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学者姓名：唐旭晟
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Co-
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Abstract ：
Accurate engineering modeling of flour is often required for the calibration of its contact parameters in flour conveying systems. In this study, a typical calibration of contact model parameters was proposed to consider the effects of cohesion between flour particles and particle size, according to the static and dynamic angle of repose. Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts (JKR) contact model was also selected using the particle scaling theory. The orthogonal simulation tests were carried out to implement the sensitivity and variance analysis of the contact parameters using the discrete element method (DEM) model. The result showed that there were the most significant effects of JKR surface energy, the powder-powder coefficient of rolling friction, and the powder-steel coefficient of static friction on the static angle of repose. Since the contact parameters were calibrated only by static angle of repose, the cross-effects of multiple parameters were verified as well. Different combinations of contact parameters produced a similar effect of static angle of repose. Furthermore, five sets of contact parameters were selected to obtain a unique set of parameter values as the candidates. Their simulation from the static angle of repose was the closest related to the test. Then the dynamic stacking was further studied. The flour was filled in a cylindrical container with a transparent bottom and stainless-steel side. In the tests, the cylindrical container was set as 100 mm in diameter and 30 mm in height and then rotated around the axis at the given speed. The camera was used to record the dynamic angle of repose, which was defined as the maximum tilt angle between the slope and the horizontal plane before the powder collapsed. The contact parameters calibrated by the dynamic angle of repose were also verified under the condition of a single filling rate and a single rotational speed. Therefore, the dynamic angle of repose was further calibrated at the filling rates of 0.2 and 0.4, respectively, while the rotational speeds of 30, 40, 50, and 60 r/min. Optimal contact parameters were achieved for the flour with a powder-powder coefficient of restitution of 0.6, a powder-powder coefficient of static friction of 0.2, a powder-powder coefficient of rolling friction of 0.1, a powder-steel coefficient of restitution of 0.6, a powder-steel coefficient of static friction of 0.6, a powder-steel coefficient of rolling friction of 0.5 and a JKR surface energy of 0.12 J/m2. The dynamic angle of repose after DEM calibration was the closest to the test. The calibration with the dynamic angle of repose under various conditions effectively reduced the uncertainty of the calibration. After that, a rectangular container test was designed to verify the accuracy of the contact parameters. Among them, the flour was poured into a cube container with a side length of 100 mm, where the top surface of the assembly of flour was kept flat, and then the cabin lid of the container was lifted away, leading to the powder naturally flowing out of the container. The ratio of the flour mass remained to calculate the total mass in the container. There was a minimal relative error between the numerical simulation with the calibrated parameters and the measurement from the test. The DEM contact parameters of flour were improved in the reliability, simplicity, and feasibility of calibration. The finding can also provide a strong reference for the DEM parameters calibration of powdery materials in engineering applications. © 2024 Chinese Society of Agricultural Engineering. All rights reserved.
