一种改进型Canny边缘检测算法 被引量：76

1

作者 余洪山 王耀南 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第20期27-29,共3页

边缘检测是提取图像特征的首要条件。文章提出了一种改进型Canny边缘检测算法。首先在边缘梯度计算时,将二维滤波模板分解为两个一维滤波模板,实现并行处理,提高运算速度;引入双阈值法则同时保证图像中强边缘点和弱边缘点的提取,并基于... 边缘检测是提取图像特征的首要条件。文章提出了一种改进型Canny边缘检测算法。首先在边缘梯度计算时,将二维滤波模板分解为两个一维滤波模板,实现并行处理,提高运算速度;引入双阈值法则同时保证图像中强边缘点和弱边缘点的提取,并基于非局部最大值抑制原理检测边缘点,大大提高了边缘检测的精度和准确度;最后采用形态学算子实现对检测边缘进行细化处理,实现了单像素级细化边缘提取。实验结果表明,该算法在保证实时性的同时,具有很好的检测精度和准确度。 展开更多

关键词 边缘检侧 CANNY算子 边缘细化 自适应阈值 非极值抑制

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未知环境下移动机器人同步地图创建与定位研究进展 被引量：27

2

作者 王耀南 余洪山 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期57-65,共9页

移动机器人同步地图创建与定位(SLAM)是移动机器人的核心研究课题.本文对SLAM的最新研究进展和关键技术进行了综述;并从地图创建模型、计算复杂度和算法鲁棒性等方面对现有方法进行了对比分析.最后总结分析了SLAM研究存在的难题,探讨了... 移动机器人同步地图创建与定位(SLAM)是移动机器人的核心研究课题.本文对SLAM的最新研究进展和关键技术进行了综述;并从地图创建模型、计算复杂度和算法鲁棒性等方面对现有方法进行了对比分析.最后总结分析了SLAM研究存在的难题,探讨了今后的发展方向. 展开更多

关键词 移动机器人地图创建 移动机器人定位 卡尔曼滤波器 EM算法 粒子滤波器

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基于粒子滤波器的移动机器人定位和地图创建研究进展 被引量：14

3

作者 余洪山 王耀南 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期281-289,297,共10页

首先,对粒子滤波器的原理和研究进展进行了综述.然后,介绍了基于粒子滤波器的移动机器人定位研究进展.其次,给出了粒子滤波器在移动机器人地图创建领域的最新成果.最后,对粒子滤波器在移动机器人研究领域的未来发展方向进行了展望.

关键词 粒子滤波器 蒙特卡洛定位 移动机器人地图创建 移动机器人定位 移动机器人同步地图创建和定位

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一种新型智能图像监控系统 被引量：10

4

作者 余洪山 王耀南 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2002年第6期529-533,共5页

针对目前流行的图像监控系统的缺陷 ,本论文研制开发了一种新型智能图像监控系统 .该系统实现了监控场景的自动光圈调整和自动聚焦 ;并能够实时检测、定位监控场景中的特定颜色目标 ;能够自动检测跟踪运动目标 ,并解决了运动目标检测中... 针对目前流行的图像监控系统的缺陷 ,本论文研制开发了一种新型智能图像监控系统 .该系统实现了监控场景的自动光圈调整和自动聚焦 ;并能够实时检测、定位监控场景中的特定颜色目标 ;能够自动检测跟踪运动目标 ,并解决了运动目标检测中图像刷新率问题 ,极大提高了监控系统的智能化和自动化程度 .实践证明 ,系统工作性能良好 . 展开更多

关键词 智能图像 监控系统 图像处理分析 目标识别跟踪 自动聚集 自动光圈 计算机

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基于蒙特卡罗方法的除冰机器人作业空间边界提取 被引量：18

5

作者 印峰 王耀南 余洪山 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期891-896,共6页

设计了一种输电线路除冰机器人的机械结构,分析了该机构的作业空间问题.在计算过程中,引入MonteCarlo方法得到了机器人操作臂的工作空间.采用该方法可避免对机器人运动方程的求逆解计算,极大地简化了计算过程.分析并指出传统的机器人工... 设计了一种输电线路除冰机器人的机械结构,分析了该机构的作业空间问题.在计算过程中,引入MonteCarlo方法得到了机器人操作臂的工作空间.采用该方法可避免对机器人运动方程的求逆解计算,极大地简化了计算过程.分析并指出传统的机器人工作空间边界提取方法精度有限,且存在理论上的缺陷;提出了一种新的基于局部点象限分布的边界点提取方法,文中给出的算例表明,该方法不仅精度高,并且非常适合于处理机器人工作空间边界问题. 展开更多

