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基于网格激光焊缝三维外观检测方法的研究

基于网格激光焊缝三维外观检测方法的研究

作者：乔东乐中北大学

学位级别：硕士

焊接在我国工业智能制造的快速发展中起到了非常重要的作用,因此工业生产对焊接的质量也有了更高的要求。当前,焊后焊缝检测主要依靠人工的肉眼观测和检测工具的简单测量,属于接触式测量,缺点明显,不满足当前工业生产的要求。由于接触... 详细信息

焊接在我国工业智能制造的快速发展中起到了非常重要的作用,因此工业生产对焊接的质量也有了更高的要求。当前,焊后焊缝检测主要依靠人工的肉眼观测和检测工具的简单测量,属于接触式测量,缺点明显,不满足当前工业生产的要求。由于接触式测量存在许多问题,非接触式的视觉检测系统在未来会逐渐代替人工检测成为主流的焊缝检测技术。目前国内外在非接触式的视觉外观检测方面已经研究出许多效果显著的方法,其中结构光三维视觉法是一种基于三角测量法的三维视觉检测技术,其所使用的激光具有亮度高和相干性好的优点,获得的待测物表面信息十分丰富,而且系统的搭建比较简单。但是选用单线激光做辅助结构光时,检测效率较低,因此利用多线以及网格激光做辅助结构光的三维检测技术还需进一步的探索。通过分析目前国内外焊缝视觉外观检测系统,本文采用结构光三维视觉检测法来进行焊缝的三维检测,利用该方法获取焊缝的特征点高度值,然后对焊缝表面进行三维重构。为了获取焊缝表面的信息,本文基于激光三角测量原理开发了焊缝外观检测系统硬件及软件并利用标定算法对系统进行标定工作,当网格激光光源照射到焊缝上时,焊缝处的网格激光条纹会产生形变,此时使用加权平均法、高斯滤波、自动阈值法法中的最大熵法和骨架化及自研的毛刺去除等算法对采集到的焊缝图像进行处理,得到单像素宽度的网格中心线,然后利用检测系统识别焊缝特征点从而完成焊缝的三维重构,但在网格激光器和相机夹角较小时,激光线变形较小,焊缝特征点不易提取。因此,针对以上情况本文通过加入反光镜来改变相机视场以及网格激光器和相机之间的夹角,进而获得更为准确的焊缝表面特征点高度信息,然后将高度信息和提取的坐标信息利用b样条曲线法进行拟合,最终得到焊缝的三维轮廓。

关键词：三维重建网格激光反光镜 b样条曲线拟合

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基于重新参数化的bézier曲面求交算法

杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2023年第3期43卷 24-29页

作者：庞乾一王振飞陈小雕杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018

现有的参数曲面求交算法在求得一系列交点之后,需要再次用b样条插值才能表示出交线,且求得的交线无法保证精确落在任一给定曲面上。针对这一问题,提出一种基于重新参数化的求交算法。首先,通过曲面升阶加密曲面的控制网格,并求2个曲面... 详细信息

现有的参数曲面求交算法在求得一系列交点之后,需要再次用b样条插值才能表示出交线,且求得的交线无法保证精确落在任一给定曲面上。针对这一问题,提出一种基于重新参数化的求交算法。首先,通过曲面升阶加密曲面的控制网格,并求2个曲面控制网格的交线;然后,将交线映射到参数域,通过分段b样条曲线拟合,将拟合结果作为牛顿迭代的初值;最后,运用牛顿迭代求得更精确的参数域交线。相比于传统跟踪算法,该算法可直接得到交线的有理多项式表示形式,且求得的交线严格落在其中一个曲面上,在计算的交点个数更少的同时获得更高的逼近精度,并通过仿真实验验证了算法的精确性和有效性。

关键词： bézier曲面求交重新参数化控制网格 b样条曲线拟合

远缘选优策略遗传算法在高空气象探测中的应用(英文)

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吉首大学学报（自然科学版） 2012年第4期33卷 53-59页

作者：孙宝京沈阳炮兵学院电子侦察指挥系辽宁沈阳110867

在分析远缘优质个体的特点和对从属种群优化的基础上,提出了远缘选优策略遗传算法(OEAGA),并且针对高空气象探测数据数量大、变化复杂和可预测性差等特点,使用OEAGA来计算b样条节点,在满足准确度要求的前提下,使用更少的控制顶点拟合高... 详细信息

在分析远缘优质个体的特点和对从属种群优化的基础上,提出了远缘选优策略遗传算法(OEAGA),并且针对高空气象探测数据数量大、变化复杂和可预测性差等特点,使用OEAGA来计算b样条节点,在满足准确度要求的前提下,使用更少的控制顶点拟合高空气象探测数据的最佳b样条曲线.将b样条曲线的结果与标准演变算法计算节点的结果作比较,发现经由OEAGA得出的b样条曲线更优,实际探测和仿真试验均表明OEAGA拥有更强大的搜索性能和更高的收敛效果.

