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苹果树枝条的图像处理及角点识别研究

农业科技与装备 2023年第6期 43-46页

作者：王君玲高玉芝肖春英唐山学院河北唐山063000 河北省智能装备数字化设计及过程仿真重点实验室河北唐山063000

随着我国农业现代化的快速发展,对智能化果树剪枝设备的需求也越来越迫切,而图像处理及角点识别技术是基于机器视觉的果树枝条识别系统的基础和关键。以苹果树枝条为研究对象,运用数字图像处理技术和MATLAB软件对采集的冬春两季的苹果... 详细信息

随着我国农业现代化的快速发展,对智能化果树剪枝设备的需求也越来越迫切,而图像处理及角点识别技术是基于机器视觉的果树枝条识别系统的基础和关键。以苹果树枝条为研究对象,运用数字图像处理技术和MATLAB软件对采集的冬春两季的苹果树枝条图像进行灰度和滤波处理、噪音消除、框架提取、图像分割、骨架细化,最终得到枝条骨架,之后采用Harris算法对枝条的角点及芽点进行识别。研究结果可为进一步开发苹果树智能剪枝机器人系统奠定良好基础。

关键词：苹果树剪枝图像处理角点识别

基于视觉传感技术的工业机器人轮廓曲线角点识别系统设计

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微型电脑应用 2021年第12期37卷 152-154页

作者：唐建林南昌职业大学工程技术学院江西南昌330500

由于传统方法尺度选择不准确,导致出现角点漏判和误判等问题,为了解决这个问题提出了一种基于视觉传感技术的工业机器人轮廓曲线角点识别系统设计方案。系统以Virtex 5 FX100T系列产品为目标器,硬件部分由运动补偿模块数据缓存器模块组... 详细信息

由于传统方法尺度选择不准确,导致出现角点漏判和误判等问题,为了解决这个问题提出了一种基于视觉传感技术的工业机器人轮廓曲线角点识别系统设计方案。系统以Virtex 5 FX100T系列产品为目标器,硬件部分由运动补偿模块数据缓存器模块组成。在软件设计过程中,为提高系统功能性实现程度,构建机器人运动参数模型,并通过视觉传感技术获得机器人轮廓点在相机坐标系下位置,通过轮廓点的方向性完成角点的粗识别,随后采用尺度由小到大的方式逐步剔除伪角点,实现角点的精准识别。通过对比实验表明,所提出方法的识别效果较好,角点定位较为准确,且漏判和误判率较低。

关键词：运动参数模型视觉传感技术轮廓点定位角点识别

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一种大噪声自适应的角点检测技术

南京大学学报（自然科学版） 2008年第2期44卷 140-147页

作者：杨栋尹义龙朱明英曹庆峰山东大学计算机科学与技术学院济南250101 烟台南山学院软件工程学院龙口265713 山东大学工程训练中心济南250061

在自主机器人视觉中,大噪声条件下图像边缘角点的识别,对于视觉目标的形状识别有着重要的作用.使用最小均方误差准则,可以有效的滤除噪声的影响.针对大噪声条件下噪声强度的平均值和均匀性都未知的特点,提出了一种基于最小均方误差的新... 详细信息

在自主机器人视觉中,大噪声条件下图像边缘角点的识别,对于视觉目标的形状识别有着重要的作用.使用最小均方误差准则,可以有效的滤除噪声的影响.针对大噪声条件下噪声强度的平均值和均匀性都未知的特点,提出了一种基于最小均方误差的新的大噪声自适应角点识别算法.这种方法计算变长点集的残差平方和,使得角点出现在特征曲线的极小值处,避免了使用阈值的弊端.并利用折半查找策略,降低了时间复杂度.在单角点识别的基础上,针对多角点识别,讨论了利用这种算法降低时间复杂度的方法.通过分析表明这些算法能够较为有效地提高大噪声条件下单调边缘单角点识别的正确率,降低了时间复杂度.

