基于点云处理的雪糕板锛头缺陷检测

1

作者 刘月 白福忠 +2 位作者 高晓娟 李萍 单文轩 《林产工业》 北大核心 2025年第3期75-81,共7页

雪糕板锛头是一种三维缺陷,在生产中需要对其进行缺陷定位和定量检测以实现质量分级。本文提出了一种基于点云处理的雪糕板锛头缺陷检测方法。利用线结构光扫描获取雪糕板表面三维点云,通过迭代最近点(ICP)算法进行点云配准,实现了灰度... 雪糕板锛头是一种三维缺陷,在生产中需要对其进行缺陷定位和定量检测以实现质量分级。本文提出了一种基于点云处理的雪糕板锛头缺陷检测方法。利用线结构光扫描获取雪糕板表面三维点云,通过迭代最近点(ICP)算法进行点云配准,实现了灰度图像辅助下的雪糕板点云区域分割。同时,采用随机采样一致性(RANSAC)与阈值判断相结合的算法进行锛头缺陷定位,进而实现缺陷的参数计算。结果表明:本方法与接触测量法结果相比,缺陷深度与长度的最大偏差分别仅为0.23 mm和0.12 mm,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 雪糕板 锛头缺陷 三维点云 点云配准 点云分割

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角度的图像测量法 被引量：17

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作者 白福忠 包晓艳 李义军 《计量学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期314-316,共3页

为提高角度测量的精度、速度以及扩大角度测量方法的应用领域,提出一种采用基于计算机视觉的图像测量技术进行角度测量的方法。通过对采集到的被测工件图像进行边缘检测、细化处理和霍夫变换,从而确定出其角度。实验结果表明,角度的图... 为提高角度测量的精度、速度以及扩大角度测量方法的应用领域,提出一种采用基于计算机视觉的图像测量技术进行角度测量的方法。通过对采集到的被测工件图像进行边缘检测、细化处理和霍夫变换,从而确定出其角度。实验结果表明,角度的图像测量法在测量精度、速度、抗噪声等方面具有很大的优势。 展开更多

关键词 计量学 角度测量 图像测量 霍夫变换

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布氏硬度的图像测量法 被引量：6

3

作者 白福忠 高晓娟 包晓艳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1230-1233,共4页

文中提出一种采用基于计算机视觉的图像测量技术进行布氏硬度测量的方法,它通过对试件压痕进行图像采集、特征提取、信息处理等过程来实现布氏硬度的测量。实验结果表明,布氏硬度的图像测量法是一种自动化程度高、人为误差小的测量方法... 文中提出一种采用基于计算机视觉的图像测量技术进行布氏硬度测量的方法,它通过对试件压痕进行图像采集、特征提取、信息处理等过程来实现布氏硬度的测量。实验结果表明,布氏硬度的图像测量法是一种自动化程度高、人为误差小的测量方法,同时还具有测量精度高、可靠性好、抗噪声能力强的特点。 展开更多

关键词 布氏硬度 图像测量 压痕图像 特征提取 直径测量

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基于改进灰度重心法的光带中心提取算法 被引量：60

4

作者 张小艳 王晓强 +2 位作者 白福忠 田朝平 梅秀庄 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期622-626,共5页

在线结构光三维测量中,由于线结构光光源质量、物体表面反射率非均匀性以及表面粗糙性等因素的影响,激光光带经常会出现宽度不均匀,光带亮度不集中、离散性较大的现象。本文提出一种改进灰度重心法提取激光光带中心线,该算法基于自适应... 在线结构光三维测量中,由于线结构光光源质量、物体表面反射率非均匀性以及表面粗糙性等因素的影响,激光光带经常会出现宽度不均匀,光带亮度不集中、离散性较大的现象。本文提出一种改进灰度重心法提取激光光带中心线,该算法基于自适应二值化处理得到光带各列法向宽度值以及光带的准确边界。然后,利用光带边界与灰度数据进行灰度重心计算确定出光带的中心位置。结果证实,改进算法中灰度重心的计算范围与光带宽度相一致,因而具有较高的提取精度和良好的适应性。 展开更多

关键词 三维测量 线结构光 三角测量法 光带中心 改进灰度重心法

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CCD动态响应特性的测试与建模 被引量：6

5

作者 韩峰 杨少栋 +1 位作者 包晓艳 白福忠 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期292-295,共4页

