1 南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016
2 中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西 西安 710089
针对批量化零件的自动化高效视觉检测需求，传统的先视点再路径的单独规划方法容易导致检测效率陷入局部最优。为此，本文提出一种视点与路径多目标整体规划方法，将视点和路径规划问题建模为一个组合优化问题进行多目标优化，旨在全局寻求检测效率最优解。该方法基于表面曲率对视点进行自适应冗余采样，构造兼顾质量与多样性的采样视点集。针对视点覆盖率与检测时间成本两个优化目标，提出基于约束的非支配排序遗传算法（C-NSGA-Ⅱ）进行优化，快速得到满足最小覆盖率的全局最优解，从而实现视点与路径的整体规划，最小化检测时间成本。仿真实验结果表明，该方法相比于简化为单目标优化问题的整体规划方法，运算效率提升90%左右；与传统的单独规划方法相比，视觉检测时间成本有效缩短10.52%以上。最后通过机器人视觉检测应用验证了本文方法的有效性与优越性。
视点规划 覆盖路径规划 自动化视觉检测 多目标规划 非支配排序遗传算法
东华理工大学机械与电子工程学院, 南昌 330000
针对基于Census变换的立体匹配算法匹配精度不理想、易受噪声干扰的问题, 提出一种自适应窗口结合改进Census变换的方法。通过自适应选择变换窗口大小, 并在Census变换中引入噪声容限参数, 且将其改进Census代价与RGB颜色差值代价加权融合, 再采用四路径代价聚合策略完成初始代价聚合, 最后用WTA算法计算初始视差后通过后处理优化得到最终视差。实验结果表明所提算法误匹配率较低, 抗噪性能有较好提升。
视觉检测 立体匹配 自适应窗口 Census变换 代价融合 visual inspection stereo matching adaptive window Census transformation cost fusion
1 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所天文光谱和高分辨成像技术研究室，江苏 南京 210042
2 中国科学院大学天文与空间科学学院，北京 100049
针对透明光学元件特征不明显以及机器视觉难以进行大视场、高精度尺寸测量的问题，提出一种基于亚像素图像拼接的视觉测量方案。该方案对相机坐标系与世界坐标系间的旋转角进行标定，获得精确的尺度因子与图像预匹配结果；图像坐标系旋转角校正后小于；通过添加网格背景实现透明元件特征匹配。所提基于滑动窗口预匹配、随机采样一致性筛选最佳偏移向量的配准算法，使图像拼接精度达到0.05 pixel，较已有研究明显提升。将该方案应用于透明光学元件视觉检测系统中，在移动精度仅为0.02 mm的条件下，获得了平均误差为0.12 pixel的图像拼接结果，实现了透明光学元件的大视场、高精度尺寸测量。
机器视觉 视觉检测 透明光学元件 校正 亚像素 图像拼接 随机采样一致性 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0615004
1 厦门理工学院，厦门市智能制造高端装备研究重点实验室，福建 厦门 361024
2 厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建 厦门 361024
激光清洗为工业清洗提供了优选方案，然而激光清洗机制是高度非线性的物理过程，造成激光清洗的检测困难。试验通过工艺分析与视觉图像分析激光除漆过程，建立了完备标准化的激光除漆图像数据集，采用卷积神经网络框架，优化深度残差网络以适用于除漆多类别分类的检测任务，在测试样本判别上实现了98.75%的准确率。证明了卷积神经网络在除漆判别任务上的泛用性，具有潜在的研究意义与实用价值。
图像处理 激光清洗 视觉检测 深度学习 image processing laser cleaning visual inspection deep learning
1 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京 100124
2 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室，河南 洛阳 471003
