非相似立体视觉模型构建与验证

将非相似成像理论引入到立体视觉理论中,探索了一种非相似立体视觉机制,建立了空间目标三维定位模型和深度精度模型。根据流行的非相似等距投影理论,对非相似立体视觉三维定位方程进行了数理推导,并实验验证了所建模型的有效性。结果表明:利用三维定位模型可以准确地获取大空域场景中不同深度的多个目标位置信息,定位误差随着目标深度的增大而缓慢变大,在30 m深度处的定位误差达到1.32 m,误差变化规律与深度精度模型结果吻合良好,且误差值远小于相似立体视觉模型的定位误差。所建模型的优势是无需对非相似畸变图像进行校正,便可较好地得到空间目标的三维坐标,研究工作对于拓展非相似成像理论在大空域态势感知、目标侦察等领域的应用具有重要意义。     

双传感器激光视觉测量系统的校准

构建了由2个结构光传感器组成的激光视觉三维测量系统,建立了测量系统的数学模型.提出了一种基于未知运动的平面靶标获得测量系统全部参数的现场校准方法.实验表明,传感器校准后的三维坐标精度为0.011、0.008和0.115 mm,所提出的校准方法无需依赖专门的三维测量设备,操作简单,促进了双传感器激光视觉测量系统的工程化三维测量应用.     

基于计算机视觉的深度估计方法

深度估计方法可分为主动视觉和被动视觉两类.介绍了被动视觉测距中的五种深度估计方法,包括立体视觉、运动测距、描影法、聚焦法和散焦法,分析了各自的成像原理、数学模型和测量方法.最后,对基于计算机视觉的深度估计方法进行总结,分析了现有测量方法各自的局限性,提出算法进一步改进的方向是应用计算机视觉系统中需要的不同模板,联合依赖...     

基于线结构光旋转扫描和光条纹修复的三维视觉测量技术研究

非接触式三维视觉测量广泛应用在工业制造质量检测中。针对工业金属零部件检测的应用场景,提出了一种基于线结构光旋转扫描和光条纹修复的三维视觉测量方案。首先,通过基于线结构光投影的计算机视觉技术,设计了线结构光旋转扫描视觉子系统,并对工业相机、线结构光平面和旋转扫描中心轴进行标定;然后,针对采集到的光条纹图像存在低灰度区域缺失数据的问题,提出了基于缺失区域自适应灰度增强的光条纹中心线提取算法,有效修复了被测零部件的线结构光投影条纹;同时,利用文中提出的线结构光三维视觉测量方案,通过重建标准球棒的表面点云计算两球直径和球间距来评价测量系统的精度,测量系统精度优于0.06 mm;最后,进行金属轮毂外轮廓形貌测量,通过重复性实验计算轮毂外轮廓最大半径,验证重复性误差优于0.03%。实验结果表明:该方法可以无损伤、高效率、高精度地实现工业金属零部件三维测量,弥补了接触式三维测量方法的缺陷。     

基于双目视觉的医疗机器人摆位系统测量方法

为了实现精确放疗过程中精确定位和肿瘤位置的精确测量,建立了基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统,并对系统所采用的摄像机标定方法、标记点识别及其三维坐标计算、摆位系统的位置验证等算法进行研究。建立基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统;提出了一种对摄像机采用基于平面棋盘格和立体标定模板相结合的摄像机标定新方法;采用Roberts梯度算子对图像分割的方法,识别标记点中心并计算其三维坐标;通过比较基于双目视觉计算和三维坐标测量仪器测量的各个标记点三维坐标的摆位误差,实现放疗过程中位置验证和精确摆位。实验结果表明:摄像机的标定精度为36.5×10-3 mm和各个标记点的三维坐标平均偏差为δX=0.573mm、δY=0.495mm、δZ=0.430mm,测量方法可获得较高的标定精度和摆位精度,能满足精确放疗对高精度摆位系统的临床需求。     

航空接插件线簧孔视觉检测系统的研制

为了提高小内径线簧孔检测的精度和效率,研制了基于计算机视觉检测技术的线簧孔内径测量系统.该系统采用环形LED双光源照明的光电检测装置,提出了内径的图像处理算法,并以VC 6.0为软件平台,完成了整机的研制.系统的内径测量范围为0.5～4 mm,测量重复性精度达±2 μm,操作方便,测量快捷.     

