视觉SLAM在动态场景下的图像处理方法 被引量：11

1

作者 游通飞 孔令华 +2 位作者 刘文玉 易定容 殷江 《红外技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期960-967,共8页

SLAM一直是机器人领域的研究热点,近年来取得了万众瞩目的进步,但很少有SLAM算法考虑到动态场景的处理。针对视觉SLAM场景中动态目标的处理,提出一种在动态场景下的图像处理方法。将基于深度学习的语义分割算法引入到ORB_SLAM2方法中,... SLAM一直是机器人领域的研究热点,近年来取得了万众瞩目的进步,但很少有SLAM算法考虑到动态场景的处理。针对视觉SLAM场景中动态目标的处理,提出一种在动态场景下的图像处理方法。将基于深度学习的语义分割算法引入到ORB_SLAM2方法中,对输入图像进行分类处理的同时剔除人身上的特征点。基于已经剔除特征点的图像进行位姿估计。在TUM数据集上与ORB_SLAM2进行对比,在动态场景下的绝对轨迹误差和相对路径误差精度提高了90%以上。在保证地图精度的前提下,改善了地图的适用性。 展开更多

关键词 视觉SLAM 动态场景 ORB-SLAM2 特征点 剔除

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动态环境下基于深度学习的语义SLAM算法 被引量：6

2

作者 郑思诚 孔令华 +1 位作者 游通飞 易定容 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第10期2945-2951,共7页

针对应用场景中存在的运动物体会降低视觉同步定位与地图构建(SLAM)系统的定位精度和鲁棒性的问题,提出一种基于语义信息的动态环境下的视觉SLAM算法。首先,将传统视觉SLAM前端与YOLOv4目标检测算法相结合,在对输入图像进行ORB特征提取... 针对应用场景中存在的运动物体会降低视觉同步定位与地图构建(SLAM)系统的定位精度和鲁棒性的问题,提出一种基于语义信息的动态环境下的视觉SLAM算法。首先,将传统视觉SLAM前端与YOLOv4目标检测算法相结合,在对输入图像进行ORB特征提取的同时,对该图像进行语义分割;然后,判断目标类型以获得动态目标在图像中的区域,剔除分布在动态物体上的特征点;最后,使用处理后的特征点与相邻帧进行帧间匹配来求解相机位姿。实验采用TUM数据集进行测试,测试结果表明,所提算法相较于ORB-SLAM2在高动态环境下在位姿估计精度上提升了96.78%,同时该算法的跟踪线程处理一帧的平均耗时为0.0655 s,相较于其他应用在动态环境下的SLAM算法耗时最短。实验结果表明,所提算法能够实现在动态环境中的实时精确定位与建图。 展开更多

关键词 视觉同步定位与地图构建 语义信息 目标检测算法 特征点 动态环境

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直线轴承多孔特征视觉检测行为影响分析系统 被引量：1

3

作者 花海燕 林华 +1 位作者 陈栩 陈霞 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第11期211-216,220,共7页

为实现直线轴承相似多孔特征检测知识的共享,提出"特征—行为"关联响应的视觉检测行为影响分析策略。分析直线轴承零件族构型特征,建立零件族总草绘及其特征树;分解视觉检测行为,建立检测行为树并构建基于多处理模式的检测行... 为实现直线轴承相似多孔特征检测知识的共享,提出"特征—行为"关联响应的视觉检测行为影响分析策略。分析直线轴承零件族构型特征,建立零件族总草绘及其特征树;分解视觉检测行为,建立检测行为树并构建基于多处理模式的检测行为流程。以三类直线轴承为例,进行多孔孔径检测与影响分析实验,结果表明检测行为对特征的影响显著性、影响趋势与影响波动等知识在同族零件中具有重用价值;所建立的行为影响分析系统,可通过柔性响应不同特征与行为元进行循环影响分析,从而实现检测行为分层优化并为测量误差补偿提供指导性知识。 展开更多

关键词 视觉检测 多孔特征 检测行为树 影响分析系统 知识获取

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窄带快照式多光谱成像色彩还原方法 被引量：3

4

作者 易定容 孔令华 +1 位作者 赵艳丽 杨子涵 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期183-187,共5页

