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基于双目视差和主动轮廓的机器人手眼协调控制技术研究

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机器人 2008年第3期30卷 248-253页

作者：李明富付艳李世其朱文革赵迪华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

提出一种基于双目视差和主动轮廓的机器人手眼协调技术;该方法利用主动轮廓的思想动态地逼近和跟踪机器人及目标物体的外部轮廓,通过控制双目视差趋零来实现机器人靠近目标和抓取物体.首先建立了机器人手指轮廓的几何参数模型和相应的... 详细信息

提出一种基于双目视差和主动轮廓的机器人手眼协调技术;该方法利用主动轮廓的思想动态地逼近和跟踪机器人及目标物体的外部轮廓,通过控制双目视差趋零来实现机器人靠近目标和抓取物体.首先建立了机器人手指轮廓的几何参数模型和相应的观测概率密度模型,利用CONDENSATION算法对轮廓进行动态逼近和跟踪.然后针对动态轮廓的几何特征,探讨了基于双目视差的手眼协调控制策略.最后利用这种手眼协调控制技术进行了机器人抓取圆球目标的实验.实验表明,这种方法具有对图像噪声不敏感的特点,可以在杂乱的背景环境和复杂的纹理条件下执行视觉引导的跟踪和抓取任务,具有较强的鲁棒性.

关键词：视觉伺服 CONDENSATION算法手眼协调主动轮廓双目视差

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基于主动轮廓方法提取雾化锥角

航空动力学报 2014年第2期29卷 284-289页

作者：曾青华范慧杰王岳孔文俊中国科学院工程热物理研究所中国科学院轻型动力重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100039 中国科学院沈阳自动化研究所机器大学国家重点实验室沈阳110016

基于主动轮廓方法(ACM)原理,将ACM延伸开发应用到雾化锥角的测量领域.经过调试,ACM成功捕捉到了雾锥边界以及喷雾矩在喷口后一定位置处出现的收缩特征,准确地获得了雾化锥角.验证结果显示:ACM获得的雾化锥角数值与阴影法测量值之间的相... 详细信息

基于主动轮廓方法(ACM)原理,将ACM延伸开发应用到雾化锥角的测量领域.经过调试,ACM成功捕捉到了雾锥边界以及喷雾矩在喷口后一定位置处出现的收缩特征,准确地获得了雾化锥角.验证结果显示:ACM获得的雾化锥角数值与阴影法测量值之间的相对误差小于1.5%.基于ACM提取雾化锥角方法的应用可以在保证实验结果准确度的同时降低工程应用成本.

关键词：雾化锥角主动轮廓燃烧室喷嘴喷雾测量

窄带主动轮廓模型及在医学和纹理图像局部分割中的应用

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自动化学报 2013年第1期39卷 21-30页

作者：郑强董恩清山东大学(威海)机电与信息工程学院威海264209

提出一种新的基于二值水平集的窄带主动轮廓模型用于局部分割.通过对二值水平集进行形态学膨胀和腐蚀操作,提出一种稳定灵活可控的窄带控制方案,该方案可使得曲线进化精度从一个像素宽度灵活变化到任意大小.考虑到局部分割一般要求初始... 详细信息

提出一种新的基于二值水平集的窄带主动轮廓模型用于局部分割.通过对二值水平集进行形态学膨胀和腐蚀操作,提出一种稳定灵活可控的窄带控制方案,该方案可使得曲线进化精度从一个像素宽度灵活变化到任意大小.考虑到局部分割一般要求初始轮廓置于待分割目标内部并不断膨胀进化直至目标边缘,本文提出用形态学闭运算作为新的曲线平滑方案.与传统的高斯平滑和曲率平滑方案相比,形态学闭运算不仅能够更好地促进曲线的膨胀进化,而且有利于保持水平集函数的二值性.此外,本文提出的方法是一种通用的自然框架,可以根据不同的需求设计不同的速度函数.为了证明所提出的局部分割框架的有效性和鲁棒性,本文以医学图像和纹理图像为例分别设计了两个速度函数:一个是融合了磁共振脑图像的非严格对称信息的速度函数用于大脑皮质下结构的局部分割;另一个是融合了局部熵和局部梯度算子的速度函数用于纹理图像的局部分割.在合成图像、医学图像和纹理图像上的实验证明了本文方法在局部分割中的有效性和鲁棒性.

