1 河北工业大学 机械工程学院，天津30040
2 河北工业大学 电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，天津300401
3 天津爱思达航天科技股份有限公司，天津00000
针对现有接触式测量方法装夹定位后只能测量一种或两种参数、检测效率低等问题，提出一种舵类结构件几何量误差和装配误差视觉检测方法。首先，利用计算机视觉系统获取舵轴和舵面区域图像，利用图像预处理技术去除图像畸变和噪声，为了更有效地提取舵类结构件边缘，分别采用Sobel算子、Scharr算子、Laplace算子和Canny算子对图像进行边缘检测以确定轮廓，实验对比发现Scharr算子处理后的舵轴图像边缘更清晰且无间断，Canny算子处理后的摇臂图像边缘比较清晰，因此选用Scharr算子提取舵轴图像边缘、Canny算子提取摇臂图像边缘。结合被测要素特点，采用霍夫直线和霍夫圆检测方法提取舵面边缘线特征、舵轴母线特征、摇臂圆轮廓特征；确定了舵芯对称度、舵轴垂直度、摇臂夹角的基准要素，构建了几何量误差检测目标函数，运用自适应遗传算法计算最优解；结合相机标定的内外参矩阵，得到舵芯对称度、舵轴垂直度、摇臂夹角的测量值。最后，研发了舵类结构件几何量误差和装配误差视觉检测软件，搭建了视觉检测实验平台，实现了几何量误差及装配角度误差快速检测功能。经过多次重复测量实验，对称度检测精度达到0.055 mm，垂直度检测精度达到0.225 mm，装配角度检测精度达到0.772°，完成单次检测耗时7 s。该方法不仅提高了几何量误差检测精度和检测效率，同时有助于提高舵类结构件成型-制造-在机检测的自动化和智能化水平。
舵类结构件 几何量误差 视觉检测 霍夫变换 air rudder geometric errors vision inspection hough transform
1 中国工程物理研究院 a.电子工程研究所
2 b.研究生院，四川绵阳 621999
针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题，将 Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合，提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用 Hough变换，从距离像图像中提取目标运动轨迹特征，校正距离走动并解速度模糊; 然后利用 MDCFT校正多普勒频率徙动，估计目标运动参数; 最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明，该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法，其抗噪声能力提升了约 17.6 dB; 即使雷达回波输入信噪比低至 -35 dB，该方法仍可精确估计目标运动参数，充分聚焦目标回波能量。
目标检测 运动参数估计 长时间积累 Hough变换 修正离散 Chirp-Fourier变换 target detection motion parameter estimation long-time coherent integration Hough Transform Modified Discrete Chirp-Fourier Transform 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 601
1 深圳技术大学 大数据与互联网学院,深圳 518118
2 深圳技术大学 中德智能制造学院,深圳 518118
3 深圳技术大学 新材料与新能源学院,深圳 518118
为了在被测物体部分被遮挡的情况下,仍能完整地测量出物体的表面形貌,提出了一种基于霍夫变换的多线结构光标记的光场3维成像系统。通过提取亚像素的条纹中心坐标进行投票,分析霍夫参数空间中的投票分布,设计了自适应范围投票和自适应窗口策略,无需对条纹级次编码也能够准确地确定对极平面图像中多根直线的参数。结果表明,该系统拟合平面的平均偏差为0.0096 mm,标准偏差为0.0074 mm,并利用光场成像中不同视角下物体的遮挡关系不一致,准确地恢复了被遮挡物体的完整表面形貌。这一结果对于解决3维测量过程中遮挡问题是有帮助的,该研究为获取完整和高效3维数据的测量方法提供了参考。
测量与计量 结构光场 霍夫变换 结构光 光场成像 measurement and metrology structured light field Hough transform structured light light field imaging
光学 精密工程
2023, 31(12): 1793
测向交叉定位思想简单, 所需测量信息少, 在无源定位领域被广泛应用。针对传统测向交叉定位算法难以解决未知目标数目的定位问题, 提出了一种基于网格密度峰值的测向交叉定位算法, 将网格划分和密度峰值聚类引入测向交叉定位中, 并结合Hough变换制定了一种挑选类簇中心的规则。仿真实验和实测数据实验结果表明, 在含有噪声的情况下, 该算法能够自动识别目标的数目和位置, 具有较强鲁棒性, 可适用于实际问题。