由于兼具光谱分辨和空间分辨能力,快照式窄带多光谱成像在资源遥感、精准农业、医疗检测等领域将有广泛应用。由于该方法使用窄带成像来提高光谱分辨率及图像对比度,所获得的图像是灰度信息,失去了场景的色彩信息,不便专家对图像鉴别、... 由于兼具光谱分辨和空间分辨能力,快照式窄带多光谱成像在资源遥感、精准农业、医疗检测等领域将有广泛应用。由于该方法使用窄带成像来提高光谱分辨率及图像对比度,所获得的图像是灰度信息,失去了场景的色彩信息,不便专家对图像鉴别、评价与赏析。已有的色彩还原算法主要针对光谱波段带宽较宽或者多个波段叠加基本覆盖整个可见光谱范围等两种光谱成像仪,不适合窄带多光谱成像方法的色彩还原。该研究适合于快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法,提出建立窄带多光谱彩色相机的概念。首先,提出两种窄带多光谱色彩还原方法:(1)基于CIE色度系统三刺激值色的,(2)基于贝尔阵列插值算法的;其次,分别应用两种算法还原快照式窄带多光谱相机所获得的植物、手臂及宫颈组织等三种代表性场景窄带多光谱灰度图像;之后,计算并比较表征两种算法所得的代表性场景彩色图像的均值、方差、熵及梯度等表征图像质量的参数数值,确定出适合快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法;最后,对所确定的色彩还原算法进行色偏校正。实验结果表明,基于CIE三刺激值色彩还原方法比贝尔阵列插值法更适用于窄带多光谱成像颜色复原。配合使用CIE三刺激值色彩还原方法及灰度图象校正算法,从窄带光谱成像所获得的植物、手臂皮肤及宫颈组织的灰度图像所还原出的近彩色图像逼近物体真实色彩,满足人眼观察习惯。介绍了仅覆盖可见光光谱范围30%的窄带多光谱图像进行色彩还原的方法,该方法证明快照式窄带多光谱成像可以兼具光谱分辨能力,同时保持可供人主观辨识的色彩信息。所提出实现快照式窄带多光谱彩色成像的方法,有望设计不同于传统RGB相机的彩色相机实施方案。 展开更多

关键词 快照式窄带多光谱成像 色彩还原方法 CIE三刺激值积分 贝尔阵列插值 窄带多光谱彩色相机

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微型快照式窄带多光谱成像宫颈癌筛查方法 被引量：2

5

作者 易定容 赵艳丽 +2 位作者 孔令华 王文琪 黄彩虹 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期157-161,共5页

白光阴道镜图像对比度较低,不利于医生鉴别不同病变程度组织,也不利于自动化宫颈癌筛查。利用癌变组织富含血红蛋白成分及血红蛋白具有特征波段这一特性,与传统高光谱空间扫描成像及分时获取不同波段多光谱成像方法相反,利用快照式多光... 白光阴道镜图像对比度较低,不利于医生鉴别不同病变程度组织,也不利于自动化宫颈癌筛查。利用癌变组织富含血红蛋白成分及血红蛋白具有特征波段这一特性,与传统高光谱空间扫描成像及分时获取不同波段多光谱成像方法相反,利用快照式多光谱窄带成像来加速光谱图像获取过程,提升不同病变程度组织之间灰度对比度同时,降低后续图像分析处理算法难度,实现对宫颈组织病变类型高帧率自动化分类。首先,使用微型快照式窄带多光谱摄像方法,在血红蛋白的两个强吸收峰(415±10)和(525±10) nm、一个反射带(620±10) nm和一个背景波段(450±10) nm共四个波段对宫颈组织进行快照式零时差获取四幅窄带光谱图像。而后,对所获取的光谱图像进行简单代数加减,以生成突显病变组织的融合图像,提高不同病变程度组织之间的对比度。最后,使用欧式距离分类算法,对光谱融合图像中不同病变级别进行分类,建立计算机辅助宫颈癌筛查方法。创新点在于实现了高帧率计算机辅助光学病理诊断方法。分别采用临床常规白光阴道镜及微型快照式窄带多光谱摄像对宫颈癌手术切下的新鲜组织进行彩色图像及光谱融合图像的高帧率采集,并使用同一个欧式距离分类算法对两种图像进行自动分类,分类结果都以组织病理诊断作为标准来计算正确率。通过对比两种分类结果正确率来检验光谱融合图像相对于彩色图像是否提升对比度,及其是否可以实现与组织病理诊断(金标准)结果一致的诊断。欧式距离分类算法对光谱融合图像分类准确率接近100%,远高于对白光阴道镜图像约50%的准确率。多位临床医生对基于微型快照式多光谱摄像头光谱融合图像的计算机自动分类结果表示接受。微型快照式窄带多光谱成像方法能有效提升光谱融合图像获取帧率及不同病变程度组织之间灰度对比度,能有效快速地将宫颈组织划分为与组织病理诊断结果一致的病变类型。由于诊断客观、无创伤、结果立等可得,该方法将有助于实现落后地区宫颈癌筛查的普及以及图像导航下的宫颈癌精准治疗手术。 展开更多