关键词：主动轮廓图像分割医学图像纹理图像

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基于粒子滤波的目标主动轮廓跟踪算法

电子科技大学学报 2015年第1期44卷 91-96页

作者：季玉龙杨光戈文一四川大学空天科学与工程学院成都610065 中国民航西北空中交通管理局西安710082

传统的粒子滤波方法采用若干维参数定义的简单几何图形给出跟踪结果,不能精确表示现实中具有复杂形状的目标物体。针对这一问题,该文提出基于粒子滤波的主动轮廓算法,用于计算复杂形状目标的轮廓跟踪任务。在目标状态后验分布的模拟样... 详细信息

传统的粒子滤波方法采用若干维参数定义的简单几何图形给出跟踪结果,不能精确表示现实中具有复杂形状的目标物体。针对这一问题,该文提出基于粒子滤波的主动轮廓算法,用于计算复杂形状目标的轮廓跟踪任务。在目标状态后验分布的模拟样本基础上引入主动轮廓模型,并使用带权粒子定义其能量函数,使得模型的轮廓线向具有重要权重粒子的所在区域演化,并最终收敛到具有最大目标似然的图像区域,从而实现对目标物体的全局运动及局部形态演化的同时估计。精确的目标区域提高了目标模型的更新精度,避免了跟踪中漂移现象的发生。最后,结合真实机场监控验证了该方法在实际复杂场景下的有效性及鲁棒性。

关键词：主动轮廓能量函数目标跟踪粒子滤波

基于区域粗定位与Chan-Vese主动轮廓模型的MAG焊视觉图像熔池边缘提取

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机械工程学报 2011年第12期47卷 74-78页

作者：李静秦小麟李芳朱伟钱鲁泓南京航空航天大学信息科学与技术学院南京210016 华恒焊接股份有限公司昆山215301

对基于熔化极气体保护(Metal active gas,MAG)焊的管道打底焊过程中通过电荷耦合器件(Charge-coupled device,CCD)摄像机与复合滤光技术组成的光学系统实时采集的正面焊缝区域图像进行分析,实现熔池图像边缘提取。对获取的焊缝区域图像... 详细信息

对基于熔化极气体保护(Metal active gas,MAG)焊的管道打底焊过程中通过电荷耦合器件(Charge-coupled device,CCD)摄像机与复合滤光技术组成的光学系统实时采集的正面焊缝区域图像进行分析,实现熔池图像边缘提取。对获取的焊缝区域图像,经过高斯平滑后,考虑到初始轮廓对Chan-Vese主动轮廓模型提取边缘效率的影响,使用基于阈值的方法,用矩形标出熔池的初始区域,即实现熔池区域粗定位,求取矩形区域中心,以该中心设定一椭圆作为熔池初始轮廓,使用Chan-Vese主动轮廓模型提取熔池边缘。借助该模型实现了MAG管道打底焊焊缝区域图像的熔池边缘提取,与Sobel变换等方法比较,该方法提高了熔池边缘提取的精度。

关键词：主动轮廓边缘提取熔池控制 Chan-Vese模型

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自适应气球力主动轮廓的图像分割

中国矿业大学学报 2007年第1期36卷 69-74页

作者：石澄贤曹德欣江苏工业学院信息科学系江苏常州213164 中国矿业大学理学院江苏徐州221116

集成图像的先验信息到模型中是改善主动轮廓模型分割复杂背景图像性能的一种重要方法.采用统计方法确定目标区域,根据区域自适应地决定主动轮廓模型气球力的方向,对测地线主动轮廓模型进行改进.结果表明:主动轮廓曲线的收敛仅依赖图像... 详细信息

集成图像的先验信息到模型中是改善主动轮廓模型分割复杂背景图像性能的一种重要方法.采用统计方法确定目标区域,根据区域自适应地决定主动轮廓模型气球力的方向,对测地线主动轮廓模型进行改进.结果表明:主动轮廓曲线的收敛仅依赖图像梯度这一局部性质的情形被改变,主动轮廓曲线的收缩或扩张和目标区域联系起来.图像分割实验说明改进的模型能较好地对带噪声且为弱边缘的人工合成图像、医学超声图像得到理想的目标边缘轮廓.自适应气球力主动轮廓分割图像能提高在图像弱边缘处的定位能力和精确度,减少对噪声的敏感性,加快曲线收敛到目标边界的速度.