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Calibration Calibration Containers Containers End effectors End effectors Finite difference method Finite difference method Particle size Particle size Particle size analysis Particle size analysis
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| GB/T 7714 | Chen, Shuo , Jiang, Lijian , Lin, Xiezhao et al. Calibration tests for the contact parameters of flour particle using discrete element method [J]. | Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering , 2024 , 40 (11) : 69-76 . |
| MLA | Chen, Shuo et al. "Calibration tests for the contact parameters of flour particle using discrete element method" . | Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 40 . 11 (2024) : 69-76 . |
| APA | Chen, Shuo , Jiang, Lijian , Lin, Xiezhao , Tang, Xusheng , Liu, Xiaomin , Zhang, Long . Calibration tests for the contact parameters of flour particle using discrete element method . | Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering , 2024 , 40 (11) , 69-76 . |
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Abstract ：
我国的车用空调控制器自动装配线的检测任务主要靠人工完成，检测效率低，稳定性差，成本大且装配质量难以保证。为解决这一问题，基于机器视觉技术设计了应用于车用空调控制器自动装配线的视觉检测系统。系统包括对散热片点胶工位涂胶质量的合格判定，以及电路板烧录测试工位电极片与电容位置的检测。采用自动阈值分割、滤波处理、改进的双阈值大律算法、击中击不中、深度学习等多种视觉算法完成空调控制器的检测装配。经生产实践验证，该视觉系统可实现车用空调控制器装配线的自动检测，整个装配流程无需人工干预，极大地提高了装配效率和质量，检测成功率和生产效率满足基本需求。
Keyword ：
图像处理 图像处理 机器视觉 机器视觉 深度学习 深度学习 自动化装配线 自动化装配线 视觉检测 视觉检测
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| GB/T 7714 | 吴怀峥 , 唐旭晟 , 严冰 . 车用空调控制器自动装配线视觉检测系统设计 [J]. | 制造业自动化 , 2024 , 46 (04) : 190-194 . |
| MLA | 吴怀峥 et al. "车用空调控制器自动装配线视觉检测系统设计" . | 制造业自动化 46 . 04 (2024) : 190-194 . |
| APA | 吴怀峥 , 唐旭晟 , 严冰 . 车用空调控制器自动装配线视觉检测系统设计 . | 制造业自动化 , 2024 , 46 (04) , 190-194 . |
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Abstract ：
为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基于静/动态休止角的接触参数标定方法。运用正交试验方法,对接触参数的敏感性和方差分析,表明面粉颗粒间的滚动摩擦系数、面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数、表面能对静态休止角的影响极显著(P<0.01),并且多组接触参数都可以模拟出与试验相同的静态休止角。进一步研究表明,面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数的合理取值范围为0.2～0.4。通过2种填充率、4种转速下基于动态休止角的参数标定,将其中与试验最为吻合的一组参数作为标定结果,其值如下:面粉颗粒之间恢复系数为0.6、面粉颗粒之间静摩擦系数为0.2、面粉颗粒之间滚动摩擦系数为0.1、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间恢复系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间静摩擦系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间滚动摩擦系数为0.5、表面能为0.12 J/m~2。使用该组参数对矩形容器中物料自由坍塌试验进行仿真,其结果与试验结果相符,验证了该标定方法的有效性。该研究提出的标定方法简单、易执行,对粉料输送设备的设计及优化具有一定的工程应用价值。
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接触参数标定 接触参数标定 正交试验 正交试验 离散元 离散元 静/动态休止角 静/动态休止角 面粉 面粉
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| GB/T 7714 | 陈硕 , 江礼坚 , 林谢昭 et al. 基于离散元法的面粉颗粒接触参数标定试验 [J]. | 农业工程学报 , 2024 , 40 (11) : 69-76 . |
| MLA | 陈硕 et al. "基于离散元法的面粉颗粒接触参数标定试验" . | 农业工程学报 40 . 11 (2024) : 69-76 . |
| APA | 陈硕 , 江礼坚 , 林谢昭 , 唐旭晟 , 刘晓敏 , 张龙 . 基于离散元法的面粉颗粒接触参数标定试验 . | 农业工程学报 , 2024 , 40 (11) , 69-76 . |
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Abstract ：
针对现阶段水表生产分拣主要依靠人工、自动化程度不高、效率低下等问题,对水表定位、机械手自动抓取等问题进行研究,设计了 一套基于机器视觉的水表分拣系统.通过颜色特征粗定位水表区域,基于归一化内积相似性精定位水表,得到水表位姿;构建Eye-to-Hand手眼标定模型并求解,将水表位姿转换到机械手坐标系,实现机械手对水表的精确抓取.研究结果表明:该系统的定位误差在1.5 mm以内,机械手能准确抓取水表,极大地提高水表上下料效率,基本避免了人工失误.
Keyword ：
工业机械手 工业机械手 手眼标定 手眼标定 机器视觉 机器视觉 水表定位 水表定位
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| GB/T 7714 | 严冰 , 唐旭晟 , 朱博文 . 基于机器视觉的水表分拣系统研究 [J]. | 机械制造与自动化 , 2023 , 52 (1) : 184-188 . |
| MLA | 严冰 et al. "基于机器视觉的水表分拣系统研究" . | 机械制造与自动化 52 . 1 (2023) : 184-188 . |
| APA | 严冰 , 唐旭晟 , 朱博文 . 基于机器视觉的水表分拣系统研究 . | 机械制造与自动化 , 2023 , 52 (1) , 184-188 . |
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Abstract ：
在对齿轮缺陷进行人工检测的过程中，存在检测效率低、人为因素影响大等诸多问题，为此，提出了一种基于机器视觉技术的水表齿轮缺陷检测方法。首先，提出了一种水表齿轮的视觉检测系统的总体方案，并据此构建了检测系统的三维模型；其次，采用中值滤波方式对采集到的图像进行了图像平滑处理，并运用Canny算子完成了对齿轮边缘轮廓的提取；然后，采用图像金字塔与形状匹配相结合的模板匹配算法，找到了齿轮边缘轮廓和模板的位置关系，利用放射变换算法将两者重心变换重合；最后，通过计算两者的Hausdorff距离，提取了模板和待检测齿轮外轮廓间的最大误差以判别次品；并通过搭建测试平台对实际生产的齿轮进行了测试实验，结合实验结果...