关键词 宫颈癌筛查 血红蛋白特征光谱 快照式窄带多光谱成像 图像对比度 组织病变级别分类 计算机辅助诊断

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基于行为自适应的台钻主轴轴径视觉测量策略 被引量：1

6

作者 王筠翔 花海燕 朱广磊 《机床与液压》 北大核心 2023年第3期96-102,共7页

鉴于视觉测量过程行为的多样性与影响关系的复杂性,提出基于行为自适应的台钻主轴视觉测量新策略。采用周向分工位采集图像与轴向分段提取轮廓结合的组合采样法获取被测信息,并建立了主轴轴径视觉测量系统;设计曝光自适应图像采集、图... 鉴于视觉测量过程行为的多样性与影响关系的复杂性,提出基于行为自适应的台钻主轴视觉测量新策略。采用周向分工位采集图像与轴向分段提取轮廓结合的组合采样法获取被测信息,并建立了主轴轴径视觉测量系统;设计曝光自适应图像采集、图像批处理、误差反馈闭环测量等功能集成的行为自适应视觉测量流程并开发相应软件。以某型号台钻主轴为对象,开展曝光区间自适应优选实验,多工位、多轴、多采样方案测量实验误差分析与稳定性评定。结果表明:所提出的行为自适应测量策略通过获取测量行为变化对测量误差的影响,形成闭环测量,可有效提高测量的稳定性,不仅满足台钻主轴高精度轴段测量需求,还有利于推动测量智能化发展。 展开更多

关键词 行为自适应 视觉测量 闭环测量 组合采样 高精度

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基于图像拼接的直线轴承长度测量方法 被引量：8

7

作者 李纪强 孔令华 花海燕 《电子测量技术》 北大核心 2022年第8期148-154,共7页

针对远心镜头因自身特性无法调节视场大小,难以适应直线轴承测量时一次性获取零件完整图像的问题,利用HALCON图像处理软件通过图像拼接方法进行直线轴承的长度测量。综合考虑特征点提取和边缘轮廓获取效果,采用背光与正向照明相结合的方... 针对远心镜头因自身特性无法调节视场大小,难以适应直线轴承测量时一次性获取零件完整图像的问题,利用HALCON图像处理软件通过图像拼接方法进行直线轴承的长度测量。综合考虑特征点提取和边缘轮廓获取效果,采用背光与正向照明相结合的方案,建立了基于组合照明的直线轴承测量系统;在图像拼接中,提出了一种在图像近似重合区域内使用图像金字塔分层搜索的方法进行特征点检测与匹配,以提高图像拼接效率;最后通过Canny算子和最小二乘法拟合进行图像边缘定位,完成长度测量。实验结果表明:组合光源能更好地兼顾图像表面特征点与边缘轮廓提取效果;提出的拼接方法检测时间在0.2 s左右,相比于传统方法检测时间减少了88%;基于图像拼接的视觉测量误差小于0.1 mm,测量重复性上相比于传统方法更稳定,测量最大标准差为0.005。因此,保证了视觉系统的检测效率、精度以及稳定性,在工业自动化检测方面具有一定的理论依据和实用价值。 展开更多

关键词 直线轴承 HALCON 远心镜头 组合光源 图像拼接 视觉测量

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直线轴承视觉检测工艺行为柔性规划分析系统

8

作者 花海燕 杨拴强 +1 位作者 林华 陈霞 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期110-118,共9页

为满足直线轴承特征检测的多样化、智能化需求,设计了面向直线轴承零件族的视觉检测工艺行为柔性规划分析系统。通过对直线轴承零件族特征属性与视觉检测工艺行为进行分解,建立“特征-工艺行为”柔性规划分析机制,并设计关联响应误差补... 为满足直线轴承特征检测的多样化、智能化需求,设计了面向直线轴承零件族的视觉检测工艺行为柔性规划分析系统。通过对直线轴承零件族特征属性与视觉检测工艺行为进行分解,建立“特征-工艺行为”柔性规划分析机制,并设计关联响应误差补偿知识表达模型及多元行为规划分析路线。以圆法兰直线轴承为研究对象,进行多方案检测工艺行为规划分析实验。结果表明,通过行为规划分析与评估,获取行为特征与工艺行为关联影响规律,可指导检测行为优选、测量偏移补偿和行为波动补偿决策,有利于提高视觉检测的智能化水平。 展开更多