关键词：自适应主动轮廓图像分割

基于U-Net网络的多主动轮廓细胞分割方法研究

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红外与激光工程 2020年第S01期49卷 151-159页

作者：朱琳琳韩璐杜泓范慧杰沈阳航空航天大学自动化学院辽宁沈阳110135 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

细胞及细胞核的准确分割是宫颈癌计算机辅助筛查中的关键技术,针对具有重叠现象的宫颈细胞分割及其细胞核的提取,提出了一种U-Net网络语义分割下的多主动轮廓细胞分割提取方法。首先,对采集到的样本图像进行标注,将其分为背景、细胞、... 详细信息

细胞及细胞核的准确分割是宫颈癌计算机辅助筛查中的关键技术,针对具有重叠现象的宫颈细胞分割及其细胞核的提取,提出了一种U-Net网络语义分割下的多主动轮廓细胞分割提取方法。首先,对采集到的样本图像进行标注,将其分为背景、细胞、细胞核三部分;然后,对U-Net网络进行训练,并利用训练得到的模型对图像进行分语义分割,得到其中的细胞及细胞核区域;接着在UNet语义分割结果的基础上获得细胞团块信息,并通过像素点与细胞核之间的距离为每个细胞初始化一个水平集函数表示的细胞轮廓;最后,结合细胞的形状先验信息、图像的边缘信息和不同轮廓之间的相互信息建立水平集函数的能量泛函,通过最小化能量泛函得到细胞轮廓,最终完成每个细胞的分割。实验表明:文中提出的分割方法可以对复杂情况下的宫颈细胞进行分割,包括独立细胞和互相重叠的细胞及其细胞核,取得了良好的分割效果。

关键词：宫颈细胞主动轮廓水平集语义分割细胞重叠

基于形状保持主动轮廓的椭圆状目标检测(英文)

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光电工程 2008年第2期35卷 97-102页

作者：李小毛唐延东闵莉中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室

本文通过形状约束方程(组)与一般主动轮廓模型结合,将目标形状与主动轮廓模型融合到统一能量泛函模型中,提出了一种形状保持主动轮廓模型即曲线在演化过程中保持为某一类特定形状。模型通过参数化水平集函数的零水平集控制演化曲线形状... 详细信息

本文通过形状约束方程(组)与一般主动轮廓模型结合,将目标形状与主动轮廓模型融合到统一能量泛函模型中,提出了一种形状保持主动轮廓模型即曲线在演化过程中保持为某一类特定形状。模型通过参数化水平集函数的零水平集控制演化曲线形状,不仅达到了分割即目标的目的,而且能够给出特定目标的定量描述。根据形状保持主动轮廓模型,建立了一个用于椭圆状目标检测的统一能量泛函模型,导出了相应的Euler-Lagrange常微分方程并用水平集方法实现了椭圆状目标检测。此模型可以应用于眼底乳头分割,虹膜检测及相机标定。实验结果表明,此模型不仅能够准确的检测出给定图像中的椭圆状目标,而且有很强的抗噪、抗变形及遮挡性能。

关键词：形状保持椭圆状目标主动轮廓 Chan—Vese模型水平集

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一种基于模糊主动轮廓的鲁棒局部分割方法

自动化学报 2017年第4期43卷 611-621页

作者：孙文燕董恩清曹祝楼郑强山东大学(威海)机电与信息工程学院威海264209 烟台大学计算机与控制工程学院烟台264005

针对局部分割方法对初始轮廓敏感的问题,本文提出一种基于模糊主动轮廓的鲁棒局部分割方法.该方法利用图像的局部信息,定义一种新的平均模糊能量函数.通过对演化曲线进行形态学膨胀和腐蚀运算构建窄带,并在窄带范围内求解模糊能量函数... 详细信息

针对局部分割方法对初始轮廓敏感的问题,本文提出一种基于模糊主动轮廓的鲁棒局部分割方法.该方法利用图像的局部信息,定义一种新的平均模糊能量函数.通过对演化曲线进行形态学膨胀和腐蚀运算构建窄带,并在窄带范围内求解模糊能量函数的最小值来实现局部分割.为防止演化曲线陷入局部极小值,在迭代过程中加入对比度约束判断条件,进一步提高了分割方法对初始轮廓的鲁棒性.对合成图像和医学图像的分割实验结果表明,与已有的几种局部分割方法相比,本文方法在分割精度和鲁棒性等方面都有较大提高.

关键词：模糊聚类主动轮廓局部分割隶属度对比度约束