest)的人体关节点信息行为识别与预测方法.首先采用局部线性回归与单帧关节点归一化法预处理关节点序列,以此消除抖动噪声、位移和尺度的影响;然后以B样条曲线控制点作为速度无关的关节点序列特征,并采用同步语音提示词法标注实时行为序列以提高样本采集效率;最后采用基于随机森林的行为识别与预测方法,并以集成学习方法优化多分类器组合以提高识别精度.实验分析了不同参数值对识别效果的影响,并分别在测试数据库MSR-Action3D以及RGB-D设备采集的实时数据集中进行测试.结果显示,MSR-Action3D测试结果优于部分先前方法,而实时数据测试中该方法具有很高的识别精度,进而验证了该方法的有效性.

关键词：人体关节点信息行为识别随机森林行为预测集成学习

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基于分数阶微分的电池片图像增强算法

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扬州大学学报：自然科学版 2018年第3期21卷 49-53,59页

作者：李青磊孙农亮山东科技大学电子通信与物理学院山东青岛266590

太阳能电池片因其高效、清洁的特性,被越来越广泛的应用于光伏发电.为提高太阳能实际转换效率,须对电池片进行表面缺陷检测.提出一种基于分数阶微分的图像预处理方法,增强电池片图像纹理.首先,设计和构造了一个八方向5×5的分数阶微分算... 详细信息

太阳能电池片因其高效、清洁的特性,被越来越广泛的应用于光伏发电.为提高太阳能实际转换效率,须对电池片进行表面缺陷检测.提出一种基于分数阶微分的图像预处理方法,增强电池片图像纹理.首先,设计和构造了一个八方向5×5的分数阶微分算子;然后,将该算子分别作用于表面带有裂纹和脏污等缺陷的电池片图像上,观察纹理增强效果,选择最优阶次算子增强缺陷图像,并给出定量和定性两种评价.同时,将本文算法与目前增强效果较为突出的改进各向异性扩散算法做对比实验.实验表明,对于纹理细节丰富的电池片图像,分数阶微分算子在图像细节增强方面效果更好,有利于电池片表面缺陷的检测.

关键词：太阳能电池片缺陷检测分数阶微分算子图像增强

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基于粒子系统的矿井突水蔓延仿真研究

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山东科技大学学报（自然科学版） 2018年第6期37卷 22-29页

作者：冯文琪孙农亮山东科技大学电子通信与物理学院山东青岛266590

为了在虚拟水灾环境中实现对工作人员的培训、灾情预测和施救,基于粒子系统,使用Unreal Engine 4平台结合光滑粒子流体动力学(SPH)方法实现三维水灾蔓延仿真。借助Unreal Engine 4的开源特性,运用SPH算法结合粒子系统进行流体模拟,采用... 详细信息

为了在虚拟水灾环境中实现对工作人员的培训、灾情预测和施救,基于粒子系统,使用Unreal Engine 4平台结合光滑粒子流体动力学(SPH)方法实现三维水灾蔓延仿真。借助Unreal Engine 4的开源特性,运用SPH算法结合粒子系统进行流体模拟,采用固定边界粒子法进行边界处理,采用八叉树方法进行水体表面重建,结合Unreal Engine 4的Shader着色器进行水体渲染,达到了水流体的运动仿真效果,最后在巷道地形中实现了突水水平流动、上向升涨和下向蔓延的仿真。实验证明,本研究所实现的水灾的仿真效果形象逼真,具有真实物理蔓延规律。

关键词：矿井突水 SPH算法 Unreal Engine 4 粒子系统蔓延

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基于Kinect深度信息的虚拟手驱动算法研究

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山东科技大学学报（自然科学版） 2019年第4期38卷 92-99页

作者：孙农亮王伟志山东科技大学电子信息工程学院

为提升人机交互真实性与沉浸感,实现人手直接参与交互的目的,采用Aiolos库与朴素贝叶斯算法追踪的方法,获取手部数据驱动虚拟手。通过Kinect获取深度图像与骨架信息等原始数据,以校准方程和最小二乘法对原始数据标定,结合Aiolos库与朴... 详细信息

为提升人机交互真实性与沉浸感,实现人手直接参与交互的目的,采用Aiolos库与朴素贝叶斯算法追踪的方法,获取手部数据驱动虚拟手。通过Kinect获取深度图像与骨架信息等原始数据,以校准方程和最小二乘法对原始数据标定,结合Aiolos库与朴素贝叶斯算法追踪手部数据,经指数平滑后跨平台传输的数据流与TransformBone控制器绑定虚拟手骨骼,最终获得利用手部追踪数据驱动虚拟手的结果。提出的虚拟手驱动方式与受限的传统交互方式相比,可发挥人手多自由度优势,对于虚拟现实研究中交互性与沉浸感的提高具有重要意义。

关键词：人机交互 Kinect 贝叶斯算法 Aiolos库虚拟手驱动算法

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融合多特征表示和超像素优化的双目立体匹配

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计算机工程与应用 2020年第1期56卷 216-223页

作者：郭倩张福杨孙农亮山东科技大学电子通信与物理学院

针对目前许多局部双目立体匹配方法在缺乏纹理区域、遮挡区域、深度不连续区域匹配精度低的问题,提出了基于多特征表示和超像素优化的立体匹配算法。通过在代价计算步骤中加入边缘信息特征,与图像局部信息代价相融合,增加了在视差计算... 详细信息