CCD图像传感器与景物有相对运动时,传感器动态响应特性对成像质量具有显著影响,通常表现为图像模糊、目标物体几何尺寸和灰度失真.通过对CCD工作原理的分析,设计了测试动态特性的试验方案,提取了运动图像上能够反映CCD响应特性的像元灰... CCD图像传感器与景物有相对运动时,传感器动态响应特性对成像质量具有显著影响,通常表现为图像模糊、目标物体几何尺寸和灰度失真.通过对CCD工作原理的分析,设计了测试动态特性的试验方案,提取了运动图像上能够反映CCD响应特性的像元灰度数据,通过基于最小二乘法的数据分析完成了动态特性的建模.研究结果表明:CCD传感器动态响应特性可采用修正的一阶系统模型表示,其拟合误差约为0.2,模型精度较高.提出的动特性测试方法实用性强,可解决一般机器视觉及相关动态影像问题. 展开更多

关键词 CCD 一阶系统模型 动态响应特性

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一种直边缘物体宽度的图像测量法 被引量：3

6

作者 张铁英 白福忠 +2 位作者 宋小燕 武建新 甘世明 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期222-226,共5页

提出一种基于方向功率谱与投影梯度的直边缘物体宽度测量方法,通过对目标图像功率谱进行极坐标变换得到方向功率谱,并由此计算出直边缘物体的伸展方向;然后对原始图像按照该伸展方向进行灰度投影,并由投影梯度结果得到待测宽度。该方法... 提出一种基于方向功率谱与投影梯度的直边缘物体宽度测量方法,通过对目标图像功率谱进行极坐标变换得到方向功率谱,并由此计算出直边缘物体的伸展方向;然后对原始图像按照该伸展方向进行灰度投影,并由投影梯度结果得到待测宽度。该方法无需对目标图像进行边缘检测、阈值分割等预处理操作,因而测量结果更加准确、可靠,且计算量较小、测量效率高。数值模拟与实验结果表明,本文所提方法能够保证1像素的测量精度,且物体长度方向的几何尺寸不影响宽度测量结果。 展开更多

关键词 宽度测量 方向功率谱 投影梯度

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基于降维Hough变换算法的零件同心度误差测量 被引量：2

7

作者 郭延杰 白福忠 +2 位作者 刘珍 徐刚 王耿 《激光杂志》 北大核心 2015年第7期27-30,共4页

为了克服传统Hough变换圆检测算法存在的计算量大、测量效率低以及不适用于同心圆检测等问题,论文提出一种降维Hough变换算法以实现零件同心度误差的非接触视觉测量。该方法通过对阈值分割后的二值化目标图像应用方向投影获得圆形轮廓... 为了克服传统Hough变换圆检测算法存在的计算量大、测量效率低以及不适用于同心圆检测等问题,论文提出一种降维Hough变换算法以实现零件同心度误差的非接触视觉测量。该方法通过对阈值分割后的二值化目标图像应用方向投影获得圆形轮廓的半径参数;进而利用Hough变换计算出内外轮廓的圆心坐标,从而实现零件的同心度误差测量。降维Hough变换算法将参数空间由三维降到二维,并且能够对内外轮廓特征点进行有效区分,于是极大地改善了计算效率。此外,通过仿真与实验对所提方法的有效性和精确性进行分析,同时结果表明,该方法是一种便捷、高效、可靠的自动非接触测量方法。 展开更多

关键词 机器视觉 同心度误差 降维Hough变换 方向投影

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基于图像匹配的无损变形测量 被引量：1

8

作者 王军 韩峰 白福忠 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期64-66,共3页

在传统网格法的基础上,给出一种基于图像匹配的无损变形测量新方法。该方法以图像的亚像素匹配为关键技术并采用虚拟网格的思想。在测量时,不用在待测物体表面预制任何标志,而是利用试件表面的数字图像的灰度特征形成虚拟网格,利用区域... 在传统网格法的基础上,给出一种基于图像匹配的无损变形测量新方法。该方法以图像的亚像素匹配为关键技术并采用虚拟网格的思想。在测量时,不用在待测物体表面预制任何标志,而是利用试件表面的数字图像的灰度特征形成虚拟网格,利用区域匹配算法完成全场的位移测量;再按照网格法中的应变计算方法得到位移转变成应变。典型拉伸实验证实,该方法与传统网格法的测量结果一致。 展开更多