无源定位 测向交叉定位 网格划分 密度峰值聚类 Hough变换 passive positioning direction-finding cross positioning meshing density peak clustering Hough transform
合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
当自动对焦用于玻罗板线纹等方向性强的目标时，线纹方向的不确定性导致一些清晰度函数的鲁棒性降低甚至无法找到对焦位置。针对上述问题，通过Hough直线检测得到离焦线纹的角度，构建一种基于Hough变换的线纹清晰度评价函数，该函数的灰度算子垂直于线纹，对线纹方向变化具有较强的鲁棒性。为了比较线纹方向对清晰度函数性能的影响，对5组不同角度的线纹图像进行评价，得到清晰度曲线，并引入平缓区标准差等参数对曲线进行定量评定。实验结果表明，与传统的评价函数相比，基于Hough变换的评价函数的平缓区均值减小59.85%，标准差减小46.05%，对焦偏差减小92.63%，平均运行时间减少36.37%，镜头焦距的相对误差减小62.12%。
测量 自动对焦 清晰度评价 焦距测量 放大率法 Hough变换
1 西南石油大学电气信息学院，四川 成都 610500
2 西南石油大学机电工程学院，四川 成都 610500
3 中国石油西南油气田公司川西北气矿，四川 绵阳 621700
针对圆形目标的二维图像无法直接获取其中心三维坐标的问题，提出了一种基于随机Hough变换的圆心三维坐标提取的方法。随机Hough变换方法可对采集到的圆形目标图像快速地进行圆形中心特征点的检测定位，并根据双目视觉算法将获取到的特征点二维坐标进行立体匹配，最终得到圆形目标中心的三维坐标信息。所提方法主要用于石油钻井领域中智能化接单根作业的钻杆定位工作，针对钻杆接头图像定位的实验结果表明：相比于传统Hough变换方法，随机Hough变换方法检测的计算时间大大缩短，可以显著提高特征点检测效率；同时结合双目视觉算法能够准确提取圆形目标中心的三维坐标，且精度高、稳定性好。
图像处理 随机Hough变换 圆检测 双目视觉 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0810017
兰州大学 信息科学与工程学院 光电子与电磁信息研究所, 甘肃 兰州 730000
针对监控系统中由于摄像机与监控画面不垂直导致显示画面梯形畸变的问题, 提出一种自适应实时视频梯形矫正系统的硬件结构设计方案。首先, 对每帧画面依次进行灰度变换、边缘检测、形态学开运算等一系列预处理; 接着, 基于Hough变换提取画面中梯形畸变的轮廓; 然后, 根据梯形畸变轮廓确定四对映射点坐标, 并运用连接点法计算矫正参数; 最后, 运用灰度插值法得到矫正图像。整个过程利用流水线和乒乓缓存结构对算法进行了优化, 利用视频时序中的场消隐时间进行计算, 在大幅减少硬件资源消耗的同时提高了算法效率, 并在ALINX AX7103 FPGA硬件开发平台上加以实现。实验结果表明: 在视频分辨率为640×480、刷新率为60 Hz的情况下, 系统能够很好地矫正梯形畸变范围在±30°以内的监控画面, 矫正精度为1°, 基本满足监控系统的自适应性、实时性等要求。
梯形矫正 监控系统 Hough变换 FPGA芯片 trapezoidal correction monitoring system Hough transform FPGA chip
1 桂林电子科技大学信息与通信学院，广西 桂林 541004
2 桂林电子科技大学信息科技学院，广西 桂林 541004
针对micro electro mechanical system （MEMS）激光雷达与相机标定外参误差大的问题，提出了一种基于标定板关键点的外参标定方法。首先对多帧点云进行叠加预处理，然后基于Hough变换拟合标定板的边缘直线以确定关键点，最后设立关键点及法向量对应的约束条件，利用点面对应算法求出优化的标定外参。实验结果表明，所提方法可精确提取关键点，使得标定外参的平均误差相比现有的外参标定方法更低，提高了标定外参的精度。
遥感 激光雷达 Hough变换 关键点 外参标定 激光与光电子学进展
2022, 59(4): 0428001
1 湖北汽车工业学院数理与光电工程学院，湖北 十堰 442002
2 信息工程大学信息系统工程学院，河南 郑州 450001
针对目前钢珠类球形部件的直径和圆度测量系统较为复杂、测量仪器成本较高等问题，提出一种基于菲涅耳衍射测量钢珠直径和圆度误差的方法。利用圆点标定板校准圆球菲涅耳衍射的峰值点和投影边缘的关系，根据光强分布曲线测量钢珠直径及圆度误差。实验结果表明，在不考虑钢珠表面的漫反射及散射的情况下，对直径为毫米级别的钢珠进行测量时，其直径和圆度误差的测量不确定度分别在0.0031 mm（置信水平95%）和0.0046 mm（置信水平95%）以内。该测量系统的组成简单，无需额外的光学系统，且成本较低。
测量 菲涅耳衍射 梯度Hough变换 直径测量 圆度误差 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0126003
