计算机微视觉在微运动测量中的应用

计算机微视觉方法在微运动测量中得到了广泛的应用.本文对计算机微视觉测量的基本原理、特点及采用计算机微视觉测量微运动的精度影响因素进行了分析.此外,以精密微动平台为测量对象,将计算机微视觉与运动估计算法相结合,测量了微动平台的微运动.测量结果表明,这种将计算机微视觉与运动估计算法相结合的方法能够实现高精度的微运动测量.     

视觉导引AGV的数字图像处理

自动引导车(AGV)的视觉导引方式具有信息量大和引导柔性等优点.视觉导引方式中导引图像的处理技术处于很重要的地位.本文介绍AGV视觉导引系统的原理,并针对视觉导引AGV的数字图像进行了噪声滤波、二值化、边缘检测和直线拟合等.通过在自主研制的小车样机上进行试验,验证了图像处理过程的准确性和实时性,表明该方法具有良好的使用效果.     

基于共面4点的机器人位姿求解及其不确定性分析

针对工业机器人视觉伺服控制系统的位置定位问题,提出了一种采用共面4点的单目机器人视觉系统的摄像机位姿求解方法.为评价这种单目机器人视觉系统的定位精度,对定位不确定性的评定方法进行了研究,并在深入分析机器人视觉系统平面定位精度不确定性的基础上,提出将极大似然抽样一致性与上述位姿求解方法相结合,以改善机器人的定位精度.实验证明,该方法在抗噪声能力、对外点稳定性方面优于传统的最小二乘法,有利于提高视觉系统的定位精度和鲁棒性.     

机器人视觉系统标定问题研究综述

在视觉反馈机器人的控制中,摄像机的标定是一个基本的、重要性的问题.该文首先对摄像机的成像模型进行分析,明确了视觉系统标定的主要任务,然后从离线标定和在线标定两方面阐述了相关的研究思路和方法,为机器人视觉系统的研究提供了参考.     

结合视觉里程计的微小型空中机器人SLAM研究

经典的基于“平滑摄像机模型”的单目视觉同步定位与地图构建方法无法适用于具有复杂飞行模式的微小型空中机器人.针对这个问题,提出一种结合视觉里程计的单目视觉同步定位与地图构建方法.该方法通过视觉里程计直接估计机器人机载摄像机相对位姿变化,并将这些位姿信息嵌入基于EKF的单目视觉同步定位与地图构建算法中.同时,在采用视觉里程计进行位姿估计时,针对可能出现的退化问题,采用特征分类的策略,提高了估计的鲁棒性.将方法应用于一套真实的微小型智能无人直升机系统上,实验数据验证了方法具有良好的适用性和实用性.     

结构光视觉传感器误差分析与结构分析

结构光视觉传感器是视觉焊缝跟踪系统获得焊缝信息的重要组成部分,其测量误差与性能对焊缝跟踪系统的总体测量精度及可靠性有着直接影响.本文对应用于焊缝跟踪的结构光视觉传感器进行误差分析,包括传感器硬件系统结构误差、激光散斑噪声误差及镜头畸变误差等,并对不同结构方式下的视觉传感器建立了数学模型,具体分析了结构参数对其误差的影响,提出结构光视觉焊缝跟踪传感器优化设计方法,并依据仿真结果给出结构优化设计参数,最后通过实验验证了该优化设计方法的正确性.     

立体视觉中的图像立体匹配方法

图像立体匹配是立体视觉的核心技术,在三维重建、视觉测量及目标识别等领域中得到了广泛的研究和应用.根据立体匹配技术特点,图像立体匹配可分为三大类:局部立体匹配、全局立体匹配和半全局立体匹配.着重介绍了前两大类中典型的图像立体匹配方法.对各种图像立体匹配方法的匹配算法进行了分析研究,并对图像立体匹配方法的发展提出了一些建议.     

一种改进的k-means聚类视觉词典构造方法

传统词袋( bag of words,BoW)模型在构造视觉词典时一般采用k-means聚类方法实现,但k-means聚类方法的性能在很大程度上依赖于初始点的选择,从而导致生成的视觉词典鲁棒性较差,此外,每次迭代都要计算数据点与中心点的距离,计算复杂度高.针对上述问题,提出了一种改进的k-means聚类视觉词典构造方法,该方法首先对初始值的选取进行了优化,克服了随机选取初始值对聚类性能的影响,其次基于三角形不等式对计算进行了简化,使生成的视觉词典更加稳定,计算复杂度更低,最后引入权值分布对图像进行基于视觉词典的表示,并将基于改进的视觉词典的词袋模型应用于图像分类,提高了分类性能.通过在Caltech 101和Caltech 256两个数据库进行实验,验证了本文方法的有效性,并分析了词典库大小对分类性能的影响.从实验结果可以看出,采用本文方法所得到的分类正确率提高了5％～8％.     

机器视觉定位平台的设计

研究了机器人视觉定位的工作原理,分析了视觉定位的常用方法.针对视觉定位系统的实际应用,介绍了相关的图像处理方法.通过采用合理有效的图像处理技术,实现了对目标图像的特征提取,进而构建了视觉定位系统的平台.从实验结果来看,系统实现了移动机器人在结构环境下的定位.     