关键词 图像匹配 亚像素 无损变形测量 虚拟网格 应变测量 灰度特征

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数字图像的亚像素位移测量算法改进 被引量：1

9

作者 王军 白福忠 《煤矿机械》 北大核心 2011年第10期217-219,共3页

在基于图像的位移测量中,为了获得较快的测量速度和高的测量精度,提出了基于拉格朗日插值与牛顿法算法的亚像素位移测量方法。该方法首先对5个整像素点的相关系数值作拉格朗日插值,得到一个4次多项式,然后再利用牛顿法去求解此多项式的... 在基于图像的位移测量中,为了获得较快的测量速度和高的测量精度,提出了基于拉格朗日插值与牛顿法算法的亚像素位移测量方法。该方法首先对5个整像素点的相关系数值作拉格朗日插值,得到一个4次多项式,然后再利用牛顿法去求解此多项式的极值,该极值点所对应的位置即为待测点的亚像素位移。简捷的拉格朗日插值法与快速收敛牛顿法的综合运用使得位移测量能够在保证良好测量精度的同时有效地减少亚像素匹配中耗时的相关计算。经理论推导与仿真实验证实,在测量精度为0.05~0.1像素的水平下,该测量方法在测量精度、速度等方面具有很大的优势。 展开更多

关键词 亚像素位移 拉格朗日插值 牛顿法 测量速度 测量精度

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基于视觉技术的装配机械手定位算法改进

10

作者 王军 倪骁骅 白福忠 《煤矿机械》 北大核心 2011年第9期25-27,共3页

针对传统视觉装配机械手定位中的图像匹配速度慢,计算量大,定位精度低等特点,为了提高装配机械手的定位速度和精度,通过对数字图像匹配的数学推导,对传统图像匹配算法进行了改进,并采用细分像的亚像匹配技术,实验结果表明该方法能够快... 针对传统视觉装配机械手定位中的图像匹配速度慢,计算量大,定位精度低等特点,为了提高装配机械手的定位速度和精度,通过对数字图像匹配的数学推导,对传统图像匹配算法进行了改进,并采用细分像的亚像匹配技术,实验结果表明该方法能够快速、准确地对装配机械手进行定位。 展开更多

关键词 图像匹配 定位精度 细分像素 亚像素

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压电倾斜镜的自校正PID高精度跟踪控制

11

作者 王耿 聂建伟 白福忠 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第4期520-524,共5页

压电倾斜镜是一种集光、机、电、控于一体的复杂强耦合非线性元器件。然而,由于压电材料迟滞非线性的存在,很难实现对倾斜镜倾斜角的高精度跟踪控制。为了对其进行有效控制,建立了倾斜镜带有扰动的单输入单输出模型,并采用自校正PID控... 压电倾斜镜是一种集光、机、电、控于一体的复杂强耦合非线性元器件。然而,由于压电材料迟滞非线性的存在,很难实现对倾斜镜倾斜角的高精度跟踪控制。为了对其进行有效控制,建立了倾斜镜带有扰动的单输入单输出模型,并采用自校正PID控制算法构成闭环控制实现动态跟踪定位。相应的开闭环实验结果表明:系统闭环后的输入输出跟踪曲线最大误差达0.66%,平均误差达0.10%,比开环性能有大幅度提高。也证实了极点配置自校正PID算法对倾斜镜跟踪控制系统的有效性。 展开更多

关键词 压电倾斜镜 迟滞非线性 自校正PID 动态跟踪

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基于随机抽样与投票策略的缺陷圆检测方法 被引量：1

12

作者 孔竣 郭秀珍 +1 位作者 白福忠 徐永祥 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2020年第6期1122-1127,共6页

为了实现缺陷圆圆心与半径参数的检测,本文提出一种基于随机抽样与投票策略的检测方法。通过在目标轮廓上随机提取三点并由此获得任意两条弦,计算它们各自对应的垂直平分线的交点。重复上述过程可得到若干候选圆心坐标,应用投票策略检... 为了实现缺陷圆圆心与半径参数的检测,本文提出一种基于随机抽样与投票策略的检测方法。通过在目标轮廓上随机提取三点并由此获得任意两条弦,计算它们各自对应的垂直平分线的交点。重复上述过程可得到若干候选圆心坐标,应用投票策略检测出频数最高的坐标值,得到理想圆心。在此基础上再根据投票策略获取半径参数。仿真和实验结果表明,本文方法适应性强,鲁棒性好,可应用于不同类型缺陷圆检测;其检测结果准确可靠,易于实现,可以满足工程应用需求。 展开更多