关键词 智能检测 柔性规划 工艺行为 特征-行为关联 误差补偿

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四象限工况单双泵控差动缸控制性与效率对比 被引量：5

9

作者 张树忠 MINAV T +1 位作者 PIETOLA M 黄豪杰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期409-419,共11页

针对单泵控差动缸闭式系统需要补油单元及在负载方向频繁变化下运行速度波动的问题,提出了一种以液压蓄能器为低压油箱、单伺服电机驱动双定量泵的变转速双泵控差动缸闭式系统及其控制方法。分析了变转速单泵和双泵控差动缸闭式系统在... 针对单泵控差动缸闭式系统需要补油单元及在负载方向频繁变化下运行速度波动的问题,提出了一种以液压蓄能器为低压油箱、单伺服电机驱动双定量泵的变转速双泵控差动缸闭式系统及其控制方法。分析了变转速单泵和双泵控差动缸闭式系统在四象限工况下的运行原理。在Matlab/Simulink中建立了液压挖掘机工作装置机构模型、单泵和双泵控差动缸闭式系统模型、速度开环和速度前馈加闭环的控制系统,并对所构建的双泵控差动缸模型进行了局部试验验证。以斗杆速度和铲斗空载为输入,通过仿真对单泵和双泵控缸闭式系统在挖掘机斗杆液压缸四象限工况下的控制性和效率进行了对比分析。结果表明,所提出的采用速度前馈加闭环控制的双泵控差动缸闭式系统,虽然总效率较单泵控差动缸闭式系统降低了4个百分点,但实现了差动缸流量的平衡,解决了由四象限工况造成的速度波动问题,且最大位移误差仅为4 mm,系统及其控制方法对于差动缸的四象限工况运行是切实可行的。 展开更多

关键词 四象限工况 单泵 双泵 泵控差动缸 控制性 效率

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激光诱导击穿光谱表征3D打印18Ni300模具钢表面硬度 被引量：8

10

作者 杨金伟 孔令华 +4 位作者 付洪波 练国富 易定容 黄旭 雷鹏达 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期668-674,共7页

3D打印零件的表面硬度直接影响着其后续的运行安全和使用寿命,目前硬度的测量依赖于破坏性取样后的实验室分析,缺少无损和在线的硬度测量方法。采用激光诱导击穿光谱技术研究了3D打印18Ni300模具钢表面硬度和光谱特性与等离子体特性的... 3D打印零件的表面硬度直接影响着其后续的运行安全和使用寿命,目前硬度的测量依赖于破坏性取样后的实验室分析,缺少无损和在线的硬度测量方法。采用激光诱导击穿光谱技术研究了3D打印18Ni300模具钢表面硬度和光谱特性与等离子体特性的关系。得到了样品表面硬度和离子谱线与原子谱线的强度比以及表面硬度和等离子体温度之间的线性关系,离子与原子谱线的强度比和等离子体温度均随着表面硬度的增加而增大。实验结果证明了激光诱导击穿光谱技术作为一种近无损和在线表征3D打印零件表面硬度的方法的可行性。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 表面硬度 等离子体温度 模具钢

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激光在高反面轴类零件表面瑕疵检测的应用 被引量：5

11

作者 杨莓 孔令华 +2 位作者 练国富 黄旭 刘正义 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期808-814,共7页

针对具有高反射性表面的轴类零件圆柱表面瑕疵的检测需求,以18650型锂电池壳为例,提出了一种基于机器视觉的激光检测方法。该方法根据零件表面的高反射性和曲面特性,选择一字线激光作为光源,可避免采用传统光源进行检测带来的难点。通... 针对具有高反射性表面的轴类零件圆柱表面瑕疵的检测需求,以18650型锂电池壳为例,提出了一种基于机器视觉的激光检测方法。该方法根据零件表面的高反射性和曲面特性,选择一字线激光作为光源,可避免采用传统光源进行检测带来的难点。通过采集经由零件表面反射出的激光线图像进行图像分析,可以判断零件表面是否存在瑕疵并可对表面瑕疵进行分类。通过分析可以发现,零件表面瑕疵种类及尺寸与反射激光线图像变形形态及尺寸具有一定相关性,此结论对精确测量高反面瑕疵种类及尺寸有普遍适用价值。 展开更多