关键词：机器视觉大噪声角点识别最小均方误差折半查找

基于计算机视觉的裂缝三向相对位移测量技术研究

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基于计算机视觉的裂缝三向相对位移测量技术研究

作者：桂一恒南京理工大学

学位级别：硕士

水坝作为我国重要的国民基础设施,不仅能够抵御洪涝灾害,而且充分利用了水力资源,保障了工、农业的生产需求。水坝裂缝的出现严重影响了水坝结构的安全性、整体性、耐久性等。因此裂缝监测工作对于保障水坝建筑结构安全有着重要意义。... 详细信息

水坝作为我国重要的国民基础设施,不仅能够抵御洪涝灾害,而且充分利用了水力资源,保障了工、农业的生产需求。水坝裂缝的出现严重影响了水坝结构的安全性、整体性、耐久性等。因此裂缝监测工作对于保障水坝建筑结构安全有着重要意义。本文借助计算机视觉、图像处理、多视图几何等技术,提出了裂缝等效三维模型概念,搭建了裂缝三向相对位移检测系统。研究了标识角点识别方法、深度信息恢复计算方法,实现了利用裂缝图像测量其在空间中三个维度方向上的相对位移量。为评估水坝裂缝的安全性提供了参考依据。本论文主要涉及以下几个方面:(1)提出了通过图像处理的方式测量裂缝三向相对位移的思想,搭建了裂缝三向相对位移检测系统,阐述了裂缝等效三维模型构建过程。在裂缝两侧的混凝土结构表面粘贴标识。识别、计算标识上的特征点在空间中的相对三维坐标并以此构建出裂缝等效三维模型。对比、计算不同时间点裂缝等效三维模型差异,将其等效替代为该裂缝在空间中三个维度方向上的变化,实现裂缝在空间中的三维变化检测。(2)参考传统裂缝三向测量方法,引入QR码作为裂缝等效三维模型的标识,替代传统的金属三向标点。通过对图像进行灰度化、高斯滤波降噪、自适应阈值分割初步获得标识的二值图。再使用形态学方法处理获取图像中QR码的区域位置。最后利用边界提取计算获得QR码的角点坐标。经过角点识别重复性试验证明,该计算方法对于图像中的QR码角点坐标的识别具有较高重复度。(3)提出了引入范围角点的深度信息计算方法。利用对空间中点与其在成像平面中投影所具备的空间几何关系,施加现实尺度以及阈值约束,计算获取标识特征点在三维坐标系下的相对坐标。通过试验验证了范围角点的引入能够有效地提高图像数据利用率、提升计算结果的稳定性。测量了在现有实验装置及环境条件下,裂缝三向相对位移检测系统的有效量程,分析了计算误差出现的原因,提出了相应的改进方法。

关键词：裂缝等效三维模型计算机视觉角点识别深度恢复范围角点

基于机器视觉的空车位和车体相对车位方位检测方法研究

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基于机器视觉的空车位和车体相对车位方位检测方法研究

作者：闫妍江苏大学

学位级别：硕士

检测目标空车位并获取车体相对车位的距离和角度是实现自动泊车路径规划的前提。对国内外基于机器视觉车位识别与车位线尺寸检测研究现状和基于机器视觉距离、角度检测研究现状分析,以不同小区、超市的地上或地下停车场及江苏大学校园... 详细信息

