基于Meanshift与摄像机标定的无人机定位方法

针对在全球定位系统信号失效的情况下,提出一种利用机载相机拍摄的移动物体轨迹及其与无人机的相对位置解算无人机的绝对位置的方法.将Meanshift目标跟踪算法与摄像机标定技术相融合进行位置解算,即根据获得的摄像机内外参数、移动物体的图像像素坐标和无人机与移动物体的相对位置确定无人机的世界坐标.经多组实验数据验证,位置解算值绝对误差均不超过真实值的1%,分析结果证明了本方法在无人机自主定位领域的可行性.     

背向滑步式掷铅球的三维运动学分析

为探索优秀男子铅球运动员个体动作技术特征;文中利用瑞士产AOS高速摄像运动捕捉系统,其中两台摄像机以120帧/s拍摄频率进行三维同步拍摄,截断频率为6Hz;建立20个关键点的人体和器械模型,数据解析应用美国产Kwon3D软件进行解析;应用EXCEL2003进行数据处理。得到铅球投掷各个阶段的关节角度、耗时、末速度、肢体位移、铅球出手速度、高度、角度等运动学参数及相关动作特征画面人体棍图或铅球运动轨迹.通过对两名样本运动学参数的分析,得出铅球的运动成绩构成中,出手初速起主导作用,出手角次之,出手高度作用最小.     

基于摄像机标定方法的无人机位置解算

提出一种基于摄像机标定方法的无人机视觉导航系统位置解算方法.利用机载相机拍摄目标模板图片序列,通过角点检测方法确定模板上的特征点,并根据特征点位置及摄像机标定技术,解算相机的位置坐标,从而解算出无人机的位置.以VC6.0与OpenCV为实验平台,对该方法进行实例验证.结果表明:该方法在不考虑摄像机透镜的径向畸变与切向畸变的影响时,也可给出理想的位置解算结果.     

单目摄像机成像系统的设计及其研究

随着计算机视觉技术的发展,用计算机获取图像并转换成数字信号已经应用到许多研究领域,双目摄像机成像系统是利用了两台高速摄像机在不同位置对目标进行拍摄,这种方法的精度虽然很高,可是大大增加了实验成本。为了缩减成本同时又能获得较好的精度,使用一台摄像机利用成像系统实现双目摄像机成像的效果并对硬件进行了设计。     

双目视觉立体标定方法的改进

为了提高双目立体视觉系统中立体标定的精度,提出了一种利用正方形标定域中相互正交方向的消失点进行立体标定的新方法.首先摄像机从不同的方向拍摄平面标定板,在图像平面上确定一个正方形投影区域,再根据射影几何模型中的交比性质,计算出正方形中相互正交方向上的两对消失点;然后利用消失点与光心连线的射影几何性质,线性求解摄像机的全部内外参数;最后利用全局优化方法进行参数的优化.这一方法继承了张正友标定方法畸变模型的使用,实验利用MATLAB通过左右摄像机拍摄的两组图像对方法进行验证,实验结果表明,该方法的立体标定精度较高,且旋转矩阵R和平移向量T均符合实际要求;由于实验中正方形投影区域的大小及具体的位置关系是随机的,使其具有较好的实用性.     

光学测量的飞行器空间姿态测量方法

针对飞行器近景实验中的三维运动姿态参数测量,提出了一种基于序列图像的屏幕光斑成像法的数学模型.通过安装在飞行器表面的激光发射装置向屏幕上投射激光光斑的方法,首先用激光跟踪仪对实验场地内的多方位高速摄像机和固定屏幕进行全局标定并建立各坐标系间的转换关系,利用高速相机同步拍摄记录下屏幕上随飞行器姿态变化而变化的光斑位置,并对拍摄下来的光斑序列图像进行分析以确定飞行器的姿态参数.该方法避开了飞行器运动过程中因喷火等特性对拍摄图像的影响,同时将飞行器的姿态变化进行有效放大,从而使整体测量精度得到提高.实验数据表明,在一定转动范围内,该方法的测量精度不超过0.03°.     

一种新的机器人手-眼视觉目标定位方法

提出了一种机器人手-眼视觉分步动态目标定位方法.摄像机在不同位置对目标分步拍摄,获取目标位置信息并不断修正,最终将目标定位在图像的中心位置,进而引导末端执行器完成对目标的准确抓取.实验结果,显示该手-眼视觉分步动态目标定位方法定位准确,可靠性高.     