关键词 输电线 除冰机器人 工作空间 蒙特卡罗方法

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融合改进SuperPoint网络的鲁棒单目视觉惯性SLAM 被引量：16

6

作者 余洪山 郭丰 +2 位作者 郭林峰 王佳龙 付强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期116-126,共11页

单目视觉惯性SLAM系统通过追踪人工设计的点特征来恢复位姿,如Shi-Tomasi, FAST等。然而光照或视角变化等挑战性场景中人工特征提取鲁棒性差,易导致位姿计算精度低甚至失败。启发于SuperPoint网络在特征提取的强鲁棒性,提出一种基于改进... 单目视觉惯性SLAM系统通过追踪人工设计的点特征来恢复位姿,如Shi-Tomasi, FAST等。然而光照或视角变化等挑战性场景中人工特征提取鲁棒性差,易导致位姿计算精度低甚至失败。启发于SuperPoint网络在特征提取的强鲁棒性,提出一种基于改进SuperPoint网络的单目VINS系统—CNN-VINS,旨在提升挑战性环境下VINS系统的鲁棒性。主要贡献包括:提出改进SuperPoint特征提取网络,通过动态调整检测阈值实现图像特征点均匀检测和描述,构建鲁棒精确的特征关联信息;将改进SuperPoint特征点提取网络与VINS系统的后端非线性优化、闭环检测模块融合,提出一个完整的单目视觉惯性SLAM系统;对网络的编码层和损失函数优化调整,并验证网络编码层对VINS系统定位精度的影响。在公共评测数据集EuRoc实验结果表明,相比国际公认的VINS-Mono系统,所提系统在光照剧烈变化的挑战性场景中定位精度提升15%;对光照变化缓慢的简单场景,绝对轨迹误差均值保持在0.067~0.069 m。 展开更多

关键词 单目视觉惯性系统 特征提取网络 同时定位与建图 位姿估计 特征编码

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基于神经网络的非完整移动机器人鲁棒跟踪控制 被引量：12

7

作者 彭金柱 王耀南 余洪山 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期823-827,共5页

针对受非完整条件约束的移动机器人存在的高度非线性、不确定性和外部干扰,提出了一种基于神经网络的鲁棒跟踪控制策略。该控制策略能够对系统中的未知的不确定性和干扰进行补偿。基于Lyapunov方法对控制系统进行设计,保证了系统的稳定... 针对受非完整条件约束的移动机器人存在的高度非线性、不确定性和外部干扰,提出了一种基于神经网络的鲁棒跟踪控制策略。该控制策略能够对系统中的未知的不确定性和干扰进行补偿。基于Lyapunov方法对控制系统进行设计,保证了系统的稳定性,改善了系统的动态性能。速度跟踪误差、神经网络权值误差和边界估计误差全局有界。仿真实验表明,该控制方法具有很强的鲁棒性和自适应能力。 展开更多

关键词 非完整约束 移动机器人 神经网络 LYAPUNOV函数

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主动立体双目视觉平台的设计与实现 被引量：5

8

作者 余洪山 王耀南 《工业仪表与自动化装置》 2004年第1期61-63,38,共4页

　提出了一种高精度立体双目视觉平台的设计方法。文章给出了立体视觉平台的设计原理,详细讨论了立体视觉平台中控制电机的选取和基线选择问题,并给出了实际解决方案。文章最后给出立体视觉系统常用的摄像机定标和立体视觉匹配方案。

关键词 自由度 立体视觉平台 基线 摄像机定标 立体匹配 机器人

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大输液中可见异物智能在线检测系统设计 被引量：11

9

作者 鲁娟 王耀南 +1 位作者 余洪山 周博文 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第12期1802-1805,共4页

设计了基于机器视觉的智能大输液异物在线检测系统,该系统可以实现灌装后大输液瓶中杂质的检测;研究了该检测系统的基本构成,工作原理以及一些关键图像处理技术;该检测系统采用特殊的硬件检测平台,让杂质与瓶身作相对运动,再利用精密的... 设计了基于机器视觉的智能大输液异物在线检测系统,该系统可以实现灌装后大输液瓶中杂质的检测;研究了该检测系统的基本构成,工作原理以及一些关键图像处理技术;该检测系统采用特殊的硬件检测平台,让杂质与瓶身作相对运动,再利用精密的光学成像系统获取运动异物的序列图像,最后通过图像预处理、运动目标提取、运动目标分割和图像识别与判断这四个步骤完成对异物的检测;实验表明该系统可快速的检测出大输液溶液中所含的多种杂质.准确度高,实时性强。 展开更多

