基于双椭圆方程的空间平面定位解析研究

以工业机器人操作中的视觉系统为应用背景,提出一种新的空间平面定位算法。通过建模分析,CCD成像及图像椭圆方程的建立,空间平面求取的计算,和模拟实验,结果证明此方法是有效可行的,不仅克服了传统的需要在平面上设置特征点的缺陷,而且这种解析方法,比传统的搜索算法计算量少,同时也为设计人员提供了有价值的参考。     

基于立体视觉和激光标记的空间物体位姿的快速定位算法

建立了一种4自由度双目立体视觉装置的传感器模型,根据空间两条相交射线唯一确定空间一点的原理,提出了在摄像机上加装激光源的方法,通过激光标记来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,从而很方便地求取目标物体的深度信息。最后,研究了目标物体空间位姿的图像定位算法,并通过确定的空间圆柱体位姿验证了该方法的正确性。     

基于双目立体视觉的孔心距测量

提出一种将双目立体视觉技术应用于孔心距测量的新方法,并开发了相应的测量系统。考虑到Hough变换非线性、速度慢的缺点,采用了最小二乘椭圆拟合算法计算孔心距。实验结果表明,该测量方法兼具高精度和高速度,可满足高精度实时在线测量的需要。     

一种基于最小二乘的不完整椭圆拟合算法

研究了一种基于最小二乘的不完整椭圆拟合算法。基于几何距离的拟合算法可达到较高的拟合精度，但迭代过程敏感于初始条件；由于不完整的椭圆样本点及噪声的存在，简单线性拟合方法可能使拟合结果退化为开放的双曲线，引起拟合失败，基于椭圆约束的代数距离拟合方法可保证拟合结果一定是椭圆，从而为迭代提供适当的初值；利用多个待估计椭圆参数之间的相互约束，即使非常短的椭圆弧也可得到稳定的拟合结果。仿真结果与实际图像应用验证了算法的有效性。     

平面并联微动平台位姿检测系统的研究

针对微动并联机器人工作空间小、位姿测量时安装传感器比较困难的情况,提出了一种基于双目视觉原理的检测方法。根据图像坐标和世界坐标的对应关系,从两幅对应图像中抽取必要的特征点的信息,建立了基于特征点匹配的三自由度微动平台的位姿测量模型。这种求解位姿的方法,信息量少,运算量小,处理速度快,所需时间短,尤其适于动态测量。测量系统由两台较高分辨率的摄像机、高速数据采集卡、工业PC机以及相关软件组成。分析了测量中相关的误差,并提出了相应措施。在整个测量方案中,所用技术比较成熟,各种设备造价适中,有利于在工业现场实现和推广。     

基于MATLAB的平面度评定方法

评定和计算平面度的过程 ,实质上是根据平面度的定义构造函数模型并进行函数优化求解的过程。本文利用MATLAB优化工具箱 ,实现了最小区域法、最小二乘法平面度的评定     

视觉测量中椭圆特征亚像素提取方法的研究

椭圆是视觉测量中重要的基元特征。建立了三级灰度图像边缘模型的空间矩算子,利用LOG算子定位速度快的特点,确定图像像素级边缘,然后在包含边缘点的邻域内利用空间矩进行边缘的亚像素定位,由随机Hough变换提取椭圆边缘像素点,最后采用基于最小二乘原理的椭圆拟合边缘提取方法,得到亚像素级被检测椭圆。对像面椭圆亚像素提取算法的有效性和精度进行了实验研究,实验结果表明提出的基于空间矩亚像素边缘定位算法与像面椭圆亚像素提取算法具有较高的精度和稳定性。     

基于最小二乘法的平面任意位置椭圆轮廓度误差的精确计算

本文给出一种基于最小二乘原理的椭圆误差精确的计算方法。根据椭圆的性质和特点,计算出各测量点到拟合出的最小二乘椭圆的法向距离从而对椭圆轮廓度进行误差评定,该算法不需进行坐标转换和等间隔测样。文中给出了其数学模型和具体的计算方法。     

基于双目立体视觉的齿轮端面高度测量方法

为了实现齿轮端面高度的高精度非接触式测量,提出基于双目立体视觉的齿轮端面高度测量方法。创新性地使用可滑动固定基线距离的单目CCD相机代替传统的双目相机获取齿轮双目图像。在获取双目图像后,通过双目相机标定实现齿轮图像立体矫正。基于改进的SGBM算法对矫正后的双目图像进行立体匹配,获取视差图和相机坐标系下平面三维坐标点,对上下平面的三维坐标点进行最小二乘拟合,从而获取上下平面的深度信息,上下平面深度相减即可实现齿轮端面高度的测量。使用直齿轮进行了视觉测量实验,实验结果表明,提出的测量系统及方法具有较高的精度和稳定性。     

