圆形运动目标的快速检测方法研究

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一种快速准确识别圆形目标的新算法 (1)

一种快速准确识别圆形目标的新算法 (1)
基金项目:国家预研基金项目资助(No.51483040104BQ0101)。 作者简介:李江涛(1980一),男,在读工学博士,研究方向为遥 感图像处理及目标识别。E—mail:tony[ee@bit.edu.ell 收稿日期:2006.11-27;修订日期:2006—12—15
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激光与红外
第37卷
第37卷 第6期 2007年6月
激光与红外
IASER & INFRARED
文章编号:1001-5078(2007)06-0575-04
V01.37.No.6 June,2007
一种快速准确识别圆形目标的新算法
李江涛,倪国强,王强,黄光华
(北京理工大学信息科技学院光电工程系,北京100081)
摘要:在对二值圆形图像深入认识的基础上,研究了自动提取图像中圆形目标的理论,提出
下面介绍算法自动识别多尺度圆形目标另一个
非常重要的参数:数字圆上像素点到圆心的距离与
理想状态的圆半径差值△。以上面所列出的圆为
例,来研究它们的圆上像素距圆心的最大距离与真
实R之间的差值规律,如表2所示。实验表明,以
圆心为坐标原点,随着像素偏离x或y轴,厶将增
大,并在45。时将达到最大值。所以选取圆的第一
李江涛倪国强王强等一种快速准确识别圆形目标的新算法
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图3真实半径与理想半径(R)之间的差值A
本节从不断变化的圆中找出了共有的特性规 律,定义了乃和厶这两个重要的数字圆参数。依据 这两个参数可以快速自动识别不同尺度上的圆形目 标。由于客观成像条件、摄像器件以及边缘提取算 法的影响,造成二值图像中的圆形目标有些形状上 的畸变,或者边缘的缺失。所以在△,D的选取上, 要适当放宽条件才可探测出目标。经过多种图像反 复地实验,当D取4.28,△取0.59时取得的识别效 果相对较好,虚警率和漏检率较低。但是为了体现 自动识别的性质,一旦确定两个参数,将不再更改。 3算法的原理、流程及实现

圆盘运动实验报告

圆盘运动实验报告

一、实验目的1. 了解圆盘运动的基本原理和规律。

2. 掌握圆周运动的测量方法。

3. 培养实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理圆盘运动是指物体在圆周路径上做匀速或变速运动。

在圆周运动中,物体受到的合外力指向圆心,称为向心力。

向心力的大小与物体的质量、圆周运动的半径和速度有关。

本实验通过测量圆盘运动的半径、速度和向心力,验证圆周运动的规律。

三、实验器材1. 圆盘运动装置2. 测量尺3. 秒表4. 电子秤5. 计算器四、实验步骤1. 将圆盘运动装置固定在实验台上,调整圆盘半径至预定值。

2. 用电子秤测量圆盘的质量,记录数据。

3. 使用测量尺测量圆盘的半径,记录数据。

4. 用秒表测量圆盘转动一周的时间,记录数据。

5. 根据测量数据,计算圆盘的运动速度和向心力。

6. 重复实验步骤,取平均值。

五、实验数据1. 圆盘半径:r = 0.30 m2. 圆盘质量:m = 0.50 kg3. 圆盘转动一周的时间:t = 5.0 s4. 圆盘转动一周的距离:s = 2πr = 1.88 m六、实验结果与分析1. 圆盘运动速度:v = s / t = 1.88 m / 5.0 s = 0.376 m/s2. 圆盘向心力:F = mv² / r = 0.50 kg × (0.376 m/s)² / 0.30 m ≈ 0.23 N根据实验数据,圆盘运动速度为0.376 m/s,向心力为0.23 N。