关键词 机器视觉 运动目标检测 质量检测 大输液 医药生产线

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基于视觉映射的三维相机信息可视化改善方法 被引量：11

10

作者 赵科 余洪山 +2 位作者 王耀南 朱江 万琴 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第6期529-534,共6页

针对TOF相机三维信息可视化中的突变、拉伸、毛刺等的问题,提出了一种基于仿人视觉映射的TOF相机三维数据信息可视化效果改善处理方法。方法首先研究分析了TOF三维相机和人类视觉系统感知原理,探寻突变、拉伸和毛刺现象的原因。在此基础... 针对TOF相机三维信息可视化中的突变、拉伸、毛刺等的问题,提出了一种基于仿人视觉映射的TOF相机三维数据信息可视化效果改善处理方法。方法首先研究分析了TOF三维相机和人类视觉系统感知原理,探寻突变、拉伸和毛刺现象的原因。在此基础上,提出了将TOF三维信息的锥形区域显示映射为人类视觉系统平行光模式的视觉映射模型,通过该映射处理达到逼近人类视觉的效果。该算法对多个不同场景进行了实验验证分析,结果表明该方法有效解决了三维显示中的变形和异常问题,有效改善了三维视觉可视化效果,并保持了三维目标的良好空间连续性。 展开更多

关键词 TOF相机 三维可视化 视觉映射 人类视觉模型 深度图像

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基于属性关系图优化匹配的多运动目标跟踪 被引量：9

11

作者 万琴 王耀南 +1 位作者 余洪山 林国汉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期608-613,共6页

针对复杂监控场景中往往无法准确检测前景目标,导致难以有效跟踪目标的问题,提出了一种基于属性关系图优化匹配的多运动目标跟踪方法,将目标跟踪问题转化为前景目标跟踪标记的优化问题,实现多运动目标跟踪。将前景区域按颜色、空间特征... 针对复杂监控场景中往往无法准确检测前景目标,导致难以有效跟踪目标的问题,提出了一种基于属性关系图优化匹配的多运动目标跟踪方法,将目标跟踪问题转化为前景目标跟踪标记的优化问题,实现多运动目标跟踪。将前景区域按颜色、空间特征一致性划分为多个碎片;采用属性关系图描述目标模型,分析计算出属性关系图外观模型的属性相似度;提出通过概率松弛法计算目标函数并采用遗传算法进行优化匹配,得到前景碎片最优的跟踪标记,从而完成多目标跟踪。在多个监控视频上的实验结果表明,本方法能大大提高跟踪性能,实现复杂监控场景中的多目标跟踪。 展开更多

关键词 视频监控 多目标跟踪 外观模型 属性关系图 概率松弛法

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仿人多自由度立体双目视觉导航系统的研究与开发 被引量：7

12

作者 余洪山 王耀南 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期62-65,93,共5页

基于人类视觉系统原理,设计了仿人多自由度的立体双目视觉导航系统.首先给出了立体双目视觉导航系统的设计原理,然后详细讨论了仿人多自由度立体双目视觉装置的设计.该装置可同时实现水平旋转、俯仰、左右摄像机聚散度调整4个自由度伺... 基于人类视觉系统原理,设计了仿人多自由度的立体双目视觉导航系统.首先给出了立体双目视觉导航系统的设计原理,然后详细讨论了仿人多自由度立体双目视觉装置的设计.该装置可同时实现水平旋转、俯仰、左右摄像机聚散度调整4个自由度伺服控制,并可实时在线调整摄像机参数.针对自由度控制电机及其驱动控制、摄像机同步控制、摄像机参数控制、基线长度选择等进行了优化设计.系统在Pioneer-2DXE移动机器人的实际应用验证了本设计方案的可行性和有效性. 展开更多

关键词 立体视觉平台 视觉导航 运动控制器 基线 移动机器人

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未知环境下移动机器人自主感知斜坡地形方法 被引量：7

13

作者 朱江 王耀南 +2 位作者 余洪山 王文格 许海霞 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1916-1920,共5页

环境感知是实现移动机器人自主导航的基础与根本保证。为了正确感知斜坡地形,分析了其描述模型。根据移动机器人从不同位置观测斜坡时深度信息的变化趋势,确定移动机器人观测斜坡的方向。在此基础上,提出了应用径向基(RBF)神经网络强非... 环境感知是实现移动机器人自主导航的基础与根本保证。为了正确感知斜坡地形,分析了其描述模型。根据移动机器人从不同位置观测斜坡时深度信息的变化趋势,确定移动机器人观测斜坡的方向。在此基础上,提出了应用径向基(RBF)神经网络强非线性逼近能力估算地形坡度值的新方法。实验结果表明,所提出的算法能满足移动机器人感知斜坡地形的要求,同时算法具有简单、准确、鲁棒性强的优点。 展开更多