基于牛顿迭代法的显微视觉控制方法研究

在建立显微立体视觉模型的基础上,提出一种仿牛顿迭代法的视觉控制方法,通过遮代逼近的方法控制机械手运动到指定住置,同时还对迭代逼近的收敛条件及近似线性显微视觉系统的迭代误差上限进行分析推导.实验证明,本方法避免了系统的精确标定和高频率采样,具有精确度高、收敛速度快、鲁棒性好等特点,平均迭代3.5次就可以以一个像素的精度逼近目标位置.     

基于神经网络的双目视觉传感器建模

根据双目视觉传感器的工作原理 ,分析了影响测量精度的因素 ,表明双目视觉传感器的物体空间坐标与图像坐标之间存在复杂的非线性映射关系 ,其数学模型无法用解析式精确地加以描述。因此 ,提出一种基于神经网络的双目视觉传感器建模方法。数值实验表明 ,该方法简便易行 ,建立的模型有较高的精度     

A Study of Computer Vision for Measuring Surface Roughness in the Turning Process

The paper presents a system for measuring the surface roughness of turned parts using a computer vision system. The images of specimens grabbed by the computer vision system are processed to obtain parameters of their grey levels (spatial frequency, arithmetic mean value, and standard deviation). These parameters are used as input data to a polynomial network. Using the trained polynomial network, the experimental result shows that the surface roughness of a turned part made of S55C steel, measured by the computer vision system over a wide range of turning conditions, can be obtained with reasonable accuracy, compared to that measured by a traditional stylus method. Compared with the stylus method, the computer vision system constructed is a useful method for measuring the surface roughness of this material faster, at a lower cost, and with lower environmental noise.     

三维机器视觉测量系统的坐标计算模型研究

分析了单摄像机成像原理和激光三角测距原理,建立了三维机器视觉测量系统的原理模型,给出了根据单幅二维数字图像计算检测目标三维坐标信息的具体方法,为三维机器视觉系统研制开发奠定了理论和算法基础。     

DISTANCE MEASURING MODELING AND ERROR ANALYSIS OF DUALCCD VISION SYSTEM SIMULATING HUMAN EYES AND NECK

A dual-CCD simulating human eyes and neck (DSHEN) vision system is put forward. Itsstructure and principle are introduced. The DSHEN vision system can perform some movementssimulating human eyes and neck by means of four rotating joints, and realize precise object recogniz-ing and distance measuring in all orientations. The mathematic model of the DSHEN vision system isbuilt,and its movement equation is solved. The coordinate error and measure precision affected by themovement parameters are analyzed by means of intersection measuring method. So a theoretic founda-tion for further research on automatic object recognizing and precise target tracking is provided.     

工件特征点三维坐标非视觉测量方法综述

对工件上特征点的三维坐标非视觉测量方法进行了综述,其中包括平台高度尺法、电子经纬仪法、坐标测量机法、雷达测量法、莫尔条纹测距法、跟踪式激光干涉仪测距方法等。对每种方法的特点及其测量精度进行了详细的分析,并介绍了目前的发展及应用现状。     

岸边桥式起重机电子防摇中的计算机视觉测量系统

运用计算机视觉测量的技术，对岸边桥式起重机钢丝绳实时偏摆角以及角速度的测量进行了研究，建立了偏摆角及偏摆角速度检测的模型，设计了测量实验的方案，取得了较好的效果，为岸边桥式起重机电子防摇系统的提供准确的前处理数据。     

基于坐标测量机的轴向立体视觉测量方法研究

为了解决双目立体视觉测量过程中图像匹配计算量大、算法复杂、误匹配率高的问题,提出了一种轴向立体视觉测量方法。该方法由单个摄像机沿坐标测量机轴向先后捕捉被测物表面,利用同轴摄像机外极线相互平行的特性进行同源相点的逐个匹配,并根据视差原理反求三维坐标。着重论述了该方法的原理、同源点匹配及具体实现过程,并通过实验进行了验证,测量了一个塑料盘的边缘并进行了重建。研究结果表明该方法能提高匹配效率,减小误匹配几率,实现快速高效的非接触式测量。     

双目视觉脉搏图像三维信息获取的研究

通过双目视觉原理构成脉搏图像传感器采集脉搏薄膜图像。对系统摄像机采用张正友标定方法,得出系统结构参数建立的物空间坐标到像平面坐标对应矩阵。再基于SIFT特征算子进行左右2幅图像匹配,得出2幅图像一一对应的特征点。最后根据双目视觉原理得到特征点的三维信息。     

大尺寸油浸密封圈精密图像检测系统的研制

研制了一种犬尺寸油浸密封圈精密图像检测系统。为了采集到清晰的图像,专门设计了高均匀度的LED照明系统;为了减小图像失真,提高测量精度,选用了高分辨率的双侧远心镜头;提出了可实现图像坐标系与世界坐标系转换的精确标定方法和有效的图像测量算法。用该系统对标准环规和密封圈产品进行检测的结果表明,其测量精度和检测速度完全符合用户要求。     

Optical measuring equipments. Part II: Measurement traceability and experimental study

Part II of this study is essentially an experimental development of the previously shown theoretical model. Based on the model for calibrating the “vision subsystem” developed in part I, an example of measuring and calculating uncertainties that ensures the traceability of the measurements is presented here. The Monte Carlo method is used as a tool for estimating uncertainties and the effectiveness of the proposed method is experimentally verified by measuring a calibrated line scale. Finally, the validity of the calibration parameters of the “vision subsystem” is determined.