根据圆周运动的规律,向心力与物体的质量、圆周运动的半径和速度有关。

本实验中,向心力与圆盘的质量和半径的乘积成正比,与速度的平方成正比。

七、实验结论1. 圆盘运动速度与圆周运动的半径和转动一周的时间有关。

2. 圆盘向心力与物体的质量、圆周运动的半径和速度有关。

3. 本实验验证了圆周运动的规律,即向心力与物体的质量、圆周运动的半径和速度成正比。

八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全,避免发生意外。

圆跳动测量技巧总结

圆跳动测量技巧总结

圆跳动测量技巧总结圆跳动是在测量对象的一种测量方式,主要用于检测物体的径向跳动或者振动。

在工程测量中,圆跳动测量被广泛应用于轴承的检测、机械零件的测量以及加工工艺的控制等领域。

为了准确测量圆跳动,需要掌握一些测量技巧。

本文将总结一些常见的圆跳动测量技巧。

1.选择合适的测量仪器:在进行圆跳动测量时,需要选择合适的测量仪器。

一般情况下,可以选择测微计、光电平头和光电位移传感器等仪器进行测量。

选取合适的测量仪器能够提高测量的准确性。

2.保持测量仪器的稳定:在进行圆跳动测量时,需要保持测量仪器的稳定性。

可以通过使用支架或者固定装置来固定测量仪器,避免测量仪器的晃动对测量结果的影响。

3.确定测量位置:在进行圆跳动测量时,需要确定好测量位置。

可以通过测量对象上的已知位置作为参考点,或者使用测量仪器的刻度盘来确定测量位置。

确定好测量位置后,可以直接进行测量。

4.注意测量方向:在进行圆跳动测量时,需要注意测量方向。

圆跳动有正向和负向两个方向,需要根据实际情况选择合适的测量方向。

一般情况下,选择正向测量。

5.控制测量角度:在进行圆跳动测量时,需要控制好测量角度。

可以通过测量对象的旋转或者使用测量仪器的刻度盘来控制测量角度。

为了提高测量的准确性,可以进行多次测量,取平均值。

6.注意测量时间:在进行圆跳动测量时,需要注意测量时间。

由于圆跳动是一个动态过程,需要在适当的时刻进行测量。

可以根据测量对象的运动状态选择合适的测量时间。

7.数据处理:在进行圆跳动测量后,需要对测量数据进行处理。

可以使用计算机软件进行数据处理,计算出圆跳动的各项参数,如圆跳动幅值、圆跳动频率和径向跳动等。

8.定期校准测量仪器:为了保证测量结果的准确性,需要定期对测量仪器进行校准。

可以通过与标准器比对来进行校准,校准好的测量仪器可以提高测量的准确性和稳定性。

9.注意环境因素:在进行圆跳动测量时,需要注意环境因素对测量的影响。

环境因素如温度、湿度和振动等都会对测量结果产生影响。

霍夫检测圆

霍夫检测圆

霍夫检测圆(最新版)目录1.霍夫检测圆的概述2.霍夫检测圆的原理3.霍夫检测圆的应用领域4.霍夫检测圆的优缺点5.总结正文1.霍夫检测圆的概述霍夫检测圆是一种用于检测图像中圆形物体的算法,它基于图像的局部特性,可以快速准确地找到圆形物体。

霍夫检测圆在计算机视觉领域具有广泛的应用,例如图像处理、目标识别和追踪等。

2.霍夫检测圆的原理霍夫检测圆的原理主要基于霍夫圆变换。

霍夫圆变换是一种将图像中的点集映射到圆上的方法,通过对图像进行迭代处理,可以找到满足特定条件的圆形。

具体来说,霍夫检测圆的过程分为以下几个步骤:(1) 对图像进行平滑处理,以消除噪声。

(2) 对平滑后的图像进行霍夫圆变换,得到候选圆。

(3) 对候选圆进行排序,根据圆的尺度和旋转角度。

(4) 根据排序后的候选圆,提取出图像中的圆形物体。

3.霍夫检测圆的应用领域霍夫检测圆在许多领域都有广泛应用,例如:(1) 计算机视觉:在目标检测、目标识别和追踪等任务中,霍夫检测圆可以快速找到圆形物体,提高算法的效率。

(2) 图像处理:在图像去噪、图像分割和特征提取等任务中,霍夫检测圆可以提供有效的圆形特征。

(3) 机器人视觉:在机器人导航、物体抓取和避障等任务中,霍夫检测圆可以帮助机器人快速识别圆形物体,提高任务完成的准确性。

4.霍夫检测圆的优缺点霍夫检测圆具有以下优缺点:优点:(1) 计算速度快,适用于实时处理。

(2) 不受圆形物体大小和旋转角度的影响,具有较好的鲁棒性。

(3) 对噪声具有一定的抗干扰能力。

缺点:(1) 对非圆形物体的检测效果较差。

(2) 在复杂背景下,可能出现误检和漏检的情况。

(3) 计算过程中可能存在尺度效应,需要进行额外处理。

5.总结霍夫检测圆是一种有效的圆形物体检测方法,具有速度快、鲁棒性好等优点,广泛应用于计算机视觉和图像处理等领域。

圆形目标识别方法研究

圆形目标识别方法研究

圆形目标识别方法研究
自动识别圆形目标是现实生活以及工业制造业中的实际需求,也是计算机视觉中最基本和最重要的领域之一。

圆形目标自动识别的算法,目前最常用包括Hough变换算法、圆度检测算法、模板匹配,以及近年来提出的通过线性分割识
别圆形目标的算法。

针对复杂背景情况下识别效率低,识别精度不高两个问题,本文采取了支持
向量回归模型与三点拟合圆相联合的形式,来识别图像视场中的圆形目标。

本文主要研究工作如下:(1)分析比较了常用的图像预处理方法,包括图像对比度增强、边缘检测算子、图像阈值化方法等。

选取高效合理的预处理方式是改善图像视觉效果和提高计算机识别效率的
第一步,也是重要的一步。

(2)从国内外学者在圆形识别方面的现状出发,深入研究了经典的自动识别圆形目标的算法。

提出了支持向量回归模型与三点拟合圆相联合的算法,该算法通过支持向量回归模型训练不同类型的圆形样本,在高维空间中得到逼近圆形的回归函数,以
该回归函数为中心线,构建一个近似圆环形的间隔带,在此间隔带内的点都认为
属于圆形边界上的点,然后运用三点拟合圆几何算法计算出圆心和半径,从而达
到识别圆形的目的。

(3)通过VS2010+OpenCV2.4.9平台,将本文提出的算法与经典的圆形目标识别方法进行对比,从识别圆形目标的准确度与时间复杂度两个方面分析。

实验结果表明,本文提出的算法通过对训练样本的学习,能够在噪声比较大
的背景图像中得到圆形的边界信息,从而确定圆的位置,较仅使用某一种圆形识
别算法有一定的优势。

在以圆形作为定位的计算机视觉领域,具有重要的理论研
究价值与实践意义。

幼儿园小班科学教案《圆形滚得快》含反思

幼儿园小班科学教案《圆形滚得快》含反思

幼儿园小班科学教案《圆形滚得快》含反思一、教学内容本节课选自幼儿园小班科学教材《有趣的形状》中的第三章《圆形滚得快》。

本章节详细内容为:让幼儿通过观察、实践,了解圆形的特性,掌握圆形物体滚动速度的概念,培养幼儿对科学探索的兴趣。

二、教学目标1. 让幼儿能够认识圆形,知道圆形的基本特点。

2. 培养幼儿观察、比较、分析问题的能力,使幼儿了解圆形物体滚动速度的规律。

3. 培养幼儿合作、探究、分享的学习品质,提高幼儿对科学活动的兴趣。

三、教学难点与重点教学难点:让幼儿理解圆形物体滚动速度的规律。

教学重点:让幼儿认识圆形,培养幼儿观察、实践的能力。

四、教具与学具准备教具:圆形物体(如球、圆形玩具等)、直轨道、斜轨道、计时器。

学具:画有圆形的卡片、彩色笔、剪刀、胶水。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)教师组织幼儿在教室里观察各种圆形物体,让幼儿找出生活中的圆形,引导幼儿关注圆形的特点。

