1 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北 武汉 430081
2 武汉科技大学机器人与智能系统研究院，湖北 武汉 430081
3 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081
语义地图能够帮助移动机器人更好地理解环境，改善定位性能。为了提高语义地图的精度，本文提出一种激光与视觉融合识别并构建语义地图的方法。首先对激光雷达击中点进行直线拟合，提取凸凹墙角信息；然后利用相机和电子罗盘进行墙角的方向性进行区分，得到丰富的墙角类别信息；接着利用墙角信息对柜式物体进行误识别去除，融合激光深度信息，得到更加精确的物体语义信息；最后利用贝叶斯估计增量式地构建语义地图，消除语义栅格重叠构建的问题。通过仿真环境以及真实环境下的实验验证了该方法的有效性，同时利用语义地图进行重定位实验验证了该语义地图能有效改善定位性能。
遥感 直线拟合 墙角类别 贝叶斯估计 语义地图 重定位 中国激光
2022, 49(18): 1810003
1 桂林电子科技大学机电工程学院广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西 桂林 541004
2 深圳市艾贝特电子科技有限公司，广东 深圳 518000
在视觉测量中，为提高轴类零件尺寸测量的鲁棒性，基于平行线拟合提出了一种快速高精度的轴类零件几何尺寸视觉测量方法。平行性约束提高了该方法的抗噪能力，增强了工业测量装置对环境的适应性。首先基于模板匹配，快速找到了感兴趣区域（ROI）。然后根据Ransac算法，利用被测对象两边缘直线各自内点建立平行线方程组，并基于最小二乘法进行非线性优化，从而获取被测对象所占的像素数。在与传统算法进行对比的仿真实验中验证了所提方法的抗噪能力。最后，搭建了远心测量平台，对阶梯轴轴颈的几何尺寸进行测量，验证了所提方法的有效性与可行性。
机器视觉 平行线拟合 远心测量 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1015013
1 西南技术物理研究所，四川成都 610036
2 31401部队第80分队，内蒙古呼和浩特010000
3 中国电子科技集团公司第29研究所，四川成都610036
由于海天线检测在海天背景下的舰船目标检测与跟踪方面具有重要作用，提出了一种基于边缘灰度梯度门限分析和最小二乘直线拟合法的海天线检测方法。通过分析图像以及调整线性滤波器的步长来扩大海天线附近的灰度梯度差。采用门限分析法提取了边缘坐标，采用最小二乘直线拟合法提取了海天线，并利用MATLAB软件进行仿真验证。结果表明，本文算法可准确提取复杂背景下的海天线，且具有较好的适应性与实用性。
海天线检测 边缘检测 灰度门限 直线拟合 sea-sky-line detection edge detection grayscale threshold straight line fitting
1 南昌航空大学 图像处理与模式识别省重点实验室, 南昌 330063
2 中航通飞研究院有限公司, 广东 珠海 519040
为了实时、准确、自动地实现钢轨焊缝错边量检测, 提出一种钢轨焊缝错边的视觉检测方法。首先, 采用中值滤波法去除焊缝图像中的噪声; 其次, 采用最大类间方差法和扫描法, 实现轨边的粗定位, 采用多次最小二乘直线拟合法实现轨边的精定位, 去除奇异点, 提高边缘定位精度; 再次, 采集标定图像, 利用图像处理算法, 实现相机的自动标定; 最后, 根据错边的边缘信息和相机的标定结果, 实现错边量的检测。通过对60kg/m钢轨焊缝区域、非焊缝区域和标准件的检测实验, 验证了该方法具有精度高且稳定性好的优点, 可用于焊轨基地的焊缝错边自动在线检测。
钢轨焊缝 视觉检测 错边量 最小二乘直线拟合 rail welding joint visual inspection misalignment least squares line fitting
山东师范大学 物理与电子科学学院,山东 济南 250014
本文分别利用Gauss、Lorentz和Voigt函数对10 Pa背景气压下飞秒激光诱导Cu等离子体光谱进行了拟合分析,结果表明,光谱在150 ns内与Lorentz线型符合较好,200 ns后与Gauss线型符合较好, Voigt线型与实验谱线一直符合较好。本文还对等离子体的电子密度和温度进行了诊断,并给出了它们随时间的演化;由发射光谱强度的时空演化,推知了等离子体的空间分布;利用时间飞行谱(TOF)得出了等离子体初期沿垂直靶面的膨胀速度。