关键词 缺陷圆检测 随机抽样 投票策略 圆形参数

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牛顿环条纹几何参数的自动视觉检测 被引量：4

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作者 张晓华 高晓娟 +1 位作者 赫玉会 白福忠 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第3期41-46,共6页

论文基于牛顿环条纹图像结构特征,引入统计分析策略构建一种牛顿环条纹图像几何参数的自动视觉检测方法。根据条纹上任意点的梯度方向均指向圆环条纹圆心这一思想,使用邻域梯度方向算法获得圆心坐标;采用极坐标变换将圆形条纹变换为直条... 论文基于牛顿环条纹图像结构特征,引入统计分析策略构建一种牛顿环条纹图像几何参数的自动视觉检测方法。根据条纹上任意点的梯度方向均指向圆环条纹圆心这一思想,使用邻域梯度方向算法获得圆心坐标;采用极坐标变换将圆形条纹变换为直条纹,借助灰度方向投影获得各级条纹半径。结果表明所提方法能够同时检测出圆心坐标与各级明和暗条纹半径,并能实现亚像素检测精度;计算过程无需对原始图像进行平滑滤波、阈值分割等预处理操作,方法自动化程度高、抗噪声能力强。 展开更多

关键词 牛顿环条纹 几何参数检测 邻域梯度方向算法 极坐标变换

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相位光栅衍射法测量高灰阶LC-SLM相位调制特性 被引量：1

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作者 陈佳艺 王建新 +1 位作者 白福忠 徐永祥 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第3期35-40,共6页

为测量高灰阶液晶空间光调制器(LC-SLM)整体相位调制特性,引入二维棋盘形相位光栅衍射测量方法。根据傅里叶光学原理,经过理论推导和仿真分析得到零级衍射光强与相位调制量之间的关系。搭建含有参考光束的衍射实验系统,通过适当的光斑... 为测量高灰阶液晶空间光调制器(LC-SLM)整体相位调制特性,引入二维棋盘形相位光栅衍射测量方法。根据傅里叶光学原理,经过理论推导和仿真分析得到零级衍射光强与相位调制量之间的关系。搭建含有参考光束的衍射实验系统,通过适当的光斑图像处理计算出零级衍射相对光强,从而获得相位调制特性曲线,并与干涉测量法实验结果进行对比。实验结果显示两种方法得到的调制曲线高度相似,相关系数达0.996;表明相位光栅衍射法能用于测量LC-SLM整体相位调制,可获得2π相位调制范围内的特性曲线。最后分析衍射法与干涉法的特点与局限,可为实际测量提供有益参考。 展开更多

关键词 液晶空间光调制器(LC-SLM) 相位调制特性 棋盘形相位光栅 衍射测量法

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FLEET光学系统参数优化

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作者 王建新 陈爽 +4 位作者 陈力 杨文斌 邱荣 白福忠 李同洪 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期39-46,共8页

FLEET流场测速时,荧光丝的形态和特征影响流场速度测量的精度和覆盖范围,而这些参数又取决于FLEET光学系统参数,有必要对FLEET光学系统参数对荧光丝的影响规律进行研究。本文研究了光学系统的主要参数飞秒激光脉冲能量和聚焦透镜焦距对... FLEET流场测速时,荧光丝的形态和特征影响流场速度测量的精度和覆盖范围,而这些参数又取决于FLEET光学系统参数,有必要对FLEET光学系统参数对荧光丝的影响规律进行研究。本文研究了光学系统的主要参数飞秒激光脉冲能量和聚焦透镜焦距对荧光丝长度、光丝峰值强度、功率密度、信噪比的影响,并在最优实验参数条件下,对不同压强下空气飞秒荧光丝的寿命进行探测。实验表明,飞秒荧光丝的激发存在功率密度阈值,本实验中大致在2×10^(13)W/cm^(2),光学系统参数优化应以飞秒荧光丝信噪比高且光丝强度分布均匀为基准。飞秒荧光丝的寿命约为几微秒,因此,两次测速采样的时间间隔应小于微秒量级。本文研究结果可以为FLEET光学系统主要参数确定提供依据。 展开更多

关键词 FLEET 流速测量 荧光寿命 图像处理

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基于机器视觉的外径千分尺空间姿态测量 被引量：1

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作者 朱潇骞 徐永祥 +1 位作者 白福忠 刘窈璐 《数字技术与应用》 2023年第12期13-16,共4页