检测目标空车位并获取车体相对车位的距离和角度是实现自动泊车路径规划的前提。对国内外基于机器视觉车位识别与车位线尺寸检测研究现状和基于机器视觉距离、角度检测研究现状分析,以不同小区、超市的地上或地下停车场及江苏大学校园地上停车场的停车位为研究对象,提出基于参考基准的车位线单目距离检测方法,开展完全基于机器视觉空车位和车体相对车位方位参数检测方法研究。主要研究内容和结果如下:(1)鱼眼相机成像原理、参数标定与图像畸变校正:分析鱼眼相机成像原理,建立基于等距投影的鱼眼相机成像模型,对世界坐标系映射到像素坐标系的坐标变换关系进行了理论公式推导;采用张正友标定方法对鱼眼相机参数标定,求出了鱼眼相机参数矩阵;结合坐标变换公式,实现鱼眼相机的图像畸变校正。(2)目标空车位检测方法:首先,采集不同小区、大型超市的地上或地下停车场及江苏大学校园内地上停车场的车位不同时间段的近景图像,采用传统的图像预处理算法对其进行灰度化、透视变换、滤波等处理,获取停车位图像的感兴趣区域(ROI);然后,针对直线线段检测(Line Segment Detector,LSD)检测结果存在断线的问题,基于车位线尺寸规范对LSD检测算法进行改进,将原LSD算法中的区域生长容忍误差允许值从22.5°减小至12°,再基于车位线带宽尺寸和车位角点数目约束,将满足0.15米距离范围内的交点集合成一个车位角点,结合垂直网格的区域划分算法,实现对目标空车位的车位线、角点识别,以及车位尺寸检测;最后,以相对误差绝对值作为评判指标,对车位线尺寸检测方法改进前后对比试验,分析得出:改进后的车位线尺寸检测的误差均有不同程度的降低,最大相对误差平均值为5.23%,相同时间段内车位线尺寸检测的相对误差变化更小。(3)参考基准方位参数的计算方法及误差分析:针对单目车位近景图像中无法体现鱼眼相机的位置,距离基准缺乏难于实现车体相对车位方位检测的难题,提出了以添加可拍摄进图像中的参照物作为基准的方法,建立参考基准方位参数计算模型。先对图像中参照物位置进行标定,在保留车位近景图中目标空车位信息的前提下,用参考物的中心像素坐标点替代参考物本体;然后基于机器视觉的空间与平面几何转换关系,分别建立参考基准相对相机和车体的方位参数计算模型,以及参考基准方位参数计算的误差公式,通过误差分析,确定参考基准方位参数计算误差极小值存在条件,确定参考基准布局设置方案,为后续试验场景布置中降低参考基准方位参数计算误差提供依据。(4)车体相对车位方位参数检测方法:综合运用参考基准方位参数计算模型,设计了车体相对车位方位参数检测方法,建立了车体相对车位方位参数计算模型及其检测系统,在实际停车场环境下进行了应用试验,结果分析得到:车体相对车位的距离检测相对误差平均值为1.75%,角度检测相对误差平均值为1.90%,能够满足自动泊车对车体相对车位方位检测精度要求。研究结果及结论,为研究实现自动泊车奠定了基础,对促进车辆智能和智能驾驶发展均具有十分重要的理论意义和实用价值。

关键词：车位检测车体方位检测机器视觉检测车位直线检测角点识别

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一种快速角点提取的相机标定方法研究

沈阳理工大学学报 2013年第4期32卷 15-19页

作者：和晓军赵登科沈阳理工大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110159

针对已有相机标定工具效率低下和标定精度受人为因素影响较大的问题,结合张正友的经典标定算法,提出一种基于图像形态学处理和最小凸包理论的角点自动识别标定方法。室内外的实验结果表明,该方法操作便捷高效,且在较为复杂的光照和背景... 详细信息

针对已有相机标定工具效率低下和标定精度受人为因素影响较大的问题,结合张正友的经典标定算法,提出一种基于图像形态学处理和最小凸包理论的角点自动识别标定方法。室内外的实验结果表明,该方法操作便捷高效,且在较为复杂的光照和背景条件下,也具有很好的标定精度和可靠性。

关键词：相机标定形态学处理凸包理论角点识别

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一种检测摄像机与被测物间三维轴线求解方法

现代电子技术 2015年第18期38卷 22-25页

作者：王凯支煜张毅坤隋连升刘洋西安计量技术研究院陕西西安710068 西安理工大学陕西西安710048

针对基于三维扫描的商品过度包装智能检测系统中检测摄像机与被测物间三维轴线求解复杂的问题,提出一种在过度包装检测系统中检测摄像机与被测物间三维轴线求解方法。该方法利用棋盘格做标记板,在计算机上利用O pen CV对标记图像进行识... 详细信息

针对基于三维扫描的商品过度包装智能检测系统中检测摄像机与被测物间三维轴线求解复杂的问题,提出一种在过度包装检测系统中检测摄像机与被测物间三维轴线求解方法。该方法利用棋盘格做标记板,在计算机上利用O pen CV对标记图像进行识别处理,利用三维重建原理对坐标进行二维到三维的变换和空间点重建,实现三维扫描下摄像机与被测物之间的三维轴线求解。在实验中,该方法测试数据达到该系统对精度的要求。所提方法中测量装置结构简单,在转换过程中不需要对标记进行边缘检测,减少了计算量,同时使测量效率得到提高,降低求解的复杂程度。

关键词：过度包装检测标记板坐标转换角点识别

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轮廓线特征提取与局部曲率计算的研究

轮廓线特征提取与局部曲率计算的研究

作者：宋艾琪黑龙江大学

学位级别：硕士

在图像处理与模式识别的研究领域中,对物体轮廓认知的过程中,曲线的检测与表达是其中必不可少的一部分,同时曲率也是认识形状特征最重要的情报来源。在实际生产应用中,高精度的曲率检出技术也是保证精密器件质量的必备手段。在直线、折... 详细信息