关键词 机器视觉 激光检测 瑕疵检测 图像处理

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激光熔覆二维梯度材料的LIBS表征方法 被引量：2

12

作者 周涛 孔令华 +3 位作者 黄旭 许明三 练国富 杨金伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1410-1416,共7页

传统激光熔覆样件分析手段需要进行复杂样品线切割、抛光等预处理。本文首先分析碳化钨含量对二维梯度材料硬度的影响,其次利用激光诱导击穿光谱技术对二维梯度材料进行化学表征,研究发现材料硬度和谱线信号强度分别随着碳化钨含量的增... 传统激光熔覆样件分析手段需要进行复杂样品线切割、抛光等预处理。本文首先分析碳化钨含量对二维梯度材料硬度的影响,其次利用激光诱导击穿光谱技术对二维梯度材料进行化学表征,研究发现材料硬度和谱线信号强度分别随着碳化钨含量的增加而增大,二者均呈高度线性相关,线性相关系数分别为0.932及0.924。结果表明激光诱导击穿光谱技术在上可用于激光熔覆梯度材料分析,能够有效克服传统激光熔覆样件分析手段所需的复杂预处理程序。 展开更多

关键词 激光熔覆 二维梯度材料 激光诱导击穿光谱 碳化钨含量 材料硬度

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可动假足装置在鞋压力舒适性研究中的应用 被引量：2

13

作者 孔令华 袁鹏程 赵卫 《皮革科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第3期96-99,共4页

介绍了一种可动假足装置,用于鞋压力舒适性的研究。通过穿着不同类型的鞋分别进行试验,采集分析了人体试验与假足试验过程中的足底峰值压强、压强时间积分与接触面积,假足试验表现出了与人脚试验的一致性。进一步对比分析了人体试验数... 介绍了一种可动假足装置,用于鞋压力舒适性的研究。通过穿着不同类型的鞋分别进行试验,采集分析了人体试验与假足试验过程中的足底峰值压强、压强时间积分与接触面积,假足试验表现出了与人脚试验的一致性。进一步对比分析了人体试验数据与假足试验数据,假足试验相对于人体试验误差率的绝对值都小于10%,验证了可动假足检测装置的有效性,重复性与规范性,为鞋压力舒适性研究提供了一种技术支撑。 展开更多

关键词 鞋 压力舒适性 可动假足 测试方法 足底压力

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森林防火技术研究进展与建议 被引量：4

14

作者 李鹏 孔令华 《山东林业科技》 2020年第5期85-90,共6页

森林火灾具有突发性强、破环性大、难以扑灭的特点。本文总结了进入21世纪以来我国森林火灾情况及在森林火灾探测技术、灭火理论、模型和指挥系统、灭火技术,灭火装备、森林火灾扑救技术等方面取得的重要进展,并探讨了森林灭火研究的发... 森林火灾具有突发性强、破环性大、难以扑灭的特点。本文总结了进入21世纪以来我国森林火灾情况及在森林火灾探测技术、灭火理论、模型和指挥系统、灭火技术,灭火装备、森林火灾扑救技术等方面取得的重要进展,并探讨了森林灭火研究的发展趋势。 展开更多

关键词 森林火灾 探测方法 灭火技术 灭火装备

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激光诱导击穿光谱表征激光重熔后不锈钢的硬度

15

作者 叶宏基 孔令华 +1 位作者 李鹏 黄旭 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第10期151-157,共7页

为了探究激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术对激光重熔后不锈钢的硬度的表征,以激光重熔后的不锈钢为原材料,研究不同硬度的不锈钢对激光诱导等离子体的光谱特性和物理特性的影响,分析激光重熔后不同的... 为了探究激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术对激光重熔后不锈钢的硬度的表征,以激光重熔后的不锈钢为原材料,研究不同硬度的不锈钢对激光诱导等离子体的光谱特性和物理特性的影响,分析激光重熔后不同的激光功率和扫描速度对硬度的影响,分析不同硬度与特征谱线,以及不同硬度与等离子体电子温度的变化规律。实验结果表明:选择Fe、Si、Cr和Mn元素的特征谱线分析谱线强度和谱线强度比与硬度的关系,元素的原子谱线与硬度呈负相关,元素的离子谱线强度和原子谱线强度比与硬度呈正相关;选择Fe元素的4条离子谱线分析等离子体温度与硬度的关系,随着硬度增加,等离子体温度逐渐升高,线性相关系数为0.919。本研究表明LIBS技术有表征激光重熔后不锈钢硬度的潜力,为硬度表征提供了一种新方法。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 激光重熔 特征谱线 不锈钢 硬度

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