2. 教学内容讲解(10分钟)(1)教师展示圆形物体,让幼儿观察并描述圆形的特点。

(2)教师通过举例,让幼儿了解圆形物体滚动速度的规律。

3. 例题讲解(5分钟)教师演示直轨道和斜轨道上圆形物体的滚动速度,让幼儿观察并说出滚动速度的快慢。

4. 随堂练习(5分钟)(1)让幼儿在教室内寻找圆形物体,进行滚动比赛。

(2)幼儿分组,利用学具画圆形,剪下来后进行滚动速度比较。

六、板书设计1. 板书《圆形滚得快》2. 板书内容:(1)圆形的特点:边缘光滑、没有角、各点到中心距离相等。

(2)圆形物体滚动速度规律:斜轨道滚动速度快于直轨道。

七、作业设计1. 作业题目:(1)请小朋友们在家里找一找,有哪些圆形物体?(2)观察这些圆形物体滚动时,速度是否会受到斜度和摩擦力的影响?2. 答案:(1)生活中的圆形物体有:球、硬币、圆桌、车轮等。

(2)圆形物体的滚动速度会受到斜度和摩擦力的影响,斜度越大,滚动速度越快;摩擦力越大,滚动速度越慢。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过观察、实践、分享,让幼儿对圆形有了更深入的认识,掌握了圆形物体滚动速度的规律。

圆跳动及测量方法

圆跳动及测量方法

圆跳动及测量方法圆跳动是指圆形物体在运动中产生竖起的竖直运动状态,俗称“跳动”。

圆跳动在实际生活和工程项目中应用广泛,如机械设计、航空航天、车辆工程等领域。

本文将介绍圆跳动的基本概念、测量方法及其在实际中的应用。

1.圆跳动的基本概念圆跳动是指被测圆形物体在运动中,其轴线上特定点的竖直方向周期性的上下变化。

也就是说,圆形物体在运动中会产生上下反复的跳动状态,这种状态称为圆跳动。

2.圆跳动的测量为了测量圆跳动,我们需要使用相应的测量仪器和方法。

下面介绍两种常用的测量方法。

2.1显微镜法显微镜法是一种普遍使用的测量圆跳动的方法。

具体操作步骤如下:1)将待测圆形物体放置在水平的工作台上。

2)通过显微镜将物体的图像投影在横向移动的平板上。

3)平板上设置一个水平标尺,以便测量竖起的高度变化。

4)通过观察显微镜中的图像,记录圆跳动的竖起高度变化。

2.2激光测距法激光测距法是一种高精度的测量方法。

它利用激光束的特性来测量物体的竖起高度变化。

具体操作步骤如下:1)将待测圆形物体放置在水平的平台上。

2)将一束激光垂直照射到圆形物体上,并在竖起的顶点处被反射回来。

3)使用光电探测器来接收反射回来的激光。

4)通过测量激光束反射回来的时间,计算出物体的竖起高度变化。

3.圆跳动的应用圆跳动在实际生活和工程项目中有着广泛的应用。

3.1机械设计在机械设计中,圆跳动是一项重要的指标。

通过测量和控制圆跳动,可以保证机械零部件的运动精度,提高机械设备的可靠性和寿命。

3.2航空航天在航空航天领域,圆跳动的控制至关重要。

例如,在航天器的发动机设计中,圆跳动的存在会导致发动机的运行不稳定,影响整个航天任务的成功完成。

因此,测量和控制圆跳动是航空航天工程师的重要任务之一3.3车辆工程在车辆工程中,圆跳动是衡量车轮轮胎精度的重要指标。

通过测量圆跳动,可以检查车轮轮胎的制造精度,并计算出轮胎与路面的接触面积和接触压力分布,从而优化车辆的操控性能和驾驶舒适感。

圆形运动目标的快速检测方法研究

圆形运动目标的快速检测方法研究

圆形运动目标的快速检测方法研究张翼;孙永荣;王艳;刘晓俊;王潇潇【摘要】Fast detection of circle ’s contour is the premise of tracking and positioning circular moving object.The shape deformation occurred during imaging the circle object will cause difficulty in accurately detecting its contour.For this problem,in the thesis we put forward a circular moving object detection method which combines the randomised Hough transform (RHT)with the gradient vector flow active contour model (GVF Snake).First of all,the improved RHT algorithm is employed to quickly detect the initial contour of the object to solve the problem of GVF Snake in its automatic initial contour setting.Then,taking the advantage of the GVF Snake in its capacity of contour approaching,the method solves the object contour losing problem in traditional method and extracts accurate and entire real boundary of the object.Results of the experiments show,the method effectively overcomes the shape deformation of the circle,it can extract the contour of the object quickly and has the capacity of real-time detection on circular moving object.%实现对圆的快速轮廓检测,是进行圆形运动目标跟踪与定位的前提。

一种快速、精确的圆形检测和圆心定位方法[发明专利]

一种快速、精确的圆形检测和圆心定位方法[发明专利]

专利名称:一种快速、精确的圆形检测和圆心定位方法专利类型:发明专利
发明人:肖昊,范彦铭,陈小星,王振洪,朱晓峰
申请号:CN201910170217.X
申请日:20190307
公开号:CN109978901A
公开日:
20190705
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种快速、精确的圆形检测和圆心定位方法,包括如下步骤:使用边缘检测算法获取图像边缘点;利用改进的随机Hough变换从所有边缘点中检测出候选圆形及其圆心和半径,并筛选出圆上的边缘点,滤除其它边缘点;利用最小二乘法将筛选得到的边缘点进行二次线性拟合,得到精确的圆心坐标和半径大小。

本发明利用改进的随机Hough变换快速检测圆形并定位圆心,并过滤大部分非圆上的噪点,再结合最小二乘法拟合圆进一步精确定位圆心,得到亚像素级坐标,可在保证检测结果精度的同时大大减少圆形检测和圆心定位的计算量。

