为了探究干旱胁迫对茶树幼苗叶绿素荧光参数的影响, 选取龙井茶树幼苗进行干旱胁迫实验。利用叶绿素荧光成像技术提出斜率荧光指数SFI评估茶树幼苗干旱胁迫状况, 计算1~8天内同一时刻灰度均值的极差R, 以R的相对误差δ＜5%确定极差稳定的时间范围, 建立该区间内曲线上各点斜率变化与胁迫天数的相关模型。分析比较了斜率荧光指数SFI、动态荧光指数DFI、光合功能指数PFI、荧光衰减比率Rfd与胁迫天数之间的相关性。结果表明: Rfd和PFI与胁迫天数之间没有明显的相关性, SFI和DFI与胁迫天数之间有相关性。感兴趣区域ROI为50×50pixel时, SFI与干旱胁迫的天数之间的相关性(决定系数R2=0.94)明显高于DFI与胁迫天数之间的相关性(R2=0.60)。利用SFI评估茶树幼苗受干旱胁迫状况具有更高的准确率, 为现代农业中监测植物生长状况提供了参考。

为实现螺纹螺距的高效测量与合理评定，在分析现有机器视觉螺纹螺距测量方法的基础上，提出了一种基于面积法求解螺纹螺距的测量与评定方法。首先对螺纹图像进行旋转矫正，然后以螺纹轴截面上牙廓区域投影面积等几何关系，获取螺纹中径点，再使用最小二乘法拟合中径线，最后结合包容原则获得被测螺纹螺距。以螺纹塞规为对象进行对比实验，数据表明: 面积法与接触式综合测量仪、工具显微镜所测螺距平均值相当，标准差0.9μm略大于综合测量仪所测螺距的标准差0.6μm,但远小于工具显微镜所测螺距的标准差9.6μm; 测量效率上面积法是综合测量仪的1.9倍，是工具显微镜的2.5倍。

作为一种重要检测手段, 主动荧光探测利用荧光寿命参数作为荧光探测的特征参数, 可以解决荧光强度易受外界环境因素影响的问题。基于门控探测法测量荧光寿命的原理, 利用荧光寿命衰减曲线结合非线性最小二乘回归拟合荧光寿命衰减函数来提取荧光平均寿命参数, 利用荧光寿命图谱绘制荧光物质的二维空间分布, 进而提出并实验验证了结合支持向量机利用荧光寿命参数作为特征向量进行油种识别的方法。实验结果表明, 利用荧光平均寿命作为参数, 激发区域中像素点荧光寿命值落入各自置信区间内的概率为 68% 以上, 结合支持向量机进行油种识别, 识别概率在 77

针对机器视觉中螺纹参数测量无法实现正确对焦的问题, 通过理论与实验相结合的方法研究了离焦成像对螺纹牙型角参数测量的影响。证实了离焦现象对螺纹参数测量会造成不可忽略的误差。并且通过螺纹图像清晰度评价值与离焦量关系的分析, 提出了螺纹牙型角误差修正的方法。首先对图像清晰度评价值与离焦量进行标定, 然后求取待测图像的清晰度评价值, 由评价值得出修正后的离焦量, 最后根据离焦量对选定区域的图像边缘长度和面积进行修正, 利用修正后的结果求取螺纹牙型角。实验结果表明, 对于M20×1.5-6H的螺纹塞规而言, 当离焦量小于0.5mm时, 经修正后的牙型角相对误差小于0.0425%。

为了获得高均匀性的叶绿素荧光主动诱导激发光源, 获得更有对比性的叶绿素荧光参数, 针对不同高度、不同距离下样品区域的辐照度分布,提出以样本范围内辐照度最小值与辐照度平均值之比做激发光均匀性指标。通过对不同个数组成的三种基础LED阵列A0,A1,A2进行空间模拟仿真,结果表明, 辐照度均匀性与LED阵列高度和LED间距呈正相关, 辐照均匀度随LED数目的增加而增加。在0.04m2的研究区域内LED间距0.04m、阵列高度0.5m时,A2阵列辐照度均匀度最大, 约为0.920。利用手持式照度计验证了LED阵列激发光分布均匀性, 实验结果与仿真结果一致。通过CCD相机采集荧光图像, 分析了不同激发阵列排布下叶片荧光分布, 为今后高均匀性激发光下叶片区域发射荧光差异分析提供了思路。

中径是决定螺纹联接质量的重要参数, 为了能够利用机器视觉技术实现对螺纹中径的高效测量, 提出了一种基于虚拟三针法的螺纹中径测量方法。建立虚拟三针法测量螺纹中径的理论计算模型;对螺纹图像进行了预处理和边缘提取, 并利用最小一乘法对提取的螺纹轮廓进行拟合, 获取中径值;以螺纹塞规为对象进行了对比实验。实验数据表明, 利用虚拟三针法测得的中径方差较传统三针法降低了51.8%。测量效率上虚拟三针法是传统三针法的2倍以上, 较触针扫描方法提高了52%。说明所提出的虚拟三针法也可以作为一种测量螺纹中径的手段。

为实现对车削零件表面粗糙度检测, 提出一种基于机器视觉表面粗糙度检测图像处理的新方法。该方法先按相应算法对所采集图像剔出受光衍射影响严重区域, 然后再按其灰度分布情况进行区域优化, 获得的图像灰度特征参数能反映表面粗糙度量值的有效特征区域。用该方法对表面粗糙度Ra标称值为0.8 μm～12.5 μm的五种车削样件测试, 处理后图像灰度的均值、方差、能量和熵等特征参数与Ra标称值单调关系显著, 各特征曲线的非线性误差均在1.5%以内。对比实验显示, 这种特征提取和区域优化方法可应用于表面粗糙度的区分与检测。

为了提高机器视觉方法测量螺纹的精度，采用理论分析和实验验证的方法，研究了用垂直投影测量和切向投影测量方法进行螺纹测量时发生的延伸螺旋面投影遮挡问题。在介绍垂直投影测量和切向投影测量方法的基础上，解释了垂直投影测量和切向投影测量方法产生原理误差的原因。通过对遮挡误差和不同螺旋升角误差对螺纹牙形角测量影响情况的理论分析和推导，给出了垂直投影测量时延伸螺旋面遮挡和不同螺旋升角影响的误差计算式，并进行了实例验证和分析。结果表明，对导程较大的螺纹按垂直投影法测量时,由延伸螺旋面遮挡造成的牙形角测量误差可达到1°以上。这一结果对牙形角测量而言是不容忽视的。

为了实现外螺纹的高效测量, 采用理论分析与实验验证对垂直投影测量方法进行了研究。解释了垂直投影测量法在外螺纹牙形测量过程中出现的牙形失真现象, 分析了牙形失真现象的产生原因和发生条件, 分别给出了普通三角螺纹和梯形螺纹牙形失真发生条件, 证明了采用垂直测量法进行普通三角螺纹测量不会发生牙形失真现象, 而梯形螺纹会发生牙形失真。通过用工具显微镜和影像测量仪对普通三角螺纹与梯形螺纹测量数据进行了对比。结果表明, 普通三角螺纹和管螺纹可适用垂直投影测量方法测量, 而梯形螺纹采用该方法测量会有较大的测量误差。这一结果对利用垂直投影测量方法实现外螺纹高效测量是有帮助的。