针对目前许多局部双目立体匹配方法在缺乏纹理区域、遮挡区域、深度不连续区域匹配精度低的问题,提出了基于多特征表示和超像素优化的立体匹配算法。通过在代价计算步骤中加入边缘信息特征,与图像局部信息代价相融合,增加了在视差计算时边缘区域的辨识度;在代价聚合步骤,基于超像素分割形成的超像素区域,利用米字骨架自适应搜索,得到聚合区域,对初始代价进行聚合;在视差精化步骤利用超像素分割信息,对匹配错误视差进行修正,提高匹配精度。基于Middlebury立体视觉数据集测试平台,与自适应权重AD-Census、FA等方法得出的视差图进行比较,该算法在深度不连续区域和缺乏纹理区域的匹配效果显著改善,提高了立体匹配精度。

关键词：双目立体匹配多特征表示超像素分割超像素优化机器视觉

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仪用放大器AD620及其应用

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电测与仪表 2000年第10期37卷 49-52页

作者：曹茂永王霞孙农亮山东科技大学信息与电气工程学院济南250031

AD620是一种低功耗、高精度的仪表放大器。本文根据AD公司提供的有关英文资料和作者的体会，对AD620的特点和典型用法做了较为详细介绍，并结合自己的科研，介绍了AD620在光电检测中的应用。

关键词：仪用放大器光电检测信号放大

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基于能力风暴机器人的分拣机器人设计制作

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青岛农业大学学报（自然科学版） 2015年第4期32卷 302-306,313页

作者：杨喆孙农亮中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266003 山东科技大学信息与电气工程学院山东青岛266590

本设计采用广茂达能力风暴机器人AS-UII为核心控制器,工程创新模块AS-EI搭建机器人手臂,图形化交互C语言(简称VJC)进行软件编程,设计制作了一款物品分拣机器人,模拟生产流水线上不同物品的分拣系统。通过反复测控、调试、运行,所设计的... 详细信息

本设计采用广茂达能力风暴机器人AS-UII为核心控制器,工程创新模块AS-EI搭建机器人手臂,图形化交互C语言(简称VJC)进行软件编程,设计制作了一款物品分拣机器人,模拟生产流水线上不同物品的分拣系统。通过反复测控、调试、运行,所设计的机器人工作稳定。综合实验数据,物品检测和抓取准确率分别达到94%和91%。

关键词：分拣机器人能力风暴机器人机器人手臂亮度检测创新模块

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基于变分自编码器的人脸图像修复

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计算机辅助设计与图形学学报 2020年第3期32卷 401-409页

作者：张雪菲程乐超白升利张繁孙农亮王章野山东科技大学电子信息工程学院青岛266590 浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058 浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310014

基于卷积神经网络的人脸图像修复技术在刑事侦破、文物保护及影视特效等领域有着重要的应用.但现有方法存在着图像修复结果不够清晰以及结果多样化不足等缺点,为此,提出了一种基于变分自编码器的人脸图像修复方法.首先设计了一种变分自... 详细信息

基于卷积神经网络的人脸图像修复技术在刑事侦破、文物保护及影视特效等领域有着重要的应用.但现有方法存在着图像修复结果不够清晰以及结果多样化不足等缺点,为此,提出了一种基于变分自编码器的人脸图像修复方法.首先设计了一种变分自编码器的变种网络,通过引入生成对抗网络解决修复人脸图像不清晰的问题,同时对变分自编码器中的隐变量进行约束,使得其中各个维度相互独立,实现特征解耦操作;最后通过动态规划获得最佳分割边界,利用泊松图像编辑得到无缝融合的结果.在CelebA数据集上的实验结果表明,该方法获得了良好的图像修复结果,同时,通过显式地控制隐变量的不同维度,展现了不同属性的人脸图像修复结果.

关键词：图像修复变分自编码器特征解耦判别网络图像融合

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UE 4粒子系统与外部数据通信研究

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郑州大学学报（理学版） 2017年第3期49卷 69-73页

作者：孙农亮玄令岐刘一清山东科技大学电子通信与物理学院山东青岛266590

粒子系统被公认为是近年来应用于不规则景物模拟最好的方法.本文对Unreal Engine 4(简称UE 4)的粒子系统加以研究,通过蓝图的可视化编程以及Matinee动画系统实现了粒子系统与内部数据的通信;以VS为开发环境,重点编程实现了粒子系统的外... 详细信息

粒子系统被公认为是近年来应用于不规则景物模拟最好的方法.本文对Unreal Engine 4(简称UE 4)的粒子系统加以研究,通过蓝图的可视化编程以及Matinee动画系统实现了粒子系统与内部数据的通信;以VS为开发环境,重点编程实现了粒子系统的外部接口,通过读取外部文本的方式完成了粒子系统与外部数据的通信.这两种通信方式将读取的数据传递到粒子系统的参数中改变其状态,同时外部的通信方式可以将模拟自然景物的算法数据与虚拟场景中粒子系统的参数相结合,使得模拟效果基于科学的计算,提高了其模拟自然景物的真实性和有效性.

关键词： Unreal Engine 4 粒子系统接口数据通信

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