申请人:江苏亿通高科技股份有限公司
地址:215500 江苏省苏州市常熟市通林路28号
国籍:CN
代理机构:南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人:艾中兰
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幼儿园大班科学教案圆形滚得快

幼儿园大班科学教案圆形滚得快

幼儿园大班科学教案圆形滚得快一、教学内容本节课选自幼儿园大班科学领域教材第四章《有趣的运动》,详细内容包括:认识圆形,探索圆形物体的滚动速度,了解圆形滚动的原理,培养幼儿对科学现象的观察和思考能力。

二、教学目标1. 让幼儿了解圆形的基本特征,知道圆形物体可以滚动。

2. 培养幼儿通过观察、实验等方法,探究圆形滚动速度的科学素养。

3. 培养幼儿合作、交流、表达的能力,激发他们对科学的兴趣。

三、教学难点与重点教学难点:让幼儿理解圆形滚动速度的原理。

教学重点:让幼儿掌握圆形的基本特征,培养他们的观察和思考能力。

四、教具与学具准备1. 教具:各种圆形物品(如球、圆形玩具等)、计时器、尺子、斜坡。

2. 学具:画纸、彩笔、剪刀、胶棒。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)教师展示各种圆形物品,让幼儿观察并说出它们的共同特征,引导幼儿认识圆形。

2. 探索圆形滚动速度(10分钟)(1)教师设置斜坡,让幼儿观察不同圆形物体滚动的速度。

(2)组织幼儿进行实验,比较不同圆形物体的滚动速度。

(3)引导幼儿讨论:为什么圆形物体滚动速度不同?3. 例题讲解(10分钟)教师通过讲解例题,让幼儿理解圆形滚动速度与直径、重量等因素的关系。

4. 随堂练习(10分钟)幼儿根据所学知识,用画纸、彩笔、剪刀等学具制作自己的圆形物体,并进行滚动比赛。

六、板书设计1. 圆形的基本特征:无角、曲线、闭合。

2. 圆形滚动速度与直径、重量等因素的关系。

3. 幼儿园大班科学教案:圆形滚得快。

七、作业设计1. 作业题目:画出你最喜欢的圆形物体,并注明其直径和重量。

2. 答案:略。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等形式,让幼儿掌握了圆形的基本特征和滚动速度的原理。

课后,教师应关注幼儿在作业和日常生活中的表现,引导他们运用所学知识解决实际问题,激发他们对科学的兴趣和探索精神。

同时,教师可以拓展延伸相关内容,如其他形状的滚动速度、摩擦力等,丰富幼儿的科学知识。

小班优秀科学精品教案《圆形滚得快》

小班优秀科学精品教案《圆形滚得快》

小班优秀科学精品教案《圆形滚得快》一、教学内容本节课选自幼儿科学启蒙教材《身边的科学》第四章“有趣的形状”,详细内容为“圆形滚得快”。

通过该章节的学习,幼儿将探究圆形物体的运动特点及其原因。

二、教学目标1. 让幼儿了解圆形物体的外形特点,知道圆形物体容易滚动。

2. 培养幼儿观察、比较、分析问题的能力,提高动手操作能力。

3. 培养幼儿合作、分享的良好品质,激发对科学活动的兴趣。

三、教学难点与重点教学难点:让幼儿理解圆形物体滚动速度与直径大小之间的关系。

教学重点:让幼儿掌握圆形物体的特点,学会比较不同圆形物体的滚动速度。

四、教具与学具准备教具:圆形物体(如篮球、足球、圆柱形玩具等)、直线轨道、计时器、直尺。

学具:圆形卡片、画笔、剪刀、胶水。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)教师展示不同形状的物体,让幼儿观察并说出它们的形状。

然后提问:“你们知道哪些圆形物体?它们有什么特点?”2. 例题讲解(10分钟)教师展示圆形物体,讲解圆形的特点,如没有角、边长相等。

然后让幼儿分组讨论,观察圆形物体在直线轨道上的滚动速度。

3. 随堂练习(10分钟)教师发放圆形卡片,让幼儿自己制作不同直径的圆形物体,并在直线轨道上进行滚动实验。

引导幼儿观察、比较不同直径圆形物体的滚动速度。

5. 动手操作(10分钟)教师让幼儿分组,每组用不同直径的圆形物体进行滚动比赛,记录比赛结果,培养幼儿合作、分享的品质。

教师邀请幼儿分享自己的实验过程和发现,对幼儿的表现给予肯定和鼓励。

六、板书设计1. 圆形的特点:没有角、边长相等2. 圆形物体滚动速度与直径大小的关系:直径越大,滚动速度越快七、作业设计1. 作业题目:请小朋友们在家里找一个圆形物体,观察并记录它的滚动速度。

2. 答案:略八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课通过实践操作,让幼儿掌握了圆形物体的特点及滚动速度与直径大小的关系。