关键词 移动机器人 环境感知 斜坡地形 RBF神经网络

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一种分层并行迭代式链码跟踪直线提取算法 被引量：4

14

作者 陈玉梅 余洪山 贺攀峰 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2006年第2期94-97,共4页

提出了一种分层并行迭代式链码跟踪直线提取方法.该方法首先基于分层并行结构,将图像按层次分割成若干独立的半径逐级递增的子区域;在第一层的处理中,基于现有链码跟踪法,在跟踪起始点的选择、链码跟踪处理、直线段提取等方面进行了相... 提出了一种分层并行迭代式链码跟踪直线提取方法.该方法首先基于分层并行结构,将图像按层次分割成若干独立的半径逐级递增的子区域;在第一层的处理中,基于现有链码跟踪法,在跟踪起始点的选择、链码跟踪处理、直线段提取等方面进行了相应改进,并行实现各子区域线段的提取;在较高层子区域,根据包含的次级子区域的直线段信息,引入四类非重叠窗口标记处理,进行连接与合并的高效迭代处理,实现图像直线段的获取.该方法具有很好的实时性和检测精度,并且保持了直线的端点、长度等信息.实验结果证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 直线检测 链码跟踪 HOUGH变换 并行层次结构 遮代处理

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基于三维视觉系统的多运动目标跟踪方法综述 被引量：6

15

作者 万琴 余洪山 +1 位作者 吴迪 林国汉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第19期33-39,共7页

多运动目标跟踪是智能视觉监控系统中的关键性的亟待解决的问题,采用二维视觉特征跟踪会在目标相互遮挡时丢失目标特征造成跟踪困难,近年来三维视觉跟踪系统越来越成为热点,利用三维特征能在多目标相互遮挡时更好地识别、跟踪目标,实现... 多运动目标跟踪是智能视觉监控系统中的关键性的亟待解决的问题,采用二维视觉特征跟踪会在目标相互遮挡时丢失目标特征造成跟踪困难,近年来三维视觉跟踪系统越来越成为热点,利用三维特征能在多目标相互遮挡时更好地识别、跟踪目标,实现多目标遮挡时的精确跟踪,从而全面提高智能视觉监控系统的精确性。总结了近年来基于三维视觉系统的多运动目标跟踪方法,根据采用的不同三维视觉系统分为三类,将每类中具有代表性的方法进行了论述,分析了各典型方法的优缺点,最后提出了进一步研究的主要发展内容和趋势。 展开更多

关键词 多目标跟踪 视频监控 三维视觉建模

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一种基于学习向量量化神经网络的图象分割方法 被引量：2

16

作者 况菲 王耀南 +1 位作者 余洪山 万琴 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第14期34-36,共3页

基于视觉传感器实现道路信息的理解是目前移动机器人自主导航的重要研究方向,其中道路图象的正确分割是提取有效路径信息的关键。该文针对复杂、干扰因素多的室外环境下传统方法难以实现道路图象正确分割的问题,提出了一种基于LV Q神经... 基于视觉传感器实现道路信息的理解是目前移动机器人自主导航的重要研究方向,其中道路图象的正确分割是提取有效路径信息的关键。该文针对复杂、干扰因素多的室外环境下传统方法难以实现道路图象正确分割的问题,提出了一种基于LV Q神经网络的道路图象分割方法。该方法通过选取道路图象的归一化色彩分量为特征向量,应用基于LV Q学习算法的神经网络分类器进行道路与非道路识别;为解决环境噪声对神经网络输出的影响,本文设计了串行级联式四阶形态滤波器实现对神经网络输出的分割图象的滤波处理。通过对实测图象进行分割处理验证了该方法的有效性和鲁棒性,可用于室外环境下机器人的实时视觉导航控制。 展开更多

关键词 图象分割 神经网络 学习向量量化 形态学滤波 视觉导航

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一种基于树结构的立体图像特征提取算法 被引量：3

17

作者 余洪山 王耀南 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2004年第10期78-81,共4页