Keyword ：
Canny算子 Canny算子 Hausdorff距离 Hausdorff距离 中值滤波技术 中值滤波技术 图像平滑处理 图像平滑处理 模板匹配算法 模板匹配算法 齿轮传动 齿轮传动 齿轮缺陷在线检测 齿轮缺陷在线检测 齿轮边缘轮廓提取 齿轮边缘轮廓提取
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| GB/T 7714 | 陈硕 , 林洪毅 , 卞抱元 et al. 基于机器视觉的注塑齿轮缺陷检测系统研究 [J]. | 机电工程 , 2022 , 39 (09) : 1243-1249 . |
| MLA | 陈硕 et al. "基于机器视觉的注塑齿轮缺陷检测系统研究" . | 机电工程 39 . 09 (2022) : 1243-1249 . |
| APA | 陈硕 , 林洪毅 , 卞抱元 , 赵紫阳 , 唐旭晟 . 基于机器视觉的注塑齿轮缺陷检测系统研究 . | 机电工程 , 2022 , 39 (09) , 1243-1249 . |
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Abstract ：
传统的汽车仪表检测方法主要是依靠人工进行检测,该方法存在着检测效率低下且检测精度不高的问题,针对这些问题,设计了一种基于机器视觉的汽车仪表检测系统.首先,介绍了该检测系统的整体组成,然后主要介绍了该系统中的软件,以及仪表指针的检测算法和流程;并且根据指针与背景是否易于分离,将汽车仪表分为两类;接着,采用阈值分割法对指针进行了粗定位,随后根据仪表类型,分别采用骨架提取和灰度法对指针进行了细化,采用基于Tukey权重函数的迭代加权最小二乘法拟合了指针直线,对指针进行了精定位;提出了一种最小距离和的交点法对指针的回转中心进行了定位;采用角度法对指针读数进行了识别;最后,将A、B两款仪表分别在该检测系统中进行了指针检测的实验.研究结果表明:系统检测值与理论偏转值之间的误差,即该系统指针检测的读数误差均小于1％,该算法具有较好的精度;并且其平均识别时间约为200 ms,可见该检测系统的识别精度和速度均能够满足仪表指针检测的实际需求.
Keyword ：
指针检测 指针检测 最小二乘法 最小二乘法 机器视觉 机器视觉 自动仪表盘 自动仪表盘
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| GB/T 7714 | 郝永飞 , 唐旭晟 , 程良利 . 基于机器视觉的自动仪表盘指针检测研究 [J]. | 机电工程 , 2022 , 39 (1) : 134-140 . |
| MLA | 郝永飞 et al. "基于机器视觉的自动仪表盘指针检测研究" . | 机电工程 39 . 1 (2022) : 134-140 . |
| APA | 郝永飞 , 唐旭晟 , 程良利 . 基于机器视觉的自动仪表盘指针检测研究 . | 机电工程 , 2022 , 39 (1) , 134-140 . |
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Abstract ：
为了解决人工检测水表机芯灵敏度存在效率低、精度差等问题,开发了一套基于机器视觉的水表机芯灵敏度检测系统.设计了一种基于指针通气前后转动角度差的间接检测算法.利用最小二乘法求得初始轮廓圆心,以圆心的横坐标和纵坐标将指针轮廓分为4部分,计算每部分轮廓点到圆心距离的标准差,取标准差值最小部分作为轮廓集合来拟合出精确圆,实现指针圆心定位;结合Shi-Tomas角点检测算法和针尖点到圆心的距离特征实现针尖点定位;计算通气前后各子表盘指针圆心与针尖点所形成直线与水平线之间的夹角,将角度差换算的脉冲数与设定脉冲数阈值比对,判断是否合格.实验表明,该系统在保持检测准确性的前提下能够高效的完成水表机芯灵敏度检测,算法的检定正确率高达99.7％.