在教学中,要注意引导幼儿观察、比较,培养他们的科学思维。

圆跳动怎么测量

圆跳动怎么测量

圆跳动怎么测量简介圆跳动是指旋转机械或装置在运行过程中产生的轴线或轴心产生轴向振动的一种现象。

在工程领域中,准确测量圆跳动的大小和频率对于机械装置的正常运行和故障诊断至关重要。

本文将介绍圆跳动的测量方法及其适用场景。

圆跳动测量方法1. 机械测量法机械测量法是最传统也是最简单的圆跳动测量方法之一。

该方法需要使用专门的圆跳动检测仪器,通常包括指示表或传感器以及测量夹具。

具体操作步骤如下:1.将测量夹具安装在待测的旋转物体上,确保夹具固定且稳定。

2.将指示表或传感器安装在测量夹具上。

3.开始旋转物体,并记录圆跳动的振幅和周期。

此方法适用于小型机械设备的圆跳动测量,但受测量仪器的精度限制,结果可能存在一定误差。

2. 光学测量法光学测量法利用激光干涉仪或光学编码器等设备对圆跳动进行测量。

该方法具有高精度和非接触测量的优势,但需要专业的设备和技术支持。

具体步骤如下:1.将激光干涉仪或光学编码器等设备安装在待测的旋转物体上。

2.针对使用设备的操作要求进行校准,确保测量精度和准确性。

3.启动设备并记录圆跳动的振幅和周期。

光学测量法适用于对较大型机械装置进行精确测量,如航空发动机、汽车发动机等。

3. 电子测量法电子测量法是利用电子传感器对圆跳动进行测量。

常用的传感器包括加速度传感器、位移传感器等。

该方法使用便捷,测量结果准确且实时性较好。

步骤如下:1.将传感器安装在旋转物体上。

2.连接传感器与数据采集设备,确保数据采集设备工作正常。

3.启动设备并记录圆跳动的振幅和周期。

电子测量法适用于大多数机械装置的圆跳动测量,尤其是需要远程监控和自动报警的场景。

圆跳动测量的应用场景1. 机械制造在机械制造领域,圆跳动测量是常见的质量控制手段。

通过及时测量和调整圆跳动大小,可以确保机械装置的正常运行和寿命的延长。

2. 工业生产在工业生产中,各种旋转设备如电机、泵等的圆跳动测量对于生产效率和设备可靠性非常重要。

通过测量和分析圆跳动的数据,可以及时发现机器故障并采取措施修复,从而保障生产正常运行。

2024年幼儿园大班科学教案圆形滚得快

2024年幼儿园大班科学教案圆形滚得快

2024年幼儿园大班科学教案圆形滚得快一、教学内容本节课选自幼儿园大班科学领域教材第四章《有趣的物体运动》,详细内容为“圆形滚得快”。

通过让幼儿观察、比较和探索圆形物体在斜面、平面上的滚动速度,帮助幼儿理解圆形物体滚动的基本原理。

二、教学目标1. 让幼儿能够观察并描述圆形物体滚动的现象,培养幼儿的观察力和表达能力。

2. 帮助幼儿理解圆形物体滚动速度与斜面倾斜程度、平面光滑程度的关系,培养幼儿的科学探究能力。

3. 引导幼儿通过实际操作,发现圆形物体在实际生活中的应用,提高幼儿的生活实践能力。

三、教学难点与重点1. 教学难点:让幼儿理解圆形物体滚动速度与斜面倾斜程度、平面光滑程度的关系。

2. 教学重点:观察圆形物体滚动的现象,培养幼儿的观察力和表达能力。

四、教具与学具准备1. 教具:圆形物体(如球、圆柱等)、斜面、平面、计时器等。

2. 学具:画纸、画笔、剪刀、胶水等。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)(1)教师展示圆形物体,让幼儿观察并描述其特点。

(2)教师操作教具,让圆形物体在斜面、平面上滚动,引导幼儿观察并描述滚动现象。

2. 例题讲解(10分钟)(1)教师提出问题:“为什么圆形物体滚动得快?”(2)教师引导幼儿探讨圆形物体滚动速度与斜面倾斜程度、平面光滑程度的关系。

(3)教师通过实例讲解,让幼儿理解圆形物体滚动的基本原理。

3. 随堂练习(10分钟)(1)教师发放画纸、画笔等材料,让幼儿画出自己认识的圆形物体。

(2)幼儿分组,利用斜面、平面进行圆形物体滚动实验,观察并记录实验结果。

(2)教师引导幼儿思考圆形物体在实际生活中的应用,进行拓展讨论。

六、板书设计1. 圆形滚得快2. 内容:(1)圆形物体的特点(2)圆形物体滚动的现象(3)圆形物体滚动速度与斜面倾斜程度、平面光滑程度的关系七、作业设计1. 作业题目:观察并记录家中圆形物体的滚动现象2. 答案:(1)观察圆形物体在斜面、平面上的滚动速度。

圆形目标精密定位方法的研究与应用

圆形目标精密定位方法的研究与应用

圆形目标精密定位方法的研究与应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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大班科学教案:圆形滚得快

大班科学教案:圆形滚得快

大班科学教案:圆形滚得快一、教学目标1.让学生了解圆形运动的基本特征。

2.培养学生感知和分析物体运动的能力。

3.提高学生对科学实验的兴趣,培养其对科学的好奇心和探究精神。

二、教学准备1.实验材料:铁球,塑料球,斜面。

2.PPT或者黑板准备:介绍圆形运动的基本特征,并记录实验结果。

3.教学环节规划:理论讲解,实验操作,实验结果分析。

三、教学步骤步骤一:理论讲解通过PPT或者黑板,简要介绍圆形运动的基本特征。

强调圆形运动的曲率半径较小时,速度较快;曲率半径较大时,速度较慢。

引导学生思考,圆形运动的速度是否受到摩擦的影响。

步骤二:实验操作1.在斜面上放置两个球,一个为铁球,另一个为塑料球,让学生选出哪个球会先滚到底部。

2.协助学生进行实验操作,记录每次实验的数据。

3.在实验过程中提示学生:在球滚动时,是否能感受到两种球的不同;在两种球的滚动过程中,是否有摩擦力的存在。

步骤三:实验结果分析1.让学生观察实验数据,比较铁球和塑料球的滚动速度以及滚动次数。

2.引导学生思考,为什么铁球比塑料球滚动速度快,滚动次数小。

3.引导学生总结:在圆形运动中,摩擦力是影响速度的一个重要因素。

在铁球和塑料球的滚动过程中,铁球的重量更大,更容易超越摩擦力的限制,所以滚动速度更快。

四、教学总结通过本次教学,学生了解了圆形运动的基本特征。

通过实验操作,学生感性认识到摩擦力对物体运动的影响,并了解了铁球和塑料球在圆形运动中的区别。

通过理论部分的讲解和实验操作的过程,激发学生的科学兴趣,培养学生的探究精神。

幼儿园小班科学《圆形滚得快》教案设计

幼儿园小班科学《圆形滚得快》教案设计

幼儿园小班科学《圆形滚得快》教案设计一、教学目标:1. 认知目标:让幼儿能够认识圆形,并了解圆形的特点。

2. 技能目标:通过实验和游戏,培养幼儿观察、比较和操作的能力。

3. 情感目标:激发幼儿对科学的兴趣,培养合作和分享的良好品质。

二、教学重点与难点:重点:让幼儿认识圆形,了解圆形的特点。

难点:通过实验和游戏,让幼儿探究圆形滚动的快慢。

三、教学准备:1. 教具:圆形玩具、正方形、长方形等不同形状的玩具;斜面;计时器。

2. 环境:宽敞的场地,便于幼儿操作和滚动玩具。

四、教学过程:1. 导入:教师展示不同形状的玩具,引导幼儿说出它们的名称,提问:“你们知道圆形的特点是什么吗?”2. 探究:教师拿出圆形玩具,让幼儿观察并说出圆形的特点。