针对立体图像匹配中的特征检测问题,提出了一种基于树结构的立体图像中边缘点、直线段、交点和凸多边形区域等特征的检测方案。该方法首先基于改进的Canny算子实现立体图像边缘的检测;基于立体图像的边缘梯度信息,文中提出一种分层并行... 针对立体图像匹配中的特征检测问题,提出了一种基于树结构的立体图像中边缘点、直线段、交点和凸多边形区域等特征的检测方案。该方法首先基于改进的Canny算子实现立体图像边缘的检测;基于立体图像的边缘梯度信息,文中提出一种分层并行式迭代式链码跟踪方法实现图像中直线段的检测;为提高检测速度并有利于凸多边形区域特征的检测,基于凸多边形区域的几何定义,通过提取直线段交点并采用树结构实现对已检测的相关直线段信息的遍历处理,最终得到树结构表示的凸多边形区域特征。实验证明,所提方法在结构化环境具有很好的检测精度和实时性。 展开更多

关键词 树 边缘检测 直线段检测 区域检测 立体匹配

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大型冷凝设备水下智能清洗机器人的研制 被引量：3

18

作者 朱江 王耀南 +2 位作者 余洪山 许海霞 刘理 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第15期1830-1835,共6页

针对电厂120MW以上容量机组的大型冷凝设备污垢在线清洗,研发了一种清洗机器人。根据冷凝水室的工作环境,对机器人的行走机构、供水管道和机械臂的传动机构作了针对性设计,并研制了样机。采用基于视觉伺服的方法,实现了冷凝管口的自主... 针对电厂120MW以上容量机组的大型冷凝设备污垢在线清洗,研发了一种清洗机器人。根据冷凝水室的工作环境,对机器人的行走机构、供水管道和机械臂的传动机构作了针对性设计,并研制了样机。采用基于视觉伺服的方法,实现了冷凝管口的自主定位控制。经实验测试,机器人的性能指标基本满足大型冷凝设备清洗自动化的需求,可推广应用于电力、化工、制药等行业,对促进大规模安全生产、节能降耗有重大的意义。 展开更多

关键词 冷凝器污垢 清洗机器人 机构 水下

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基于MR和PET成像的轻度阿尔茨海默病分类方法 被引量：3

19

作者 朱旭艳 余洪山 +2 位作者 赵科 隆晓菁 陈书中 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第9期850-858,共9页

提出了一种能准确分割与阿尔茨海默病相关的脑部区域的方法。首先,制作了最符合样本的模板;其次,在MR特征采集上,充分利用图像配准产生的形变场信息;接着,在处理PET图像时,先将其互配准到同一个体的MR图像上;最后,将提取出的各脑区特征... 提出了一种能准确分割与阿尔茨海默病相关的脑部区域的方法。首先,制作了最符合样本的模板;其次,在MR特征采集上,充分利用图像配准产生的形变场信息;接着,在处理PET图像时,先将其互配准到同一个体的MR图像上;最后,将提取出的各脑区特征用支持向量机分类。用全脑分类正确率为MR:0.8736,PET:0.9195,0.3MR+0.7PET:0.8621;灰质正确率为MR:0.8736,PET:0.9195,0.3MR+0.7PET:0.8621;双样本t检验正确率为MR:0.8391,PET:0.9195,0.3MR+0.7PET:0.8966。在用大脑皮层分区进行分类时,MR的内嗅区皮质正确率最高(0.8391),PET的楔前叶正确率最高(0.9195),0.3MR+0.7PET的内嗅区皮质正确率最高(0.9425)。试验结果表明该方法与现有方法相比,能更准确的区分轻度AD患者和正常老人,有助于AD疾病的预防及早期诊断。 展开更多

关键词 磁共振(MR)成像 正电子发射断层(PET)成像 阿尔茨海默氏症(AD) 支持向量机(SVM)

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基于行为控制的移动机器人导航方法 被引量：2

20

作者 聂鑫 王耀南 余洪山 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第11期2699-2701,2710,共4页

针对移动机器人在完全未知或者部分未知的环境中进行自主导航容易陷入各种"陷阱"的问题,提出了一种基于多行为控制的导航方法;机器人通过激光雷达对周边环境进行感知,并将采集到的信息与行为转换条件进行匹配用于行为转换的决... 针对移动机器人在完全未知或者部分未知的环境中进行自主导航容易陷入各种"陷阱"的问题,提出了一种基于多行为控制的导航方法;机器人通过激光雷达对周边环境进行感知,并将采集到的信息与行为转换条件进行匹配用于行为转换的决策;同时在该方法中通过栅格地图引入了记忆信息,从而增强机器人对周边环境的认知能力,从而提高机器人的决策能力;通过仿真实验证明了在简单环境中算法的有效性,同时也证明该算法对于某些复杂的环境有效可行,具有优化性、实时性与智能性的特点。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 行为控制 激光测距仪 未知环境

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