基于角点的双目视觉绝对定位研究

针对于双目视觉中立体匹配难,获取视差不准确,提出利用亚像素特征角点进行立体匹配,利用张氏标定法先进行单目标定,再进行双目标定,对输入图片进行校正,人工选择特征点点对进行立体匹配得到视差,利用三角测量法,通过视差与重投影矩阵,得到单个空间点的三维坐标,将其转换到跟踪仪坐标系与跟踪仪测量反射球的空间坐标进行比较,利用视觉系统测量特征点的不同位置的三维坐标继而得到空间距离,将其与跟踪仪测量反射球移动得到的距离进行比较。实验结果表明在视野为1 m×1 m×1.5 m的范围内每个特征点空间坐标定位精度在3 mm以下,距离测量精度在0.5 mm以下,相对误差最小能达到0.2%。在特征点提取准确的情况下,运算量少,效率高,能达到较高的测量精度。     

基于PMD相机的特征跟踪位姿测量方法

PMD相机是一款基于TOF(时间飞行技术)原理的主动式3D相机。该相机可以同时获取灰度图像和距离图像,具有帧率高、无需扫描、不依赖于外界光照等特点,可以将其用于目标的实时位姿测量。研究了相对位姿测量问题,提出基于PMD相机的特征跟踪位姿测量方法。该方法利用PMD相机可直接获取目标物体上各点的深度信息的特点,实时获取目标图像中的特征,并且利用卡尔曼滤波算法,对目标特征进行实时跟踪,提高了位姿测量系统获取信息的速度,而且有效的避免了传统的图像配准方法中提取特征信息存在的复杂性和误差问题。根据获得的特征信息,通过特征点之间的约束关系,实时的确定相机与目标之间的位姿参数。实验结果表明此方法的可行性和有效性。     

红外对接技术在可移动工频耐压测量平台中的应用

工频耐压试验是鉴定电气设备绝缘水平最有效、最直接的方法。为了提高实验平台的组装效率,节省人力和时间,本文将红外对接技术应用到可移动工频耐压测量平台中。测量平台利用安装在电动车架前端的两个红外传感器定位,根据得到的步进电机旋转角度参数,通过三角法就能计算出电动车架与实验变压器的相对位置,进而规划出测量平台对接过程和运动轨迹。测量平台沿着该轨迹行走就能实现与实验变压器的自动快速对接,目前该技术已得到成功应用。     

基于单目视觉的球形电机转子方位测量方法

球形转子方位测量是构成永磁球形电动机闭环控制系统的重要组成部分,传统的非接触式测量方法算法复杂且实时性差,针对该问题提出了基于单目视觉的球形电动机转子二自由度方位测量方法。通过球形电机的机械结构确定了视觉测量装置的构成,在电机转子表面与输出轴固联位置喷涂圆形标记,分析相机获取的图像得到具有转子方位信息的特征点的坐标,从而计算出特征点在实际空间中所对应的转子方位。利用滑轨支架测量系统进行实验验证,实验结果表明该方法的有效性。     

基于改进梯度加权的零件图像高精度聚焦方法

以标准量块为实验对象，针对环形光源照射下的零件图像易出现倒角特征成像存在宽边缘，手动调焦缺乏相机聚焦的客观性而导致图像聚焦不精确等问题，提出一种基于改进梯度加权的零件图像高精度聚焦方法。首先采用条形光源45°布置的照射方式，消除倒角特征在成像中的宽边缘。其次，基于改进Otsu实现自适应分割阈值获取，提取图像特征边缘点。接着，基于4方向Sobel算子获取边缘点梯度值。然后，根据像素点与其8邻域像素点灰度分布差异值大小，获取像素点梯度加权系数。最后，通过改进梯度加权的聚焦评价函数完成图像清晰度评价，获取精确聚焦图像，实现高精度尺寸测量。实验结果表明，该方法相比传统高精度测量方法精度更高，与人工测量值相对误差在0.002 4%以内。改进聚焦评价函数相比传统评价函数清晰度比率平均提升75倍，灵敏度因子平均提升5倍，陡峭度平均提升1倍。     

基于鱼眼相机畸变图像的大尺寸目标测量方法

为满足大尺寸目标高精度图像测量的需求,提出一种利用鱼眼畸变图像实现宽视野、大几何尺寸目标测量方法。根据非线性畸变的多项式逼近函数建立鱼眼相机成像模型,通过立体标定板来确定相机参数;将相机沿光轴方向移动采集一组图像,建立鱼眼相机的测量模型实现待测目标尺寸的测量。通过对棋盘格和某大型建筑物几何尺寸的测量实验表明,本文提出的直接利用畸变图像进行测量的方法优于传统的将畸变图像校正成线性图像测量的方法,具有更高的测量精度和稳定性。     