摄像机成像过程仿真技术研究

探讨并比较了理想摄像机成像的过程与OpenGL透视投影的机理,从理论角度证明了通过设定OpenGL参数可使其渲染图像与真实摄像机拍摄结果一致。编程实现摄像机成像仿真平台,预先设定摄像机的内外参数,由OpenGL渲染生成不同位置的Checkerboard图像,利用第三方标定程序包进行标定。标定结果与预先设定的摄像机参数一致,证明了理论推导的正确性。通过本系统可以深入了解摄像机理想状态下成像的基本过程,且该模拟方法可摈除无关因素的干扰。为视觉系统标定、立体匹配、畸变校正、动态识别等大部分视觉算法的仿真奠定了基础。     

基于单摄像机视觉测量系统的网络化数据融合

针对单摄像机视觉测量系统无法对被测物体的部件间相互遮挡部位进行测量的问题,提出一种基于单摄像机视觉坐标测量网络化技术。通过单摄像机视觉测量系统分别在每个网络控制点位置对光学特征点进行测量,再将测量的坐标归一化到同一世界坐标系下,进而得到全局数据,实现整体测量。最后应用加权数据融合算法,依据特征向量的稳定理论分配融合权重,将全局归一化的空间坐标进行融合,得到融合估计的最终表达式。应用三坐标测量机进行仿真对比实验,实验结果表明,应用四元数法及欧拉角法归一化的空间坐标,经过本文算法融合后,最大绝对误差为0.035mm,比点集矩中心融合算法精度高、稳定性好。同时,在测量系统的网络归一化应用中四元数法优于欧拉角法。     

基于李代数的人体手臂惯性动作捕捉算法

为了实现实时人体手臂动作捕捉,提出了一种利用惯性传感器实现人体手臂动作捕捉的方法.利用惯性测量单元(IMU)解算出的四元数信息,得到手臂腕部、肘部和肩部关节点的位置.将惯性数据通过蓝牙无线通信方法传到上位机.采用具有毫米级动作捕捉精度的OptiTrack光学动作捕捉设备,得到人体手臂的位置数据,并将其作为基准位置数据.将IMU坐标系下解算出的位置信息变换到OptiTrack坐标系下进行对比.结果表明,该方法适用于自由活动环境下的动作跟踪,具有较高的动作捕捉精度.     

基于Pixhawk的四旋翼无人机视觉自定位系统研究

针对四旋翼无人机在GPS信号不强或被干扰的区域导致飞行控制失效的故障问题,利用Pixhawk飞控板和视觉传感器采集实时数据并通过数传模块将噪声滤除后的位置信息传递至地面站,再利用射影定理和目标定位方法确定位置参数信息.算法首先运用射影定理对目标点快速定位,再利用定位目标的坐标对四旋翼无人机新状态下的位置坐标进行反向定位,有效避免了基于消隐点单应的摄像机焦距变化导致内部参数的变化问题,经仿真实验表明在自定位的精度和速度上,能够有效结合Pixhawk飞控满足自定位,并能规避摄像标定不准带来的定位误差.     

两种摄像机链篦机台车侧板裂缝识别比较分析

烧结环节中链篦机台车的侧板由于受到挤压或因温差较大工作环境而产生的裂缝影响球团烧结质量,严重时影响生产.分别采用千眼狼5F04高速相机与imx600y相机拍摄获取链篦机台车侧板裂缝图像并进行标注.使用基于Deeplab V3+的神经网络模型对两种拍摄的侧板裂缝图像数据训练,并对训练数据实验结果对比分析.实验结果表明,使用千眼狼5F04拍摄的图像数据训练的MIoU指标比imx600y高出9.61％,台车侧板裂缝检测也是千眼狼5 F04效果更好.为链篦机侧板裂缝的精准检测识别使用摄像机型号提供参考依据.     

探讨单台摄像机结合计算机软件摄制精品课程

主要根据福建工程学院拍摄精品课程实践经验,探讨单台摄像机与计算机软件相结合对精品课程进行摄制的方法。单台摄像机与计算机软件相结合摄制精品课程教学录像片,资金投入少、人员动员少、制作时间短,不失为中小规模学校摄制精品课程录像片一种借鉴途径。     

基于Matlab的摄像机标定方法研究

摄像机标定的目的是建立三维坐标与二维图像坐标之间的对应关系,由摄像机拍摄的二维图像通过计算和实验得到物体的三维坐标值.基于摄像机的针孔模型,阐述了摄像机的标定原理和引起摄像机畸变的原因,在Windows系统下利用Matlab的摄像机标定工具箱进行了平面标定模板的角点提取和校正并给出了标定摄像机的参数表.实验表明,该标定方法和标定过程标定精度高、易于实现.     

