标定飞机方向舵角位移的视觉测量法

飞机飞行性能试验前需标定其方向舵的角位移传感器.基于单目视觉,以三个圆心为靶面的基本标志,圆周为辅助标志;用两直线段的交点标明圆心位置.取平行于像面的直径为特征直径,借助它容易从像面椭圆图像提取靶面深度信息,并建立简单、精确的逆透视变换公式.设计了亚像素法处理照片,能精确测出圆心像点位置和特征直径的像长,用来求圆心的世界坐标,得到靶面的平面方程.舵的角位移可用靶面角位移表示.计算机仿真结果,圆心像点位置测量误差小于0.02 pixel,角位移测量误差小于0.005°.靶面与舵轴不平行导致的测量误差能及时修正,可降低对靶面安装的要求,使操作简单.能在现场标定飞机副翼、襟翼,升降舵、方向舵的角位移.     

基于对偶四元数的单目视觉目标位姿测量

目的在机器人视觉应用领域中,为控制机器人能够完成焊接、搬运、跟踪等任务,需要确定摄像机与目标之间的相对位姿关系,提出一种目标位姿测量方法。方法利用单摄像机获取目标特征,坐标变换参数表示为对偶四元数的形式,同时计算旋转矩阵和平移向量,构建位置向量和方向向量的测量值与模型值之间的误差方程,利用Hopfield神经网络实现拉格朗日乘子法,求解目标位姿最优解。结果利用Matlab软件平台,选择SVD,DQ以及文中算法进行比较,仿真实验结果表明,基于Hopfield神经网络和对偶四元数的位姿测量算法计算出的位姿参数误差最小。随着测量点数量的增大,文中提出的算法精度更高。结论对偶四元数同时求解位姿变换矩阵的旋转分量和平移分量,可消除计算误差,基于Hopfield神经网络和拉格朗日乘子法,可快速准确地计算,并收敛至目标位姿最优解。     

用位置敏感传感器进行位移测试的技术研究

目的 研究位置敏感传感器在位移测试中的优化应用。方法 从暗电流背景光的角度进行了分析，简化了电路和光路。结果 利用该方法，设计了一套位移测试系统。结论 所设计的系统正确可用，弥补了用位置敏感传感器作位移测试常见的不足。     

精加工零件尺寸视觉检测中的亚像素定位分析

使用CCD成像的机器视觉系统进行精加工零件尺寸检测时,图像轮廓边缘的亚像素定位分析是决定测量精度的一个重要因素．为了寻求精加工零件图像轮廓边缘的亚像素定位分析依据和计算方法,运用菲涅耳直边衍射理论研究了几何边缘在CCD检测图像中由衍射所形成的灰度分布,理论分析和实验测量都证实了衍射和摄像参数是产生和影响图像边缘灰度分布的主要因素．文中给出了基于衍射的精加工尺寸边缘图像检测时的亚像素定位分析依据和计算方法,对量块进行了对比检测实验,实验结果证实了所给方法的合理性和可行性．     

基于双目立体视觉的物流包装箱尺寸测量研究

目的 针对物流行业运输中包装箱的非接触自动测量,提出一种基于改进SURF配准算法的双目立体尺寸测量方法。方法 首先采用二进制FREAK描述子代替传统SURF的描述子,解决传统SURF描述子计算耗时、描述向量生成依赖于特征主方向,且主方向计算误差会在后续步骤中出现传导放大 的缺点;其次,采用PROSAC删除误匹配点,并利用FREAK级联匹配的方式进一步提高算法的匹配 速度和匹配准确率。最后,利用视差优化和边缘提取算法获得精确三维空间体,实现非接触尺寸测量。结果 实验表明改进算法可快速提取图片特征点并准确匹配,对不同规格包装箱检测结果显示,基于改进算法的测量方法测量误差小,检测速度快。结论 改进图像匹配算法可有效提高图像匹配准确率,减少测量时间,对于提高物流行业运输效率、减少人工成本具有重要意义。     

一种提高双目视觉测量精度的逐步逼近方法

针对空间坐标对图象平面坐标的非线性光学映射关系,本文提出了逐步逼近实现３－Ｄ空间坐标计算的测量方法。该方法对摄象机的摆放姿态与双目传感器的装配精度要求较低,可去除介质折射产生的坐标计算误差。结合局部标定法,对摄象机光学系统的畸变误差进行校正。实验数据表明,在对双目传感器不提出较高要求的测量条件下,测量结果令人满意。     

基于机器视觉的丝网印刷样板尺寸测量方法

丝网印刷样板种类和样式多,每片样板上待测目标也较多,不宜采用一致的梯度阈值参数定位边缘实施测量;此外,传统视觉检测采用定位矩形框建立测量坐标系的方式会引入测量误差,因此,提出一种基于机器视觉的丝网印刷样板的尺寸测量方法。采用一种由粗到细的测量策略,借助每一类待测目标的模板进行信息统计,针对性地设置阈值参数,改善测量精度。在测量阶段,利用基于图像金字塔和归一化互相关函数相结合的分层匹配算法实现多个待测目标的粗糙定位,再使用由模板信息统计获取的阈值参数进行边缘精细定位,建立局部坐标系,完成测量。实验结果表明:在同等实验条件下,此方法能够有效提高测量精度,算法改进后测量结果的平均相对误差由原来的4.02%降到1.47%,并且无需用户介入调整测量参数,适用于不同种类丝网印刷样板的灵活测量。     

基于超声波A/D采样法的相位差位移测量方法

为了提高超声波位移测量分辨率,提出一种基于超声波A/D采样法的超声波相位差位移测量方法,利用超声波信号的相邻采样数据之差,消除了超声波信号中的直流成分对相位差位移测量的影响,再通过不同相邻采样数据之差的比值建立了相位差位移测量的数学模型,由此获得较高的相位差位移测量分辨率。该方法的采样电路简单,不需要高倍数超声波信号采样率,仅需在一个超声波信号周期里采样10几个数据,就可获得亚微米级的位移测量分辨率。实验结果验证了该方法的有效性。基于该方法研制的超声波位移测量平台,若超声波频率选用40 kHz,则位移测量分辨率可达1 μm。     

基于单目视觉的四旋翼飞行器目标跟踪算法研究

以AR.drone四旋翼飞行器为研究平台,提出一种基于AR.drone前置单目摄像头,并结合卡尔曼滤波跟踪视频中移动目标的方法。将采集得到的RGB图像经过颜色空间转换成对光照变化影响不大的HSV图像;通过OpenCV对视频中跟踪目标的图像去噪,对轮廓进行检测寻找图像中最大的轮廓目标,并通过卡尔曼滤波对目标位置进行修正;计算四旋翼飞行器的飞行朝向并实现四旋翼飞行器对视频区域里移动目标的跟踪。实验表明,该方法有效地实现了对移动目标跟踪的准确性、稳定性和快速性。     

标准硅球直径测量中的光路对准

针对标准单晶硅球直径精密测量的需要,本文在介绍标准硅球直径测量系统原理并分析其光路特点的基础上,根据建立的数学模型,对激光束斜入射标准板时产生的椭圆干涉图像进行了分析,并对不同入射角度时干涉环中心点带来的直径测量误差进行了研究.分析结果显示,在给定的实验条件下,当入射角为10~(-3) rad时,误差已达6.6nm.提出了一种精确调整光束垂直入射平板的方法,实验结果表明,此方法能够使光束入射角的调整优于10~(-5)rad,满足系统测量的要求.