基于机器视觉的孔类零件尺寸在线检测

应用机器视觉技术对孔类零件进行尺寸测量,采用边加工边测量的方式进行在线检测,可有效缩短零件的生产周期,提高生产效率。通过分析零件的工艺特征,选用CMOS相机与高精度远心镜头,对有倒角的特征采用环形光源照明,对未倒角的特征采用同轴光源照明,提高了硬件平台的柔性化。针对图像采集与传输过程中的椒盐噪声与高斯噪声,对采集后的灰度图像先采用中值滤波去除椒盐噪声,然后采用最小误差法选定阈值,将灰度图二值化,完成图像分割,再使用Canny算子进行边缘检测,同时去除高斯噪声。最后,使用标定板进行相机标定来获取标定系数,调用图像处理软件Open eVision进行尺寸测量,将系统检测数据与检具测量数据进行比较分析,实验结果表明本检测系统的精度可达0.02 mm。     

鱼眼图像的目标物体角点检测方法

为实现宽视场角图像中目标物体的定位,提出了一种鱼眼图像的目标物体角点检测方法。首先对含有目标物体的鱼眼图像进行等面积切分,利用目标物体即网格图像灰度直方图的明显特征确定目标区域;然后根据实际应用对Harris算法进行改进,并将其应用至目标物体的角点检测中,确定目标物体位置。实验结果表明,能有效确定目标区域,视觉冗余度由90.3%下降到47.8%,目标物体角点检测准确率为83.8%,可以为实现宽视野范围目标的位置与距离同时测量奠定基础。     

基于LightGBM的输电线路点云分类方法

提出基于LightGBM的输电线路点云分类方法。该方法定义了输电线路点云的高程类和特征值类特征,并根据点云中各点的特征值,采用LightGBM算法将输电线路点云分为了地物点、杆塔点和电力线点3类。实验结果表明：该方法能高效准确地实现输电线路点云分类,应用效果优于随机森林和BDT算法;根据点云特征重要性分析表明,高程类特征在输电线路点云分类中贡献最大;特征值类特征起到了细化分类结果的作用。     

无线工频电场测量与警示仪及应用

研究了一种基于无线传输的工频电场测量警示仪,该测量警示仪采用电压感应式传感器测量目标点的工频电场强度,采用数码管显示测量点的电场强度大小.如果测量值超出设定的标准值,仪器可以采用声音报警提示目标场所处的范围,电力职工可以根据测点电场强度以及相关标准判断在该区域的工作时间.此外,测量仪还能以无线传输的方式将测量值发送给到...     

磁导航定位手术系统(MSS)的研究

在磁导航定位手术系统 (MSS) 的前期试验验证阶段,为了给兴趣目标物体进行空间定位,采用双目机器视觉的方法,对小磁珠进行空间定位检测.论文详细介绍整个试验实现.以普通视觉模型为对象进行立体视觉检测系统的应用研究,在开发的磁导航定位手术系统软件MSSLocater1.0的基础上进行了大量的空间定位实验,给出试验结果、试验精度分析,从而验证该系统是可行的.     

基于Snake算法的圆盘仪表示数识别技术研究

仪表示数的自动识别对于自动检测和自动控制具有重要意义,文章以圆盘仪表示数的自动识别为研究内容展开研究。提出了一种基于Snake算法的自动识别方法,整个算法分为Hough变换粗定位圆形特征、Snake算法精定位圆形特征、Hough变换检测直线特征三个环节。此方法以Hough变换检测的圆形特征为初始条件,进而根据Snake模型的内力和外力,引导Snake曲线向更加精确的圆形特征逼近。针对压力表图像展开相应的实验研究,实验结果证实了基于Snake算法的自动识别方法的有效性。     

Uncalibrated Workpiece Positioning Method for Peg-in-hole Assembly Using an Industrial Robot

This paper proposes an uncalibrated workpiece positioning method for peg-in-hole assembly of a device using an industrial robot. Depth images are used to identify and locate the workpieces when a peg-in-hole assembly task is carried out by an industrial robot in a flexible production system. First, the depth image is thresholded according to the depth data of the workpiece surface so as to filter out the background interference. Second, a series of image processing and the feature recognition algorithms are executed to extract the outer contour features and locate the center point position. This image information, fed by the vision system, will drive the robot to achieve the positioning, approximately. Finally, the Hough circle detection algorithm is used to extract the features and the relevant parameters of the circular hole where the assembly would be done, on the color image, for accurate positioning. The experimental result shows that the positioning accuracy of this method is between 0.6-1.2 mm, in the used experimental system. The entire positioning process need not require complicated calibration, and the method is highly flexible. It is suitable for the automatic assembly tasks with multi-specification or in small batches, in a flexible production system.     