相对于接触式测量，机器视觉检测这种非接触式测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点，在齿轮检测领域得到越来越广泛的应用。近十年来出现了影像仪、闪测仪、CVGM仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器，它们既可以实现齿轮综合式测量，又可以实现齿轮分析式测量。回顾了齿轮视觉检测仪器的发展历程和特点，分析了齿轮视觉检测中边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等算法的研究和应用进展，总结了机器视觉在齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面的技术发展，并指明了齿轮视觉检测仪器与技术的发展前景。
机器视觉 齿轮测量 齿轮视觉检测仪器 齿轮精度测量 齿轮缺陷检测 激光与光电子学进展
2022, 59(14): 1415006
湖北航鹏化学动力科技有限责任公司，湖北 襄阳 441000
为了验证激光焊接满足发生器壳体连接要求，开发了光纤激光焊接试验系统，采用2 500 W激光器和LDD激光焊接全过程监测系统优化了安全气囊气体发生器壳体焊接工艺。进行了高强度低合金碳钢发生器壳体水爆压力试验和视觉检测试验研究，结果表明：当激光功率为1 400~1 500 W时，DAB5系列气体发生器壳体的水爆压力值达到66 MPa，壳体有开裂现象，焊接强度大于60 MPa，熔深在2~3 mm内，焊缝偏心距为0~0.2 mm，有效熔宽为0.5~0.8 mm，均满足指标要求。
发生器壳体 激光焊接 水爆压力试验 视觉检测试验 焊接强度 generator shell laser welding LDD LDD water burst pressure test visual inspection test welding strength
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
气泡缺陷检测作为评估微晶玻璃材料性能的重要环节, 可指导微晶玻璃原坯切割与再加工, 充分发挥其稳定的光学特性。针对环形光源照射微晶玻璃圆柱试样时, 视场背景亮度不均匀且微晶玻璃外周边界被增亮的问题, 提出了一种基于灰度及几何特征的微晶玻璃气泡检测算法。算法先根据图像局部灰度特征利用Canny边缘检测算子获取疑似气泡轮廓, 再基于气泡几何特征剔除微晶玻璃外周边界的虚假目标获得真实气泡缺陷信息。实验结果表明该算法能有效提取气泡缺陷, 提高气泡缺陷检测准确率。
微晶玻璃 视觉检测 图像处理 灰度和几何特征 glass-ceramic visual inspection image processing grayscale and geometric features
华中科技大学 机械科学与工程学院 精密仪器国家重点实验室，湖北 武汉 430074
介绍了一种基于计算机视觉检测光学镜片外观瑕疵的方法。该方法主要针对麻点、划痕、毛刺和破边等瑕疵，并根据瑕疵在侧面光源作用下发生漫反射，产生亮光斑或亮光带的原理，开发了基于反射检测法的瑕疵检测装置，检测装置的工作节拍不超过5 s/片。创新使用了黑体作为暗背景，提高了瑕疵的对比度。视觉检测中利用了总面积检测法来检测镜片表面的麻点和划痕，利用边缘毛刺检测法来检测镜片边缘的毛刺和破边。在试验中检测了53块直径10 mm的镜片，准确率达到100%。最后给出了基于31万像素CCD的检测结果，其中OK镜片总瑕疵量≤100 pixel，最高灰度值≤80，麻点和划痕镜片的总瑕疵量介于200 pixel～600 pixel之间，最高灰度值≤210，毛刺/破边镜片总瑕疵量≤100 pixel，最高灰度值介于200～255之间，可见麻点镜片和划痕镜片的总瑕疵量明显比毛刺/破边镜片和OK镜片高。
光学镜片 瑕疵 外观检测 视觉检测 optical glasses flaws surface inspection visual inspection
1 天津工业大学 电工电能新技术天津市重点实验室, 天津 300387
2 天津职业技术师范大学 机械工程学院, 天津 300222
3 天津电子信息职业技术学院 数字艺术系, 天津 300350
4 澳大利亚伍伦贡大学 计算机、电气工程与通信工程学院, 澳大利亚 2500
实现了一种基于数字信号处理技术的高精度轮廓线激光视觉检测装置。激光视觉检测装置采用了蓝色激光光学系统, 以DSP芯片为核心对采集到的数字信号进行处理和分析; 取样速度达1.28×107点/s。利用所述激光装置和气浮运动平台, 实现了对SOP和QFP芯片引脚等小型电子部件高精度检测。所述激光装置可应用于生产线或设备上移动的产品, 如黑色和光泽表面的轴承、木材或者石膏等的准确测量。
数字信号处理技术 轮廓 视觉检测 气浮运动平台 芯片引脚 digital signal processing outline visual inspection air floating platform slug education