由于外径千分尺的示值误差检定任务繁重,传统人工检定方法效率低下且公信力不足。因此,需要以机器视觉为检测方式的自动化机械检定装置替代人工检定。但利用装置进行示值读取时,如何使工业相机正视外径千分尺示值刻度以实现精确读取成... 由于外径千分尺的示值误差检定任务繁重,传统人工检定方法效率低下且公信力不足。因此,需要以机器视觉为检测方式的自动化机械检定装置替代人工检定。但利用装置进行示值读取时,如何使工业相机正视外径千分尺示值刻度以实现精确读取成为新的问题。针对该问题,本文以外径千分尺空间姿态为研究对象,对外径千分尺本身及图像中包含的有效信息进行提取并建立成像模型,以此测量其空间姿态。基于测量结果,配合自主设计的检定装置,验证姿态测量的准确性。外径千分尺是产品生产制造和设备检修常用的精密测量仪器。 展开更多

关键词 外径千分尺 精密测量仪器 机器视觉 自动化机械 检定装置 空间姿态 姿态测量 工业相机

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四点源诱偏对抗反辐射导弹效果仿真 被引量：3

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作者 白福忠 曹菲 段佳珍 《现代防御技术》 北大核心 2017年第1期50-54,共5页

对四点源诱偏系统对抗反辐射导弹(ARM)的被动雷达导引头(PRS)原理进行分析;建立诱偏系统模型,计算和仿真了各辐射源在PRS动态过程中合成场的幅度和相位,并对仿真结果进行分析;推导了PRS处合成波波阵面法线与地面的交点的坐标,并在所建... 对四点源诱偏系统对抗反辐射导弹(ARM)的被动雷达导引头(PRS)原理进行分析;建立诱偏系统模型,计算和仿真了各辐射源在PRS动态过程中合成场的幅度和相位,并对仿真结果进行分析;推导了PRS处合成波波阵面法线与地面的交点的坐标,并在所建系统模型的基础上进行了定量仿真。仿真结果表明,四点源诱偏系统不仅能保护目标雷达,而且可有效避免诱饵受攻击。 展开更多

关键词 导引头 诱偏系统模型 仿真分析 雷达 反辐射导弹 合成场

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基于空间分离点的非相参有源诱偏技术 被引量：2

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作者 白福忠 曹菲 +1 位作者 段佳珍 唐浚尧 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2016年第11期79-83,共5页

随着现代电子对抗技术的迅速发展,对抗反辐射导弹(ARM)的有源诱偏技术关注度不断提高,利用有源诱饵抗ARM是一种行之有效的方法。文中推导了非相参有源诱偏抗ARM的数学模型公式,根据ARM雷达导引头到达空间分离点前后提出了有源诱偏模型,... 随着现代电子对抗技术的迅速发展,对抗反辐射导弹(ARM)的有源诱偏技术关注度不断提高,利用有源诱饵抗ARM是一种行之有效的方法。文中推导了非相参有源诱偏抗ARM的数学模型公式,根据ARM雷达导引头到达空间分离点前后提出了有源诱偏模型,并进一步对非相参两点源、三点源、四点源诱偏在不考虑空间分离点和考虑空间分离点两种情况下的诱偏效果进行了仿真与分析。结果表明:考虑空间分离点时,诱偏效果更好,而且更贴近实际。 展开更多

关键词 空间分离点 反辐射导弹 有源诱饵 雷达导引头

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理想通信条件下弹星协同定位方法

19

作者 段佳珍 曹菲 白福忠 《现代防御技术》 北大核心 2017年第2期80-86,共7页

为了提高弹载电子侦察设备的定位精度,对目标实施更精确的打击,提出了理想通信条件下的弹星协同定位方法,对基于概率的定位原理进行了分析,对定位系统的架构及定位流程做了说明,并在STK中做了仿真演示,提出基于概率的弹星协同定位算法,... 为了提高弹载电子侦察设备的定位精度,对目标实施更精确的打击,提出了理想通信条件下的弹星协同定位方法,对基于概率的定位原理进行了分析,对定位系统的架构及定位流程做了说明,并在STK中做了仿真演示,提出基于概率的弹星协同定位算法,给出了该算法的数学推导,并对算法进行了仿真实验,验证了该算法的有效性并对算法性能做了一定分析。 展开更多

关键词 电子战 协同定位 相位干涉仪 模糊相位差 最大后验概率 STK

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