基于张正友平面模板法的双目立体视觉系统标定

为验证基于张正友平面模板法标定双目视觉系统方法的准确性与合理性,首先分析了双目立体视觉系统的原理,然后论述了双目立体视觉的系统标定原理、方法,以及利用张正友平面模板法进行标定的步骤,通过标定双目立体系统的内部参数和外部参数,应用视差原理,能够确定空间某点的三维坐标,实验验证了文中提出的基于张正友平面模板法标定双目视觉系统方法的准确性与合理性。     

基于OpenGL的双目摄像机的实时3D显示

文章阐述了3D显示的基本原理以及几种主流的3D显示实现方法,并介绍了在Visual C++6.0环境下,如何应用开放图形库——OpenGL实现双目立体视觉摄像机的立体显示。     

基于椭圆拓扑变换的叶片二维叶型参数化方法

叶型参数化方法服务于叶片设计、制造和再制造全生命周期。针对目前叶型参数化方法难以兼顾造型参数几何含义直观和叶型曲率及曲率导数的连续性问题,提出了一种基于椭圆拓扑变换的二维叶型参数化方法。该方法基于椭圆与叶型曲率分布特征与拓扑结构的一致性,通过构造多个拓扑变换使椭圆变形成二维叶型。在变形过程中,建立了叶型主要几何特征参数与造型参数的一一对应关系且自然地保持了椭圆的高阶连续性。为验证该方法的有效性,对不同几何特征的叶型进行了反演验证。结果表明,与现有方法相比,该方法可用更少的造型参数实现更高的拟合精度;反演叶型曲率及曲率的导数均连续变化;反演叶型和原始叶型气动性能保持很好的一致性;改变单个造型参数可直观地改变叶型几何特征。因此,该参数化方法更易设计出低损失高负荷的叶型,传递的设计意图也更易被制造和再制造环节理解使用,有利于保障叶片的最终服役性能。     

机械手姿态识别的立体视觉匹配

为了提高机械手姿态识别的精度,提出了区域边缘线段立体匹配算法。该算法利用图像中包含边缘线段区域的颜色特性和边缘线段的几何特征进行线段匹配,其中,区域的颜色特征包括边缘线段的左右颜色和梯度方向,边缘线段的几何特征包括长度、方向和角度。由于充分利用了图像提供的颜色信息,特别是颜色梯度方向信息,使得边缘线段的匹配不仅依靠其自身的几何特征(如长度,方向和位置),而且依靠直线段所在图像区域的所有信息。因此,匹配的判据可以做得更准确。使用该算法进行机械手姿态识别实验,结果验证了该算法能够在复杂背景下识别机械手的姿态,识别精度高,其相对误差达到1.7%,该结果满足机械手在姿态识别中的精度要求。     

一种数控车削斜椭圆的方法

椭圆是数控车削加工中常见的轮廓曲线,本文介绍了斜椭圆的数控车削编程方法,给出了一种斜椭圆轮廓坐标计算方法,该方法比旋转矩阵计算法更直观,能直接利用已知条件使数控编程更方便,并通过实例零件加工、数控软件仿真等验证了该方法的正确性。     

基于双目视觉的塑料零件数模重构研究

对双目视觉技术进行了系统阐述,利用双目视觉技术提取塑料零件的三维信息,进行三维模型的重建,并通过试验验证了三维恢复的精度和三维模型重建的效果。     

基于最小二乘支持向量机的汽车ABS控制研究

为使防抱死制动（ABS）更加智能,提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS－SVM）的汽车防抱死制动控制方法。在分析道路试验数据的基础上,提出了以车轮速度峰值连线斜率估计车身速度的方法,进而计算车轮参考滑移率;在分析车辆模型的基础上,设计了基于车身减速度的路面辨识方法,提高了控制方法的适应性;以车轮参考滑移率和角加速度为输入,以控制信号为输出,设计了具有路面辨识能力的LS－SVM ABS控制系统,实现了基于支持向量机的控制。参照国家标准,在不同条件下进行道路试验,试验结果表明,该控制方法具有良好的制动效果和自适应性。     

基于复合斜面数控铣削加工方法的探讨

介绍了复合斜面的定义和加工方法,分析了两种加工方法的特点及适用范围,同时介绍了复合斜面转化为特殊位置平面时相关角度及加工余量的计算。