教师将圆形玩具放在斜面上,让幼儿观察圆形玩具滚动的情况,并记录下来。

3. 实验:教师邀请几名幼儿上台演示,将不同形状的玩具放在斜面上,观察它们滚动的速度。

幼儿通过实验发现,圆形玩具滚动的速度比其他形状的玩具快。

4. 总结:教师引导幼儿总结实验结果,让幼儿知道圆形滚得快的原因。

5. 游戏:教师组织幼儿进行“滚圆形”的游戏,让幼儿在游戏中进一步巩固对圆形的认识。

五、作业:1. 家庭作业:让幼儿和家长一起找找生活中的圆形物品,并观察它们的特点。

2. 课后反思:教师反思本节课的教学效果,针对幼儿的反馈进行调整教学策略。

六、教学评估:1. 观察幼儿在实验过程中的参与程度和表现,了解他们对圆形特点的理解。

2. 关注幼儿在游戏中的合作与分享行为,评估他们的社交技能。

3. 通过课后反思,收集幼儿的反馈信息,评估教学活动的效果。

七、教学延伸:1. 邀请家长参与圆形主题的亲子活动,让家长了解幼儿在园的学习内容,并鼓励家长在家中继续引导幼儿观察和探索圆形。

2. 开展圆形创意绘画活动,让幼儿用圆形物品进行创作,发挥幼儿的想象力。

八、教学反思:1. 教师在课后应反思教学活动的组织和管理,考虑是否有效地提供了探究学习的环境。

《圆形滚得快》小班科学教案——卡车与轿车的滚动速度对比研究

《圆形滚得快》小班科学教案——卡车与轿车的滚动速度对比研究

《圆形滚得快》小班科学教案——卡车与轿车的滚动速度对比
研究。

活动准备
为了完成这项活动,您将需要以下材料:
1.卡车模型
2.轿车模型
3.一个直线轨道
4.圆形轨道
5.计时器
6.量杯
活动介绍
我们将首先进行实验研究,以测量卡车和轿车在直线轨道上滚动的速度。

我们将用计时器度量他们从起点到终点所需的时间,并对结果进行比较。

在第二个实验中,我们将把卡车和轿车放在圆形轨道上滚动,并记录它们所需的时间。

我们还将用量杯测量他们从起点到终点所需的距离,并利用这些数据计算出它们在圆形轨道上的滚动速度。

讨论结果
比较直线轨道和圆形轨道的结果,幼儿们可以总结出一些重要的发现。

他们将意识到圆形轨道上的滚动速度比直线轨道慢一些。

这可能由于轿车和卡车在圆形轨道上被迫绕过弯道,所以需要更多的时间来完成距离。

幼儿们可能会在这个实验中注意到,尺寸更小的轿车相对于尺寸更大的卡车,在圆形轨道上的滚动速度更快。

因此,当我们考虑卡车和轿车时,大小并不是唯一的因素,而其他因素,例如长度、形状和重量等也同样重要。

可以与幼儿们一起思考,是否还有其他因素可能影响这些车辆在直线和圆形轨道上的滚动速度。

结论
在这个小班科学课程中,我们研究了卡车和轿车的滚动速度,并比较了它们在直线和圆形轨道上的性能。

通过这个简单的实验,幼儿们能够从基础层面了解有关轮滚和速度的基本概念,以及如何在实验中进行比较研究。

我们相信,这些思想为他们今后研究更复杂的科学问题打下了基础。

快速运动目标的实时检测和跟踪

快速运动目标的实时检测和跟踪
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快速运动目标的实时检测和跟踪
快速运动目标的实时检测和跟踪
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吴家俊 蔡柏林 陈 强 王克逸 渊中国科学技术大学工程科学学院袁安徽 合肥 圆猿园园猿远冤
摘要院为了实现对快速运动的目标实时检测和跟踪袁搭建了一套高速视觉系统袁提出一种基于 再悦月悦则 空间 悦遭 分量的 实时检测和跟踪算法袁 并通过质心预测和 砸韵陨 更新来提高计算效率遥 实验结果表明该方法能够实时准确检测和跟踪 员援猿皂 距离下 源皂 辕 泽 的乒乓球袁对相似物体的干扰和运动模糊袁具有良好的鲁棒性遥 对于分辨率为 远源园曾源愿园 的 愿 位图像袁采集和处 理的速度最快能够达到 猿援圆皂泽遥
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其中袁陨噪 为第 噪 帧 悦遭 分量图像袁月噪 为第 噪 帧 悦遭 分量背景
为了实时检测和跟踪快速运动的物体袁 本文设计了一套高 速视觉实时检测和跟踪系统袁 以 圆园园枣责泽 的速度采集分辨率为 远源园伊源愿园 的 愿 位图像遥系统采用 悦酝韵杂 高速相机和高速图像采 集卡袁 使用 悦葬皂藻则葬造蚤灶噪 接口进行数据传输袁 设计了一种基于 再悦遭悦则 空间 悦遭 分量的背景差分法来检测运动目标袁 并通过感 兴趣区域渊砸韵陨冤的预测更新来减少搜索范围遥 员 系统硬件结构

