用夏克-哈特曼探测器测量人眼波前像差

为了精确测量人眼的高低阶像差,设计并搭建了一套人眼波前像差精确测量光学系统。该系统采用夏克-哈特曼波前探测器进行波前探测,可以在不同瞳孔、不同视场和不同调焦状态下精确测量人眼的波前像差。用ZEMAX软件对系统进行模拟分析,验证了该系统的探测精度,讨论了系统的调焦性能。用该系统实验分析了人眼各阶像差的分布情况、瞳孔大小和调焦状态对人眼波前像差的影响,以及人眼波前像差的时间和空间变化特性(变化频率约3 Hz,等晕角约为1.5°)。结果表明,该系统精度高(PV1/20λ),操作方便,是人眼波像差的研究和个性化角膜手术的有力工具。     

基于区域投影的微型足球机器人系统识别

针对足球机器人这一多机器人系统中机器人小车和球的视觉识别 ,开发了一种基于区域投影的识别方法。首先对于由 CCD镜头所捕获的图像进行宏观位置跟踪 ,即自上而下、自左至右地进行网格搜索 ,获取目标物体 (机器人小车和小球 )内一点 ;然后从该点出发 ,利用区域投影 ,对目标物体精确定位 ,得到小球和各机器人的中心位置及各机器人的方位。运行结果表明 ,本方法具有较高的识别精度 ,能够很好地识别处理多个机器人粘连在一起的情况 ,同时识别速度较快 ,对于大小为 80 0 pixels6 0 0 pixels(包括六个机器人小车 )的图像 ,采用 PII35 0 PC识别速度达到每帧仅用时 1.2 m s。     

临场感测试技术及力觉临场感的实现

本文对临场感的概念作了说明，总结了临场感测试技术的特点。在对人的力觉感知过程分析的基础上，设计了和人手相接口的单自由度力觉临场感测试系统，并从电路二端口网络理论出发对力觉临场感的测试原理和方法作了分析。实验表明了该测试技术的有效性。     

基于双目视觉的标志点定位系统硬件设计

双目视觉通过模仿人类视觉来获得物体的深度信息,使机器具有从二维图像认知三维环境的能力。针对特定应用场合,建立一种自主设计的反光标志点,通过被动式反射光源发出的光来进行定位。基于双目视觉原理搭建试验平台,分析了系统硬件各组成部分技术特点,通过对系统硬件的特殊设计很好地解决了复杂背景对目标物识别定位的干扰。最后通过距离和角度测量试验,验证系统的精度。     

逆向工程中线激光-机器视觉集成坐标测量系统研究

将立体视觉和线激光扫描传感器集成到三坐标测量机（CMM）下，由立体视觉来获得物体的边界或轮廓信息、线激光扫描传感器获得物体表面的三维数据，利用多传感器的信息融合技术对三维数据进行分割，提取被测物体的几何特征，并在此基础上构建物体模型。多传感器集成坐标测量系统避免了单一传感器的局限性，从而为非接触测量系统在逆向工程中的应用开辟了新的途径。     

机器视觉定位平台的研究与应用

机器视觉主要研究用计算机模拟人的视觉功能,从客观事物的图像或图像序列中提取信息,进行处理并加以理解,最终对客观世界的三维景物和物体进行形态和运动识别.论文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,构建了视觉定位系统的平台.从实验结果来看,本系统实现了移动机器人在结构环境下的定位.     

单摄像机测头成像视觉坐标测量系统建模

本文提出了一种新型视觉坐标测量系统－－单摄像机测头成像视觉价值测量系统。提出了利用已知目标测头与被测表面接触实现视觉坐标测量的新思想,建立了确定目标测头三维（六自由度）运动的线性系统模型,实现了对被测表面的坐标测量,同时分析了系统分辨力。通信仿真验证了系统建模的正确性。     

带激光源的双目立体视觉机构设计

提出了基于激光标记的双目立体视觉测量的原理,通过激光标记解决目标物体上同一点在两幅CCD图像上对应点的快速匹配问题,从而方便地求取目标物体的深度信息。基于这种原理设计了一种四自由度的视觉机构,分别模拟人的脖子和眼睛的运动,保证摄像机完成对目标物体的捕捉。     

面向对象的大尺寸测量不确定度分析

测量结果必须说明不确定度。常规尺寸的解析法和标准比对法难以适用于评价大尺寸测量不确定度,尤其是特定拟合任务结果的不确定度。针对大尺寸测量的特殊性,研究基于蒙特卡罗的评价方法评价大尺寸特定测量对象的不确定度,并用计算机可视化直观表示离散点云。利用离线仿真评价测量不确定度,用于设计最优采样策略。以激光跟踪仪测量大型圆形截面工件分析为例,给出测点对称、均匀分布和半径约束等优化测量思想。最后应用于激光跟踪仪测量隧道构件的实例当中。仿真和实际实验表明,蒙特卡罗评价和离散点云表示法可准确、直观评价大尺寸测量特定测量对象的不确定度,制定的最优采样策略可提高测量精度。     

Artificial softness sensing—an automatic apparatus for measuring viscoelasticity

To realize artificially recognizing function of softness similar to human hands, it is not sufficient to recognize the object as elastic, but we should recognize it as viscoelastic. From this point of view we developed an automatic measuring apparatus for recognizing viscoelastic character. Now we can get the values of the viscoelasticity which construct the main factor of human recognition of softness. There is the prospect that we can make the artificial sense of softness similar to human hands.     