近场数字摄影测量技术在三维测量中的应用

基于近场数字摄影测量术建立了用于三维测量的工业视觉系统。本文介绍了近场摄影测量原理、测量系统定标、测量实验及结果,提出用最小二乘的广义逆法求解非线性方程组解决系统的畸变问题。     

获取物体三维信息的编码光栅法及其定标问题

本文研究了获取物体表面三维信息的主动式方法-编码光栅法(CLP),并提出了用于CLP的定标方法.该方法分为两步,先用DLTEA算法对摄像机进行定标,然后通过线性方程计算光栅平面在三维空间的参数,而不象传统的主动式方法那样,由非线性方程计算三角测量关系中的角度、距离等参数。因而该方法计算简便精度高,也适用于其他类型的主动式方法。理论分析和实验表明,CLP方法具有简单、实用、能快速实现三维信息的获取等特点.     

基于主动式全景视觉的管道形变检测及重构技术的研究

研究了一种采用主动式全景视觉传感器(ASODVS)的 管道内表面全方位检测方法。基于主动式全景视觉检测原理, 提出了一种能够快速、全方位获取管道内壁三维点云信息,实现视觉检测管道形变的全景激 光视觉系统; 利用携带有ASODVS的爬行机器人进入管道内部,采集激光横断扫描全 景图像;然后根据提 取的管道内壁三维点云数据计算最小直径、横断面面积等几何特征判断变形率;最后根据三 维点云圆周分 布的特征,采用三角格网模型进行三维重构。实验结果表明:基于主动式全景视觉的管道内 壁全方位检测 系统能够实时完成对管道凹凸形变的检测和识别,并恢复管道内壁的三维形貌,具有较高的 检测精度。     

基于计算机视觉算法的图像处理技术研究

真三维显示技术将图像每个三维体素空间位置、亮度和色彩进行真实还原,这样就可以建立起三维空间图像。但进行智能交互过程中会存在图像畸变问题。文章针对该问题提出一种新型的计算机视觉算法,通过ARM芯片构建起计算机视觉系统,利用高速摄像机、定向散射屏来进行高速投影,再结合CNN模型来进行深度生产,对投影时产生的畸形图像进行矫正处理,可以达到较高分辨率和较宽的视角,具有很高的应用价值。     

头盔式微光夜视仪中折/衍混合物镜的设计

为了使头盔式微光夜视仪结构更加紧凑和小型化,在成像物镜设计中引入衍射面,利用衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)独有的负色散性质和光波面任意相位调制的特点,运用CODEV光学设计软件,设计了焦距为25 mm,视场为40°,相对孔径为1/1.2,全视场畸变≤5%的头盔式微光夜视仪的折/衍物镜系统,并讨论了适用于加工衍射面的结构参量。结果表明在物镜光学性能保持不变的情况下,所设计的折/衍物镜与传统物镜比较,成像物镜在使用两个衍射面后,提高了物镜的成像质量,镜片数由原来的9片减少到了7片,光学总长由原来的75.9 mm缩短为57.8 mm。     

Robot Vision System for Coordinate Measurement of Feature Points on Large Scale Automobile Part

In this paper, we present a robot vision based system for coordinate measurement of feature points on large scale automobile parts. Our system consists of an industrial 6-DOF robot mounted with a CCD camera and a PC. The system controls the robot into the area of feature points. The images of measuring feature points are acquired by the camera mounted on the robot. 3D positions of the feature points are obtained from a model based pose estimation that applies to the images. The measured positions of all feature points are then transformed to the reference coordinate of feature points whose positions are obtained from the coordinate measuring machine (CMM). Finally, the point-to-point distances between the measured feature points and the reference feature points are calculated and reported. The results show that the root mean square error (RMSE) of measure values obtained by our system is less than 0.5 mm. Our system is adequate for automobile assembly and can perform faster than conventional methods.     