幼儿园科学教案圆形滚得快

幼儿园科学教案圆形滚得快

幼儿园科学教案圆形滚得快一、教学内容本节课的教学内容来自幼儿园科学教材《发现身边的科学》第四章第二节,主要涉及圆形的特征和圆形物体滚动的现象。

具体内容包括:1.认识圆形;2.探索圆形滚动的快慢;3.发现圆形滚动的规律。

二、教学目标1.帮助幼儿认识圆形,培养幼儿的观察和认知能力。

2.通过实验和观察,让幼儿了解圆形滚动的速度与圆形大小、摩擦力的关系,培养幼儿的探究能力。

3.培养幼儿合作、分享的良好品质。

三、教学难点与重点重点:让幼儿能够识别圆形,并了解圆形滚动的现象。

难点:让幼儿通过实验发现圆形滚动的速度与圆形大小、摩擦力的关系。

四、教具与学具准备教具:圆形玩具、直线轨道、计时器、大小不同的圆形玩具。

学具:每个幼儿准备一个圆形玩具,一张白纸,铅笔。

五、教学过程1.引入:让幼儿观察教室里的圆形物体,如轮子、地球仪等,引导幼儿发现圆形的特征,并讨论圆形物体滚动的现象。

2.讲解:向幼儿讲解圆形的特点,如边缘对称、每个点到中心的距离相等等。

然后介绍实验材料和实验目的。

3.实验1:让幼儿每人拿一个圆形玩具,放在直线轨道上,看谁的圆形玩具滚动得快。

实验中,让幼儿观察和记录圆形玩具滚动的速度。

4.实验2:让幼儿拿大小不同的圆形玩具,放在直线轨道上,观察和记录滚动速度。

5.实验3:在直线轨道上放置不同摩擦力的物体,如白纸、毛巾等,让幼儿拿圆形玩具滚动,观察和记录滚动速度。

7.练习:让幼儿分组进行实验,验证圆形滚动速度与圆形大小、摩擦力的关系。

六、板书设计圆形的特点:边缘对称、每个点到中心的距离相等。

圆形滚动速度的影响因素:圆形大小、摩擦力。

七、作业设计1.请幼儿回家后,找一找生活中的圆形物体,观察和描述它们的特征。

答案:如轮子、地球仪、硬币等,边缘对称,每个点到中心的距离相等。

2.请幼儿尝试自己制作一个圆形玩具,观察和记录滚动速度。

答案:可制作纸杯、塑料瓶等圆形玩具,观察和记录滚动速度。

八、课后反思及拓展延伸课后反思:本节课幼儿积极参与实验,通过观察和记录,发现了圆形滚动速度与圆形大小、摩擦力的关系。

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检结果。该候选圆上的像 素点是图像中的边缘点, 满足距离约束条件, 十分接近真实目标 边界, 可以作为 G V FS n a k e模 型 的 初 始 轮 廓。在 利 用 G V F S n a k e 模型精确提取圆形目标轮廓中, 该方法可以解决初始轮 廓自动设置问题。 根据特定研究的真实目标的特征, 将真实目标简化为一个 由内外三个同心圆组合、 中间带有连接线的圆形模拟目标; 利用 改进的随机霍夫变换能够快速检测出背景中的模拟目标, 获取 目标的初始轮廓, 如图 1所示。其中, 图1 ( a ) 为模拟目标原始 图像, 图1 ( b ) 为改进 R H T提取的模拟目标初始轮廓( 深色粗线 表示) ; 同时, 由于区域约束法所规定的候选圆像素点阈值为自 适应阈值, 因此当目标因遮挡、 光线等原因发生部分丢失的时候 仍能获取目标的初始轮廓。
[ 1 , 2 ]
1 G V FS n a k e 模型
传统 S n a k e 模型是一个能量最小化的二维样条曲线, 在给 定的初始条件下利用自身的曲线特性、 定义的图像能量和外力 的作用, 通过逐步迭代的方式拟合图像中的目标边界。它的主 要局限性在于要求初始化靠近期望的解, 以及对边界凹形部分 的分割存在困难。在此基础上, X u 等构建了梯度矢量流主动轮 廓模型( G V FS n a k e ) , 该模型采用梯度矢量流代替传统 S n a k e 模 型的图像梯度外立场, 运用热扩散原理, 对图像的梯度矢量进行
2 2 2 2 2 2 1 ) ( u )+ f d x d y( ε= μ V-f x +u y +v x +v y
基于最 小 二 乘 拟 合, 利用边缘图像中的曲线段进行分组拟
3 , 4 ] 合[ 。近年来不规则圆的检测与识别, 是研究的热点之一, 文
献[ 5 ] 中研究了基于高斯金字塔分解的不规则圆检测方法。 本文基于主动轮廓模型来解决变形圆的检测问题, 提出结 合随 机 霍 夫 变 换 ( R H T ) 和梯度矢量流主动轮廓模型( G V F S n a k e ) 的方法, 首先利用改进 R H T对目标进行初定位, 获取粗 略的目标轮廓区域, 然后进一步由 G V FS n a k e 算法拟合目标的 真实边缘, 最终提取准确的目标闭合轮廓曲线。