基于有限元仿真和微分进化算法的电场测量仪支架优化

首先通过实验分析研究了测量仪支架结构、环境湿度、支架材质对工频电场测量误差的影响;然后通过有限元仿真计算软件搭建了高压输电线路测量仿真模型,对高压工频电场环境及测量仪支架介入后的畸变电场进行仿真计算,并利用大量仿真结果建立了基于BP神经网络的电场测量误差预测模型;最后采用分子微分进化算法以测量误差最小化为目标对测量支架结构参数进行优化求解。研究结果表明,所优化设计得到的新型电场测量仪支架可有效减小测量误差和增强对湿度环境的适应性。     

基于kalman滤波的机器人三维视觉定位

针对三维视觉定位问题,提出了一种基于kalman滤波的机器人眼在手上视觉定位方法。利用图像的全局特征描述子-图像矩来提取目标的三维图像特征,在不标定摄像机和机器人坐标变换关系的情况下,采用kalman滤波估计算法对图像雅可比矩阵进行在线辨识,并建立图像特征反馈控制,使定位目标物体的图像坐标始终保持在图像平面的中心位置。利用MATLAB仿真软件建立了基于kalman滤波的机器人眼在手上视觉定位仿真模型,实现了机器人的三维视觉定位。实验研究表明,该方法可以使机器人到达目标位置,且定位精度较高。     

大尺寸部件测量信息高速并行处理系统设计

针对航空、航天等工业中的大尺寸部件,传统的测量方法精度低、效率低,研发一种全视角、高精度的三维测量设备尤为必要。全视角图像信息处理是整个设备的关键,为了高速、高实时性地处理大尺寸图像信息,对高速并行图像处理技术进行研究,设计基于FPGA+双多核DSP的并行图像处理方案,实现系统硬件电路,提出并行处理的软件实现方法,将图像处理算法向硬件系统移植,对系统进行试验验证。对8 000×10 000的图像处理结果表明,单帧图像处理平均速度不大于0.15 s。     

基于机器视觉的发动机气缸壁珩磨角测量方法

针对实际工业检测中发动机气缸壁珩磨角人工测量存在效率低、精度低等问题,提出了一种基于机器视觉的发动机气缸壁珩磨角测量方法。首先利用Gabor最优滤波通道算法处理样本图像获得线性特征增强后的网纹图像,再对网纹图像进行DFT转化获取傅里叶频谱图像,然后基于数字微分分析算法获取频谱图像中的峰值直线并计算两条峰值直线的夹角作为计算结果,同时与基于Camera Measure测绘软件手动测量结果进行对比。通过实现测试结果表明:该方法相对于手动测量结果的误差仅为0.33%,重复测量的均值差为±1°以内;在检测时间上,检测一个工件的平均时间为0.53 s。该测量方法测量精度高、测量速度快等优势,可以有效地取代工业检测中的人工测量。     

基于霍夫变换及相似度检测的圆形表计检测方法

变电站巡检机器人沿巡检道路行走进行设备巡检,停在预定的监控位置,调用云台预置位将监测仪器对准被监测设备,可见光检测仪器通过光学变焦获取比例适当的清晰图片。由于机器人导航定位精度、行进姿态偏差和云台预置位定位精度等误差的综合影响,导致每次巡检时同一观测目标的成像位置在整幅图像视野中的位置有较大偏差。霍夫圆检测作为常用的圆形检测方法可以很好地检测图像中的圆形,但是搜索区域、搜索半径等参数设置需要人为反复试验才能取得良好的检测效果,因此不适合于背景复杂且圆形大小未知的变电站图像。文章将霍夫圆检测和感知哈希相似度算法相结合,从霍夫圆检测结果当中,筛选出与基准图圆形表相似的现场圆形表计,定位出圆形表计所在位置,从而计算出圆形表与其在基准图的位置偏差,通过云台扭转实现表计二次对准。     

三坐标测量机高速测量过程动态误差分析与补偿

三坐标测量机测量过程的动态误差制约着工业现场测量效率的提高,为此,提出一种三坐标测量机高速测量过程动态误差补偿方法以改善测量精度。为使研究具备典型性与代表性,以市场上较为广泛使用的移动桥式三坐标测量机为研究对象,通过建立误差分离平台分析测量机高速测量过程动态特性,确定了能够表征测量过程动态误差的四项参数,即最大定位误差(MPE)、残余定位误差(RPE)、最大逼近误差(MAE)、残余逼近误差(RAE)。采用正交实验方法分析了动态误差参数的共性影响因子(定位速度、定位距离、逼近速度、逼近距离)对动态参数的影响程度,并利用三坐标测量机测量标准球得到训练样本和测试样本,分别使用训练样本和测试样本对测量机测量过程动态误差进行建模和补偿。结果表明,经模糊神经网络模型补偿后动态过程误差分别减小了88.8%、80.2%、90.8%、71.3%,证明了模糊神经网络模型能够有效提高测量机的动态测量精度。