在图像处理与模式识别的研究领域中,对物体轮廓认知的过程中,曲线的检测与表达是其中必不可少的一部分,同时曲率也是认识形状特征最重要的情报来源。在实际生产应用中,高精度的曲率检出技术也是保证精密器件质量的必备手段。在直线、折角、弯曲等用来识别物体形状特征的元素中,弯曲是体现形状区别的重要因素,在相对的小范围内,过急的弯曲形成了折角,在相对的大范围内过缓的弯曲可近似为直线。在以往的研究中,对于如何在较大范围内检测局部轮廓线的平均曲率已经提出过众多的方法,然而,这些方法对不圆滑的轮廓线、曲率渐变的轮廓线的检测往往失效。因此,如何实现局部轮廓线的精准曲率检测,如何解决弧线与折角的区分成为一个新的课题。综上,选择了轮廓线特征提取与局部曲率计算的研究作为本文的论文题目。本篇论文提出了一种通过沿着轮廓匹配定长线段来计算曲率的边缘线段的检测方法,这个方法适用于任意几何图像并能够提供局部曲率的精确估计。在此方法中,首先利用基于简单细胞模型建立的edge算子的边缘位置检出特性,通过链式算法跟踪得到由一组连续边缘线段构成的轮廓线。在此基础上,展示edge算子对方位角度高精度的选择性,并依靠所检测到的方位角,讨论由edge算子实现高精度的曲率计算的可能性。最后,将轮廓线分解为首尾相连的边缘线段,逐段识别其是否为构成弧或直线的一部分,并检测其所在弧的曲率及凹凸特征。

关键词：细胞模型边缘检测曲率计算角点识别

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药品包装盒印刷缺陷检测技术研究

药品包装盒印刷缺陷检测技术研究

作者：张亚男天津科技大学

学位级别：硕士

药品是一种与人们生命健康紧密相连的特殊商品,为了确保患者用药安全,国家对药品包装盒的印刷信息进行了规范,同时也对药品进行了电子监管。传统人工检测方法难以满足现代药企对药品包装盒印刷缺陷检测速度和检测精度要求,因此基于数字... 详细信息

药品是一种与人们生命健康紧密相连的特殊商品,为了确保患者用药安全,国家对药品包装盒的印刷信息进行了规范,同时也对药品进行了电子监管。传统人工检测方法难以满足现代药企对药品包装盒印刷缺陷检测速度和检测精度要求,因此基于数字图像处理的印刷品缺陷检测技术越来越受到企业的青睐。本文主要研究内容如下:首先,通过走访调研不同药品包装盒印刷企业,分析了药品包装盒印刷缺陷的检测特点,针对不同的工业印刷检测要求,建立了基于图像颜色特征和形状特征的缺陷检测模型和识别准则,实现了对待检图像印刷缺陷的快速识别和分类。然后,以常见的药品包装盒印刷图像为研究对象,对建立的缺陷检测模型进行可行性分析和编码测试,得到了一种满足多种工业检测需求的快速实用的算法集合模型。对采集到的待测图像进行Harris角点识别,与模版图像的角点特征匹配,得到图像几何变换参数,完成几何对正,有效消除了图像空间尺寸偏差。然后对待测图像和模版图像差分得到缺陷图像,提取缺陷区域的边界链码、质心、面积、长宽比等形状特征,再根据设定的缺陷特征识别准则,对印刷缺陷进行综合判断。此外,文中还对缺陷产生的主要区域、主要类型及可能的原因进行了汇总,结合相应的缺陷信息进行算法改进和模版图像修正。其次,在课题中运用Access数据库对药品电子监管码的药品信息、印刷检测信息、物流信息、安全信息等数据进行了管理分析,针对印刷过程中出现的重码和漏码现象提出了相应的解决方案,满足了药品在生产、流通、监管等环节的实时监控要求。最后,论文通过搭建系统硬件检测平台,在Visual Studio2010开发环境下进行C#语言和HALCON图像处理库的混合编程,设计了人性化的界面操作软件,实现了印品图像采集、图像处理、结果显示等功能。通过对4组不同类型的药品包装盒缺陷图像进行检测,结果表明该算法满足了系统检测需要。

关键词：药品包装盒图像特征提取轮廓链码角点识别