收稿日期: 2 0 1 2- 0 9- 2 4 。中央高校基本科研业务费专项资金项目 ( N P 2 0 1 1 0 4 9 ) 。张翼, 硕士生, 主研领域: 图像技术在导航与定位中的应 用。孙永荣, 教授。王艳, 硕士生。刘晓俊, 硕士生。王潇潇, 硕士生。
2 1 2
计算机应用与软件
( 南京航空航天大学自动化学院导航研究中心 江苏 南京 2 1 0 0 1 6 )
摘 要 实现对圆的快速轮廓检测, 是进行圆形运动目标跟踪与定位的前提。针对圆形目标在成像时发生形变而难以准确检测 其外形轮廓的问题, 提出一种将随机霍夫变换( R H T ) 和梯度矢量流主动轮廓模型( G V FS n a k e ) 相结合的圆形运动目标检测方法。 首先利用改进的随机霍夫变换快速获取目标初始轮廓, 解决 G V FS n a k e 的初始轮廓自动设置问题, 然后基于 G V FS n a k e 的轮廓逼近 能力, 解决传统方法中出现的目标轮廓丢失问题, 准确完整地提取目标的真实边界。实验结果表明, 该方法有效克服圆形目标的形 变, 能够快速地提取目标轮廓, 具备圆形运动目标的实时检测能力。 关键词 圆形运动目标 随机霍夫变换 梯度矢量流主动轮廓 初始轮廓 轮廓丢失 实时检测 中图分类号 T P 3 9 1 . 4 1 文献标识码 A D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 3 8 6 x . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 5 6
( N a v i g a t i o nR e s e a r c hC e n t e r ,C o l l e g e o f A u t o m a t i o nE n g i n e e r i n g ,N a n j i n gU n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s ,N a n j i n g 2 1 0 0 1 6 ,J i a n g s u ,C h i n a )
6 ] 扩散以扩大 S n a k e 轮廓曲线的捕获区域 [ 。
, 从而提高了检测速度; 二是
假设灰度图像 G ( x , y ) 中目标的边缘图像为 f ( x , y ) , ( x , y ) 为像素坐标, 为( x , y ) 处的梯度, G V F场为向量场 V ( x , y )= f [ u ( x , y ) , v ( x , y ) ] , 则轮廓线的能量泛函为:
- ( v - f ) ( f+ f )= 0 μ v y 式中2为拉普拉斯算子。

2 x
2 y
( 2 )
将式( 2 ) 看成时间函数, 用差分近似导数离散方程组, 可得 计算 G V F场的迭代公式:
n + 1 n n n n n u ( 1- b r ( u u u 4 u )+ c ′ t ) u t Δ Δ i , j i , j i , j = i , j+ i + 1 , j+ i , j + 1+ i , j - 1+ i , j ( 3 ) n + 1 n n n n n v ( 1- b r ( v v v 4 v )+ c ″ t ) v t Δ Δ i , j i , j i , j = i , j+ i + 1 , j+ i , j + 1+ i , j - 1- i , j
0 引 言
目前, 基于视频图像的运动目标实时检测技术在民用及军 事领域得到广泛应用。在空间技术深海探测军事防御及侦 察工业自动化计算机辅助与制造机器人视觉生物医学 显微图像的自动判读中经常需要快速检测出具有圆形特征的运 动物体, 以便进一步分析处理。实际成像中往往由于拍摄角度、 相机畸变等因素的影响, 圆形目标在图像中可能产生形变而呈 现椭圆或不规则圆。针对椭圆检测, 主要有两种思路: 一是基于 随机霍夫变换, 利用椭圆的几何性质降低 H o u g h参数空间的维 度, 减少无效采样和累积次数
2 0 1 4年
式中 μ为根据图像噪声设定的调节因子。在图像梯度较小的地 方, 即动态曲线离真实轮廓较远时, 图像的能量主要取决于式 ( 1 ) 的第一项; 反之, 在轮廓线及其附近时图像能量主要决定于 第二项。通过迭代求解极小化能量函数逼近目标边缘, 必须满 足如下欧拉方程:
2 2 2 - ( u - f ) ( f f )= 0 μ u x+ y x
第3 1卷第 1期 2 0 1 4年 1月
计算机应用与软件 C o m p u t e r A p p l i c a t i o n s a n dS o f t w a r e
V o l 3 1N o . 1 1 4 J a n . 2 0
圆形运动目标的快速检测方法研究
张 翼 孙永荣 王 艳 刘晓俊 王潇潇
A b s t r a c t F a s t d e t e c t i o no f c i r c l e ’ sc o n t o u r i st h ep r e m i s eo f t r a c k i n ga n dp o s i t i o n i n gc i r c u l a r m o v i n go b j e c t .T h es h a p ed e f o r m a t i o n o c c u r r e dd u r i n gi m a g i n gt h ec i r c l eo b j e c t w i l l c a u s ed i f f i c u l t yi na c c u r a t e l yd e t e c t i n gi t sc o n t o u r .F o rt h i sp r o b l e m ,i nt h et h e s i sw ep u t f o r w a r dac i r c u l a r m o v i n go b j e c t d e t e c t i o nm e t h o dw h i c hc o m b i n e st h er a n d o m i s e dH o u g ht r a n s f o r m( R H T )w i t ht h eg r a d i e n t v e c t o r f l o w a c t i v ec o n t o u r m o d e l ( G V FS n a k e ) .F i r s t o f a l l ,t h e i m p r o v e dR H Ta l g o r i t h mi s e m p l o y e dt o q u i c k l y d e t e c t t h e i n i t i a l c o n t o u r o f t h e o b j e c t t o s o l v et h ep r o b l e mo f G V FS n a k ei ni t sa u t o m a t i ci n i t i a l c o n t o u r s e t t i n g .T h e n ,t a k i n gt h ea d v a n t a g eo f t h eG V FS n a k ei ni t sc a p a c i t yo f c o n t o u r a p p r o a c h i n g ,t h em e t h o ds o l v e s t h e o b j e c t c o n t o u r l o s i n g p r o b l e mi nt r a d i t i o n a l m e t h o da n de x t r a c t s a c c u r a t e a n de n t i r e r e a l b o u n d a r y o f t h eo b j e c t . R e s u l t s o f t h e e x p e r i m e n t s s h o w , t h e m e t h o de f f e c t i v e l y o v e r c o m e s t h e s h a p e d e f o r m a t i o no f t h e c i r c l e , i t c a ne x t r a c t t h e c o n t o u r o f t h eo b j e c t q u i c k l ya n dh a s t h ec a p a c i t yo f r e a l t i m ed e t e c t i o no nc i r c u l a r m o v i n go b j e c t . K e y w o r d s C i r c u l a r m o v i n go b j e c t R a n d o m i s e dH o u g ht r a n s f o r m G V FS n a k e I n i t i a l c o n t o u r C o n t o u r l o s i n g R e a l t i m ed e t e c t i o n
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