基于光栅投射的机器人导航视觉传感器研究

为了实现暗环境下移动机器人导航中障碍物的检测与运动机器人的定位,采用了一种组合式光栅投射立体视觉传感器研究方法,首先通过光栅投射和立体视觉相融合的方法,建立光栅投射立体视觉传感器几何和数学模型,然后利用空间设备位置约束原理和投影平面相交的方法,进行了机器人视场内空间物体的3维坐标计算,建立了可靠真实的障碍物检测和分析方法,并进行了理论分析和实验验证,取得了距离计算精度0.8mm的数据。结果表明,该方法对于图像计算的精度在亚像素级。该方法有利于目前黑暗环境中机器人无法自主导航难题的突破,为黑暗环境中无全球定位系统支持的机器人导航提供了基础探索。     

微细管道内壁缺陷测量系统构建和技术

为满足微细管道内部缺陷检测需要,提出了一种将外部光源导入、内部图像导出的解决新思路,基于360°全景锥镜、视像管、环形光源、近景光学镜头及高分辨率相机构建了光学信息传输部件,并与计算机共同组成机器视觉检测系统。在检测系统构建中,光学信息传输部件的姿态调整是一个关键环节,本文对此展开了深入的研究,给出了调整评判依据及完整的调整实现流程,最终构建了较为理想的微细管道内部缺陷测量系统。基于测量系统,对深100mm、孔径9mm的管道样件内壁上0.5、0.8及1.0mm的微孔模拟缺陷进行了多次测量,测量结果标准差分别为0.025、0.026及0.028mm。实验结果表明,基于本文的调整技术构建的检测系统,可以实现检测部件与待测管道的精确对准,进而实现微细管道内部缺陷的高精度测量。     

利用立体视觉的线结构光参数标定

准确标定系统参数是利用线结构光进行高精度测量的前提,文中提出了一种基于双目立体视觉的线结构光参数标定算法,以期达到在工业现场进行高精度、强鲁棒性标定的目的。算法首先采用Tsai两步法标定摄像机内参数和双目相机坐标系间的刚体变换,然后利用立体视觉极线约束条件匹配双目激光条纹点,并将其重构到三维空间以进行光平面标定。相对于...     

基于单摄像头双目成像系统在计算机视觉中的应用研究

利用单个摄像头和一平面镜的舍体实现了双目成像系统的三维视觉功能,并理论证明了平面镜相对于摄像头按一定条件放置时,利用合体可以得到适于三维立体视觉的图像。在已知舍体内外部参数的情况下,由舍体所得图像进行点的三维立体恢复的理论推导。对合体的标定、内外部参数的确定也进行了理论推导。最终证明,由合体进行三维立体恢复,其实质相当于双目成像。通过实验对合体和一双目成像系统分别进行了标定,利用标定的结果进行了对点的三维立体恢复。结果表明两者精度相当。     

基于IMAQ Vision的零件尺寸视觉测量系统

针对常规方法测量衔铁小轴零件尺寸效率低、精确差的不足,提出一种基于机器视觉的零件尺寸测量系统。以500万CCD相机、远心镜头、LED背光源进行系统搭建,基于LabVIEW开发平台,利用IMAQ Vision视觉工具包进行软件开发。在该系统中,依据小轴轮廓开发自动截取感兴趣区域(ROI)模块;利用IMAQ Vision视觉函数实现二值化、形态学去噪以及边缘轮廓提取,最终实现几何参数测量。通过稳定性和重复性测试,结果表明:基于IMAQ Vision的视觉测量系统测量精度可达0.005 mm,系统测量稳定、抗干扰能力强。     

影响夜视仪器观察因素的分析

系统分析了影响夜视仪观察的基本因素。从外部因素(人眼及视觉、辐射源、大气效应)与内部因素(像管、夜视仪的光学系统、高压供电系统)分析了各影响因素的本质和产生影响的特点，以此来论述夜视仪的发展依据及正确使用所应注意的问题。     

引线键合图形识别系统中的照明系统模拟技术

1. Introduction The wire bonding cycle can be divided into three main modules: Indexing, Pattern Recognition, and Wire Cycle. Typically, before bonding a package, the bonder’s vision system identifies“ taught”regions or fiducials in the circuitry pattern. Once the Pattern Recognition System (PRS) locates the fiducials, the bonder can map the overlay of bond locations that were originally taught against the fiducials position. Variations in LEDs (Light Emitting Diodes) brightness can …