1 大连理工大学 汽车工程学院 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 辽宁大连6024
2 大连理工大学 宁波研究院,浙江宁波315000
3 比亚迪汽车工业有限公司,广东深圳518118
为了进一步提高自动驾驶感应模块中激光雷达点云地面分割算法的分割精度,提出一种基于种子点距离阈值和路面波动加权幅值自适应的地面点云分割算法。该算法在极坐标栅格地图划分的基础上,将种子点的选取判断阈值与二维平面的水平距离特征相关联,通过点云间的水平距离变化控制种子点集的更新;在道路模型拟合过程中,为解决斜坡路面模型更新停滞问题引入坡度连续性判断准则,根据路面波动加权幅值的变化建立点云的分割阈值方程,最终实现关于点云距离特征的自适应阈值分割。对开源数据集Semantic KITTI进行点云二分类数据处理,并在此基础上测试算法性能。实验结果表明:与现有算法相比,本文所述地面分割算法的精确率和召回率均提升了2%~4%,具有较高的准确性。
点云 地面分割 种子点距离 自适应阈值分割 point cloud ground segmentation seed points distance adaptive threshold segmentation 光学 精密工程
2023, 31(17): 2564
西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西 西安 710121
Shannon定义的信息熵是一种度量信息不确定性的方式,Onicescu定义的信息能量是一种度量信息确定性的方式,信息能量与Shannon熵呈现一种对偶关系。累积剩余熵是使用累积分布函数替换Shannon熵的概率分布函数来度量信息不确定性的方式,基于此,提出一种新的度量信息确定性的方式——累积剩余信息能量,并将累积剩余信息能量应用于图像的阈值分割。为了克服累积剩余信息能量自身存在的计算复杂、效率低的缺点,使用递归算法提升图像阈值分割的运行速度。与经典的最大熵阈值法等相关阈值分割法的对比实验结果表明,所提方法对于自然图像与细胞血涂片图像分割均具有一定的优越性。
图像处理 信息能量 信息熵 累积剩余信息能量 阈值分割 图像分割 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1610004
1 广东工业大学 机电工程学院, 广州 510006
2 北京大学 微纳电子学研究院, 北京 100871
3 广东工业大学 计算机学院, 广州 510006
为了提高半导体激光加工中激光光斑中心定位精度, 根据皮秒超短脉冲激光辐照单晶硅后产生的光斑图像灰度分布特点, 提出了一种基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法, 通过模拟激光光斑仿真分析和单晶硅刻蚀实验, 对比研究了不同辐照时间与不同激光功率条件下该算法与传统算法的定位精度。结果表明, 在辐照时间不同的条件下, 该算法定位精度达到0.761 μm, 比灰度重心法提高51.3%, 比最大行列灰度值法提高93.9%; 在激光功率不同条件下, 该算法的定位精度达到0.793 μm, 比灰度重心法提高73.4%, 比最大行列灰度值法提高86.8%。此研究可为皮秒超短脉冲激光光斑中心定位控制系统的设计提供指导。
图像处理 中心定位 灰度直方图 激光光斑 阈值分割 image processing center positioning gray histogram laser spot threshold segmentation
1 中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程中心,江苏 徐州 221116
为了在复杂的运动模糊情况下快速提取光条中心,提出了一种新的结构光光条中心快速提取算法。通过分析线结构光运动成像模糊的原因和图像中光条截面的灰度值分布规律,设计了基于理论光条成像宽度的P-tile阈值分割算法,以解决运动模糊情况下光条成像宽度不一、亮度无规则变化引起的光条区域提取困难问题。根据光条图像的特点,通过改进的区域生长算法提高光条定位速度,根据光条截面的灰度值分布特点提取结构光光条中心。实验结果表明,在运动模糊情况下,改进的P-tile阈值分割算法具有精度高、速度快的优点,相比极值法、大津法能更好地分割出有效光条区域,在结构光工业高速测量领域具有实用价值。
测量与计量 线结构光 运动模糊 中心提取 阈值分割 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0112002
南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 210016
针对连接器表面裂纹人工检测操作繁琐、效率低的问题,提出一种基于机器视觉的连接器表面裂纹智能检测方法。首先,利用基于随机采样一致性的直线拟合方法对待检测区域下边界进行拟合,以定位待检区域和边界。其中,基于单一尺度的形态学运算方法无法有效提取到裂纹区域,根据裂纹特点,提出一种基于多尺度形态学运算的裂纹提取方法,对比实验结果表明,该方法具有良好效果,实现了对裂纹区域的粗提取。再根据裂纹结构特征,提出一种自适应阈值分割方法完成对裂纹区域的分割。最后,通过Blob分析统计目标连通域的位置信息及目标区域的灰度响应强度,完成对真伪裂纹的判别。所提方法最终实现对连接器表面裂纹的实时在线检测,检测准确率可达97.1%。
图像处理 裂纹检测 灰度形态学 阈值分割 Blob分析 激光与光电子学进展
2022, 59(14): 1415015
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院,西安 710048
2 西安理工大学 国际工学院,西安 710054
以提高通信链路的稳定性为目标,针对传统算法如形心法、质心法等在大气激光通信中定位稳定性较差的问题,提出了一种滑动加权质心定位算法。改进了自适应阈值分割方法,提高光斑定位的精度;对光斑进行去背景噪声处理和中心噪声补偿,最大程度保留光斑有效灰度范围;通过非线性权重质心定位算法进行粗定位,加入滑动补偿机制后实现光斑中心的精定位。对该方法进行了理论及实验验证,结果显示,相比于传统的形心法、质心法、非线性权重质心定位法,本文提出的滑动加权质心定位算法对连续光斑中心的定位步长有不同程度的减小,理论结果最大可以减小21.5%,实验结果最大可以减小11.7%;且在同等面积的光斑中心掩膜内像素总强度更高、综合定位效果更好。
大气湍流 阈值分割 定位精度 畸变光斑 图像处理 Atmospheric turbulence Threshold segmentation Position accuracy Warped spot Image processing