关键词：远缘选优 b样条曲线拟合气象探测

Hausdorff距离在地铁隧道断面变化检测中的应用

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工程勘察 2014年第1期42卷 62-65,82页

作者：刘冠兰柏文锋徐亚明武汉大学测绘学院武汉430079 精密工程与工业测量国家测绘局重点实验室武汉430079 广州地铁设计研究院有限公司广州510010

本文采用b样条曲线拟合地铁隧道断面,并选用自由曲线之间的Hausdorff距离作为度量,定义隧道断面的形状变化。介绍了隧道断面的b样条曲线拟合算法,自由曲线之间Hausdorff距离的计算方法。最后以某地铁区间隧道断面受损及修复后的扫描数... 详细信息

本文采用b样条曲线拟合地铁隧道断面,并选用自由曲线之间的Hausdorff距离作为度量,定义隧道断面的形状变化。介绍了隧道断面的b样条曲线拟合算法,自由曲线之间Hausdorff距离的计算方法。最后以某地铁区间隧道断面受损及修复后的扫描数据为例,采用b样条曲线拟合,并计算其断面Hausdorff距离分析变化,为隧道维护和使用提供了依据。

关键词： b样条曲线拟合 Hausdorff距离隧道断面

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小型回转点云的配准研究

轻工机械 2017年第1期35卷 1-4页

作者：车选林张旭聂博林上海工程技术大学机械工程学院上海201620

针对回转半径较大的小型回转点云配准时其回转特征不明显问题,提出一种先利用最小二乘法计算出点云的拟合平面并将所有点投影到该平面上,再利用滚球算法计算该二维点云数据的边界,并对边界点云进行3次b样条拟合,最后根据b样条曲线的变... 详细信息

针对回转半径较大的小型回转点云配准时其回转特征不明显问题,提出一种先利用最小二乘法计算出点云的拟合平面并将所有点投影到该平面上,再利用滚球算法计算该二维点云数据的边界,并对边界点云进行3次b样条拟合,最后根据b样条曲线的变化特点,找出特征点,并利用特征点进行配准。对于回转半径较大且尺寸较小的回转点云,由于其回转特性不是非常明显,因此完全依靠其回转特性进行配准,会有一定的难度,所以需要利用其他一些特征进行配准。最后通过三坐标扫描仪获取物体的外表面形状数据,然后进行配合验证,结果表明可以准确获取特征点。该方法可以有效地对小型点云进行配准。

关键词：回转型点云滚球算法 b样条曲线拟合特征点

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一种新的语音数据压缩算法

计算机时代 2006年第5期 1-2,40页

作者：黄巧玲谢维波华侨大学计算机系福建泉州362021

提出了一种基于b样条曲线拟合的语音压缩算法,为语音数据的压缩提供了新的思路。在PCM语音文件中,采用分段直线的方法对语音样本数据进行拟合,其处理结果与ADPCM的处理结果相近,如果采用高次的b样条曲线来拟合语音数据,在压缩率略有下... 详细信息

提出了一种基于b样条曲线拟合的语音压缩算法,为语音数据的压缩提供了新的思路。在PCM语音文件中,采用分段直线的方法对语音样本数据进行拟合,其处理结果与ADPCM的处理结果相近,如果采用高次的b样条曲线来拟合语音数据,在压缩率略有下降的情况下,话音质量将明显提高。算法具有实现简单、效率高的特点。

关键词：语音压缩 b样条曲线拟合波形编译码器分段直线拟合

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机动目标的跟踪与反跟踪

工业控制计算机 2015年第5期28卷 107-109,112页

作者：徐永浙江理工大学理学院浙江杭州310018

以WGS-84标准的地心坐标系作为统一坐标系,通过建立机动目标的跟踪模型,实时预测机动目标的轨迹,并提出了机动目标的跟踪与反跟踪策略。首先考虑了单目标跟踪问题,提出了基于改进的Mean Shift算法的目标跟踪模型,使用此模型提取聚类点,... 详细信息

以WGS-84标准的地心坐标系作为统一坐标系,通过建立机动目标的跟踪模型,实时预测机动目标的轨迹,并提出了机动目标的跟踪与反跟踪策略。首先考虑了单目标跟踪问题,提出了基于改进的Mean Shift算法的目标跟踪模型,使用此模型提取聚类点,并对这些聚类点进行b样条曲线拟合,得到光滑的航迹。其次考虑了两目标跟踪问题,建立了基于最近邻及改进Mean Shift算法的目标跟踪模型,利用最小二乘法对航迹数据进行二次曲线拟合,分析机动目标加速度变化规律,并通过判断拟合曲线上的点与球面位置关系,提出了两种着落点预测方法。最后分析了机动目标如何反雷达跟踪的问题,提出了反跟踪策略。

关键词：机动目标跟踪最近邻 b样条曲线拟合多项式混合曲线机动目标逃逸