光学式运动捕捉技术在人体动画中的应用研究

为了使用运动捕捉系统更高效地制作三维角色动画,创造极具真实感动作的三维角色,通过对基于运动捕捉技术的三维人体动画制作流程的分析和实现,提出了运动捕捉过程的数据采集、数据处理及数据重用的方法和技巧,包括摄像机标定、标记点跟踪和三维重建技术等。通过重建后的数据驱动虚拟角色,实现了一系列真实感人体动作的捕获与使用,使虚拟角色具有了生命。     

飞行器姿态参数的光学测量方法及其精度的蒙特卡罗模拟

提出了一种基于光学测量的屏幕光斑成像法的数学模型,用于测量飞行器目标三维姿态参数。首先,用激光跟踪仪对实验场地内的多方位高速摄像机和固定屏幕进行全局标定,并建立各坐标系间的转换关系,然后,通过安装在飞行器表面的激光器合作目标向屏幕上投射激光光斑,利用高速相机拍摄屏幕上随飞行器姿态变化而变化的光斑位置,并对得到的光斑序列图像进行分析以确定飞行器的姿态。通过蒙特卡罗模拟仿真,本文分析了该方法的误差因素并对其精度进行了评估。仿真数据表明,各姿态参数的测量误差基本服从正态分布,在一定转动范围内,其误差值不超过3′。     

平行多基线立体视觉图像校正

介绍了现有双目立体视觉校正算法的原理和过程,分析了其应用于多基线立体视觉系统的局限性,得出其产生原因是各摄像机光心位置不共线造成图像平面不共面.保持三目立体视觉系统中两个摄像机的光心位置不变,利用光心和基线构建三角形,将第三个摄像机的光心投影到前两个摄像机光心连线构成的基线上,使各摄像机的光心共线,然后使用双目视觉校正算法对三个摄像机进行校正.结果表明,算法可正确有效地校正平行三目立体视觉图像对,并可推广至摄像机数目多于三个的平行多基线立体视觉系统.     

非牛顿流体拉膜过程中膜厚及自由面的分析

采用一种特殊夹具装置将基板与旋转流变仪相连,利用旋转流变仪对提拉速度以及浸渍时间进行调控,实现提拉镀膜实验的自动控制;利用高速摄像机对整个提拉镀膜过程进行拍摄记录,并采用流体力学软件对提拉镀膜过程进行数值模拟,从而研究提拉速度对提拉过程中基板的受力、液膜厚度以及自由面形态的影响。结果表明:随着提拉速度的增大,基板竖直方向受力及液膜厚度均逐渐增大,而自由面逐渐降低且动态弯月面区曲率显著减小;相同实验条件下采用数值模拟和分析基板受力的方法求得的膜厚与高速摄像机测得膜厚有很好的一致性,表明两种方法均具有可行性;通过对实验所得数据点进行曲线拟合,发现膜厚与提拉速度的0.68次方成正比。     

电器动态特性测试系统图像处理技术研究

利用高速摄像机和图像处理技术研制了一种快速图像处理的非接触式电器动态特性测试系统,以典型的电磁电器———交流接触器为对象,利用该系统获得接触器动作过程的一系列图像.为了有效地抑制噪声、提高信噪比,笔者首先应用中值滤波算法去除随机噪声,利用图像增强方法突出图像的边缘和细节,再通过Canny算子进行边缘检测,得到图像的边缘图像,接着通过二值形态学变换,可以清晰地看到目标,最后进行目标和数据处理.处理后的数据与Image-Pro Plus6.0专业图像分析软件处理结果十分接近.结合动态信号采集电路采集到的电压、电流、触头、铁心等电与机构动作信号,得到一系列实时性强电器完整的动态特性曲线,为进一步研究和设计电器提供技术支持.     

服装样片图像中直线与曲线矢量化的研究

针对服装制造行业中服装样片的录入问题,提出了一种实现从图像格式到图形格式转化的方法.该方法首先对摄像机所要拍摄的录入平面进行标定,从而保证样片录入后的精度;然后,利用摄像机拍摄样片图像;最后,利用图像处理和机器视觉算法可实现图像到图形的矢量化,形成的图形文件可根据不同服装CAD软件的要求而存储成相应的文件格式.文中主要针对上述过程中的最后一步即矢量化算法进行了详细描述,该矢量化算法能够自动将包含直线和曲线的样片图像矢量化为图形.