机器人多指手预抓取模式聚类分析

提出一种基于计算机视觉的,以及改进的模糊C均值聚类算法的机器人多指手预抓取模式分类方法.根据人手抓取分类学,将抓取手势分为13类.选取若干具有代表性的不规则形状物体,先经视觉系统采集物体图像,然后运用数字图像处理方法提取物体的姿态、大小、形状和表面粗糙度等特征,最后利用改进后的模糊C均值聚类算法对待抓取物体进行聚类分析.实验结果表明:对比人类抓取策略,该方法具有理想的预抓取模式分类效果.     

三维坐标测量技术在汽车车身检测中的应用

以汽车车身在线检测技术的三种检测手段为例,讨论了三坐标测量机、视觉检测系统和测量机器人的三维坐标测量原理以及应用。     

三环四区程控LED灯源控制系统的开发

介绍了一种影像测量仪上用的三环四区程控LED灯源控制系统.首先阐述了灯源的基本结构和灯源控制要求,针对控制需求开发了采用单片机AT89C51作为下位机的灯源电气控制电路,控制系统与计算机采用串口进行通讯,在此基础上编写了灯源的控制程序.上位机控制程序在C＋＋builder环境中实现,其主要是设计对应的操作界面,控制计算机串口给控制电路发信息,单片机端的下位机程序,主要是接受串口信息,并根据信息对对应的LED功放电路进行控制.控制程序集成到影像仪软件后,对典型工件进行了测量.测量结果表明该灯源成像效果好,对工件的适应性强,并且控制程序的可移植性强.     

基于手眼视觉的空间末端操作器的轨迹规划

空间机器人将用于对空间目标的跟踪、接近、包络和抓捕,由于机器人和抓捕目标均处于无约束自由飘浮状态,因此顺利进入捕获区并完成抓捕较为困难。针对漂浮机器人和漂浮目标对接困难的问题,利用末端操作器上的手眼视觉作为传感器系统对末端操作器的运行轨迹加以控制;利用动量守恒和动量矩守恒两大基本定理,推导了手眼视觉引导下空间机器人末端操作器为达到期望捕获位姿的轨迹规划,使得末端操作器可以规避末端操作器手指外形实现对目标的无接触跟踪和包络;利用气浮平台、被动6自由度模拟器实现了地面模拟空间失重环境,并在该试验平台上试验了机器人末端操作器对漂浮目标的跟踪和捕获。研究结果表明,基于视觉的轨迹规划可以协助机器人完成对漂浮目标的跟踪和抓捕。     

显微精密成像与微型机械尺寸检测技术

讨论了利用半导体或纳米制备技术和手段提供的物理空间晶格作为显微成像基准,对显微视觉成像系统的四维空间畸变进行提取、修正和实时标定,以实现视觉检测系统的精密数字成像,为微机械量、微几何量提供检测、评价和计量手段.对若干问题进行了详细的讨论,显微视觉检测是微机械量微几何量计量中最有效的方法之一,而精密数字成像是必须解决的问题之一.研究精密数字成像是视觉检测技术向微观检测领域发展所必须解决的科研课题.对微机械量和微几何量计量有重要意义     

一种自动识别运动目标前端的方法

本文介绍一种以视频速率自动识别运动目标前端的方法。通过对目标运动参数的分析和目标脱靶量的修正而得到准确的目标运动轨迹,再用方向矢量进行搜索和与目标在内存中的地址比较的方法,找到目标的前端位置。为了实现上述方法,由TMS320C25为CPU构成一个实时目标自动识别系统。文章给出了该系统的硬件结构和软件流程。     

旋转基板的激光测温

激光测温是一种先进的温度测量方法。它具有测量准确、反应速度快、非接触等特点 ,尤其适用于测量真空镀膜中基板的温度。但目前的测温对象只能是固定的基板 ,因而还不完全实用。我们新发展了一种自动测温系统 ,可以对旋转基板的干涉条纹移动进行计数 ,从而实现了旋转基板的测温 ,使激光测温技术更具实用性。介绍了该系统的原理、设计并给出了一次实际测温的结果     

Robust and efficient vision system for group of cooperating mobile robots with application to soccer robots

In this paper a global vision scheme for estimation of positions and orientations of mobile robots is presented. It is applied to robot soccer application which is a fast dynamic game and therefore needs an efficient and robust vision system implemented. General applicability of the vision system can be found in other robot applications such as mobile transport robots in production, warehouses, attendant robots, fast vision tracking of targets of interest and entertainment robotics. Basic operation of the vision system is divided into two steps. In the first, the incoming image is scanned and pixels are classified into a finite number of classes. At the same time, a segmentation algorithm is used to find corresponding regions belonging to one of the classes. In the second step, all the regions are examined. Selection of the ones that are a part of the observed object is made by means of simple logic procedures. The novelty is focused on optimization of the processing time needed to finish the estimation of possible object positions. Better results of the vision system are achieved by implementing camera calibration and shading correction algorithm. The former corrects camera lens distortion, while the latter increases robustness to irregular illumination conditions.     

工业机器人单目视觉对准技术研究

针对工业机器人精确对准问题,提出了一种基于单目视觉的工业机器人对准技术。该技术把工业机器人与单目视觉测量技术相结合,根据特制的手眼标定板,快速建立单目视觉测量系统与机器人上对准轴之间的手眼关系和对准的基准位姿;在对准环节,通过单目视觉系统获取工件目标的姿态,然后根据已有的手眼关系和基准位姿,求解在机器人基坐标系下机器人末端的对准轴的位置调整量,迭代调整机器人末端位姿,从而实现了机械人末端的对准轴与工件目标的精确对准。实验结果表明:在测量距离约是150mm处,对准平均精度优于0.2°。     

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