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机器视觉 机器视觉 水表检定 水表检定 灵敏度 灵敏度 角点检测 角点检测
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| GB/T 7714 | 程良利 , 唐旭晟 , 朱博文 et al. 基于机器视觉的水表机芯灵敏度检测 [J]. | 电子测量与仪器学报 , 2021 , 35 (6) : 88-95 . |
| MLA | 程良利 et al. "基于机器视觉的水表机芯灵敏度检测" . | 电子测量与仪器学报 35 . 6 (2021) : 88-95 . |
| APA | 程良利 , 唐旭晟 , 朱博文 , 陈丹 . 基于机器视觉的水表机芯灵敏度检测 . | 电子测量与仪器学报 , 2021 , 35 (6) , 88-95 . |
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Abstract ：
针对现有水表检定装置检定效率低、信息管理功能不足等问题,对水表指针识别、消除气泡影响、检定台自动化改造等方面进行了研究,提出了一种基于机器视觉的水表在线检测系统.采用距离法读取水表指针读数,通过模板匹配,旋转校正水表图像,利用极坐标变换,将子表盘展开成矩形,并集成二维码识别模块,实现了对水表的检定与数据保存;设计了上行走机构带动相机移动拍照,使用单个相机完成了5个工位水表图像的采集.研究结果表明:与人工肉眼读表和手工记录读数方法相比,该检测方法能确保水表的检定精度,同时提高了检定效率,并且检定数据可溯源.
Keyword ：
机器视觉 机器视觉 水表检定 水表检定 距离法 距离法
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| GB/T 7714 | 郑文学 , 岳智珉 , 唐旭晟 et al. 基于机器视觉的水表检定方法研究 [J]. | 机电工程 , 2019 , 36 (3) : 271-274 . |
| MLA | 郑文学 et al. "基于机器视觉的水表检定方法研究" . | 机电工程 36 . 3 (2019) : 271-274 . |
| APA | 郑文学 , 岳智珉 , 唐旭晟 , 陈丹 . 基于机器视觉的水表检定方法研究 . | 机电工程 , 2019 , 36 (3) , 271-274 . |
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Abstract ：
设计了一套基于机器视觉技术的水表在线检定系统.使用模板匹配技术定位梅花针,分别对基准表和各待检表梅花针转过的齿数同时计数,当基准表计数到达设定值时同时停止计数,计算待检表误差,判断是否合格.现场试验表明,该方法比现有的激光反射计数法检定精度更高,解决了激光反射计数法无法检定梅花针上有气泡的湿式水表的问题.
Keyword ：
机器视觉 机器视觉 模板匹配 模板匹配 水表检定 水表检定 计量学 计量学
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| GB/T 7714 | 陈硕 , 刘丰 , 唐旭晟 et al. 基于机器视觉技术的水表在线检定系统研究 [J]. | 计量学报 , 2017 , 38 (4) : 473-476 . |
| MLA | 陈硕 et al. "基于机器视觉技术的水表在线检定系统研究" . | 计量学报 38 . 4 (2017) : 473-476 . |
| APA | 陈硕 , 刘丰 , 唐旭晟 , 骆腾斌 . 基于机器视觉技术的水表在线检定系统研究 . | 计量学报 , 2017 , 38 (4) , 473-476 . |
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Abstract ：
针对织造前帘子布纱线疵点自动检测问题,对织造前帘子布纱线疵点分布特点开展了研究分析,提出了一种基于Gabor滤波器的帘子布纱线疵点检测算法,利用Gabor滤波器的能量值来描述帘子布纱线疵点特征.通过对疵点Gabor图像阈值化处理,得到了疵点的二值图像.然后对疵点二值图像沿水平方向进行了均等分割,得到了疵点所在的条状图像并除去随机噪声.在1792个疵点图像测试集上对不同尺度参数的Gabor滤波器进行疵点检测准确度分析,建立了最优的方向和尺度参数组合.并搭建了基于机器视觉技术的帘子布纱线疵点检测系统.研究结果表明,该检测算法对帘子布纱线疵点检测准确度达到99.2%.经过4个月生产实践表明,该系统对织造前帘子布纱线疵点检测效果比人工检测效果提高86%,实现了机器换人的目的.
Keyword ：
Gabor Gabor 帘子布纱线 帘子布纱线 机器视觉 机器视觉 疵点检测 疵点检测 织造前 织造前
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| GB/T 7714 | 唐旭晟 , 杨思材 , 陈丹 . 基于Gabor滤波器对织造前帘子布 疵点检测研究 [J]. | 机电工程 , 2017 , 34 (7) : 802-805 . |
| MLA | 唐旭晟 et al. "基于Gabor滤波器对织造前帘子布 疵点检测研究" . | 机电工程 34 . 7 (2017) : 802-805 . |
| APA | 唐旭晟 , 杨思材 , 陈丹 . 基于Gabor滤波器对织造前帘子布 疵点检测研究 . | 机电工程 , 2017 , 34 (7) , 802-805 . |
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