飞秒激光等离子体 谱线拟合 电子密度 电子温度 膨胀速度 femtosecond-laser-plasma Line fitting electron density electron temperature expansion velocity
1 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室， 安徽 合肥 230031
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所， 安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学， 安徽 合肥 230022
空间外差光谱仪采用窄带滤光片限制仪器光谱范围，避免光谱混叠。滤光片透过率曲线随入射光角度的变化导致准直系统出射光场呈现随波长变化的非均匀现象。对光场非均匀性机理进行理论推导，证实滤光片调制作用造成复原光谱中卷积了与波长相关的调制函数，导致单色光光谱半峰全宽随波长变化。根据理论公式并结合实验室空间外差光谱仪参数进行了仿真分析，表明光场存在短波下凹和长波上凸的滤光片调制效应。开展了实验室单色光扫描实验，实验测量结果与理论分析和仿真结果一致。提出了一种包络线拟合校正方法，仪器线型函数半峰全宽变化量由校正前的16.7%下降为0.2%，有效去除了滤光片调制函数对仪器线型函数的影响。
光学器件 光场非均匀性校正 包络线拟合 仪器线型函数 空间外差光谱仪 光学学报
2016, 36(11): 1123001
1 解放军信息工程大学信息系统工程学院, 河南 郑州 450002
2 北京大学重离子物理研究所, 北京 100871
针对双能计算机断层成像（DECT）图像重建算法中的非线性投影分解问题，提出一种基于等值线拟合的快速投影分解算法。建立高、低能投影线性近似的等值线拟合模型；基于泰勒级数展开，采用粗粒度正向计算、细粒度反向求解方法，获得高精度的解析解，生成等值线方程；将高、低能投影非线性联合求解问题转化为求解高、低能等值线的交点问题，从而实现双能投影的快速分解。实验结果表明，该方法避免了非线性迭代求解和投影查表匹配，在减小投影分解噪声波动的同时，显著提高了投影分解速度，与投影匹配方法相比分解速度提高约两个数量级。
X射线光学 投影分解 等值线拟合 双能计算机断层成像 泰勒级数展开
海天线检测是红外航拍图像的一项重要研究内容。深入探讨海天线检测问题，给出了一种实用的检测算法。首先，对获取的红外图像进行梯度运算，采用Ostu 阈值分割方法，获取海天边缘信息；然后根据Hough 变换原理，完成海天线的检测。此外，通过随机点采样提高了海天线检测的速率，通过多线段拟合提高了检测的准确率。实验结果表明，本算法可以准确、高效地检测出海天线，为下一步研究奠定了基础。
海天线 随机采样 Hough 变换 多线段拟合 sea-sky-line random sampling Hough transform multi-line fitting
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏省联合职业技术学院镇江分院, 江苏 镇江 212016
为了实现对树脂镜片的自动检测，建立了图像采集系统。对该系统所采用的设备参数及图像预处理、特征提取、疵病识别等算法进行了研究。首先根据镜片的尺寸和缺陷的检测精度等参数搭建了图像采集系统。其次，通过相机标定完成了图像拼接。然后，对图像进行预处理，提取了疵病的图像。最后，介绍了各种疵病的特征提取及分类算法。实验结果表明：所建系统的检测精度为0.02 mm，疵病种类的识别正确率为96.5%，基本满足镜片质量检测的分类准确、检测标准统一及检测速度快等要求。
图像处理 镜片检测 暗场成像法 同态滤波 直线拟合 激光与光电子学进展
2013, 50(11): 111201
针对红外图像中海天线的特点，提出一种基于图像分割的海天线提取方法。首先通过模板运算对图像进行预处理，以增强海天区域的图像梯度值，然后在竖直方向对图像进行分割，以定位局部海天线，最后用直线拟合法找出海天线位置。实验结果表明，该方法可以快速有效地检测出海天线位置，易于工程应用。
海天线 图像分割 直线拟合 sea-sky-line image division straight line fitting
