基于并行处理方法的实时立体视觉伺服系统

针对实时跟踪及抓取运动目标物体的任务,给出了一个基于并行理论的视觉伺服系统。在系统中,运用快速模板匹配理论与快速可靠的立体视觉匹配理论相结合的方法实现运动物体的匹配与识别。然后通过卡尔曼滤波器对位置及速度进行预测。同时采用并行理论提高图像匹配理论的匹配速度。结果直接传给机器人及立体视觉平台控制器,实现机器人和立体视觉平台的视觉伺服,完成了对运动物体的实时跟踪和抓取。通过仿真和大量的运动目标物体的跟踪及抓取试验,获得的试验数据表明运用此方法提高了视觉伺服系统的定位精度和伺服速度。     

基于PUMA机器人的视觉伺服控制实验研究

为解决在视觉伺服过程中存在定位精度低、伺服速度慢的问题 ,给出了一个基于图像特征的机器人视觉伺服控制方法 ,实现了机器人“手 -眼”协调视觉伺服控制 .通过适当的选取图像特征 ,实现了摄像机工作空间运动目标跟踪的视觉伺服任务 ,并采用扩展卡尔曼滤波控制方法完成机器人视觉伺服控制 .同时通过抓取目标物体进行计算机仿真及模拟实验 ,给出了实验数据 .经过比较可以看出 ,运用此方法提高了定位精度及伺服速度     

基于立体视觉的三维空间入侵检测

针对平面视频监控无法感知运动物体深度的缺点,提出了基于立体视觉进行三维空间入侵检测的理论和方法。采用双目平行摄像系统,基于立体校正后的左右图像进行视差计算,并在视差图的基础上直接对运动物体做入侵判别;同时,设计了三维敏感区域的设置和报警策略。为了加快计算速度,采用一种基于下采样块匹配的方法来计算代价空间,最后用快速的局部动态规划输出视差图。在计算某目标的实际视差时,与目标的运动区域检测相结合,以减小计算误差。实际测试结果表明,该方法可以有效地探测到三维空间的运动目标入侵。     

基于数据手套和双目视觉技术的虚拟手势及其空间位置跟踪

基于数据手套技术,搭建了虚拟手势交互系统,实现人手到虚拟手的映射. 对双目视觉中空间点定位模型进行了修改,提出一种基于两垂直摄像头的空间点定位模型,实现了基于双目视觉技术的运动目标位置与姿态跟踪;通过对CamShift算法的改进,提高了运动目标跟踪系统的准确性和自动性,解决了柔性物体的空间姿态捕捉问题. 在VS2008平台上,用VC++和双摄像头搭建了一个虚拟手势交互平台,通过实验,获取了图像及相应的角度与位置信息对照,将虚拟手的位置和姿态与图片相对照,对所提出的方法进行了验证,证明了该方法的有效性.     

基于PUMA机器人的视觉伺服控制实施研究

为解决在视觉伺服过程中存在定位精度低，伺服速度慢的问题，给出了一个基于图像特征的机器人视觉伺服控制方法，实现了机器人“手－眼”协调视觉伺服控制，通过适当的选取图像特征，实现了摄像机工作空间运动目标跟踪的视觉伺服任务，并采用扩展卡尔曼滤波控制方法完成机器人视觉服务控制，同时通过抓取目标物体进行计算机仿真及模拟实验，给出了实验数据，经过比较可以看出，运用此方法提高了定位精度及伺服速度。     

机器人双目视觉系统的标定与定位算法

介绍了双目视觉系统的构成,选用简单实用的张正友标定法对系统使用的两个CCD摄像机进行了标定.基于双目视觉系统,提出一种计算物体位置信息的解析解方法——投影法,利用标定结果对不同位置进行深度信息测量,通过计算结果分析,基于视觉信息探测到的位置信息在1500mm范围内,3个方向的误差分别为0.72mm,0.69mm,20.96mm,验证了方法的正确性.     

基于双目视觉的机器人运动目标检测与定位

针对移动机器人自定位精度低的问题,提出了先由静止的工作机器人进行自定位,再对运动目标进行检测和定位的方法.基于HSV模型颜色特征,工作机器人分割出人工路标并进行自定位,利用帧间差分法将采集到的视频图像序列中相邻两帧作差分运算,提取出运动目标,并通过双目立体视觉视差原理计算出运动目标的绝对坐标,帮助运动目标完成定位.结果表明,该方法定位精度高于传统的移动机器人自定位的定位精度,且算法的实时性好,具有现实的研究意义.     

基于双目视觉跟踪的三维拼接技术

为了扩大三维面形测量的视场,提出了基于双目视觉跟踪的三维拼接技术。采用了两套双目测量系统,一个为全局的跟踪系统,一个为测量系统。在测量系统上固定一个7×7棋格靶标作为中介,将每次测量系统测得的物体三维点坐标转换到统一的全局坐标系下完成拼接。测量系统采用的是投影格雷码结构光加上双目视觉原理的方法获得物体三维点坐标,实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

显微立体视觉系统的研究

在分析摄像机、体视显微镜和显微立体视觉系统光学原理基础上,提出了双目显微立体视觉系统方案,此系统是由单目显微镜改造而成,根据目标物体在两个摄像机上所成图像的视差,求得目标物体距摄像机的距离,从而可以对目标物体进行各种微操作。实验证明,此系统是一种高效、精确的显微视觉系统。     

基于双目视觉的目标识别与定位

给出一种双目视觉系统结合SURF(Speeded Up Robust Feature)特征的目标识别与定位方法,分析了采用SURF特征实现目标识别的方法,利用双目视觉的原理求取识别出的目标物体的三维坐标信息,从而实现目标物体的识别与定位,与传统的基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征或基于颜色形状特征的目标识别与定位方法相比,该方法更具有鲁棒性和实时性.实验结果证明了该方法进行目标识别与定位的可行性,具有一定的应用价值.     

基于视觉-磁引导的无人机动态跟踪与精准着陆

针对无人机通过视觉对地面动态目标跟踪过程中视角固定易丢失目标,以及在着陆过程中由于成像畸变严重、画面不稳定导致定位精度差的问题,提出随动视觉跟踪的跟踪控制策略和基于视觉联合磁引导的获取无人机高精度相对位姿的方法. 在跟踪过程中,设计新型信标图案供无人机进行视觉识别获取目标的方位,识别速度可以达到5 ms/帧,通过随动视觉跟踪完成实时跟踪. 在着陆过程中,在动态目标上设置磁源,利用无人机检测磁场特性并通过BP神经网络解算相对位置;在信标图案内设置平行线特征,用于近镜头时辅助视觉解算相对角度. 在获取无人机相对位姿后,进行相应的运动控制即可完成着陆. 实验结果表明,跟踪过程稳定可靠,抗干扰能力强;着陆精度高,着陆误差小于2 cm.     

成象跟踪与跟踪智能化

采用成象跟踪方式可以提高跟踪精度、增强智能化能力及识别能力。将现代控制理论用于成象跟踪系统中,可以进一步提高跟踪质量。本文提出了利用图象特征去改进滤波效果的方法,并附有应用示例。     

无人机跟踪系统仿真平台的设计与实现

为解决无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在进行地面目标跟踪实验时,存在验证难度大,成本高等问题,设计和实现了基于视景仿真软件和MATLAB/Simulink的仿真平台.首先,选择汽车作为地面目标,在视景仿真软件中导入UAV和汽车的三维模型,并设置虚拟云台和摄像机.其次,利用UAV、汽车与云台之间的相对运动模拟UAV跟踪过程中场景的变化,基于运动补偿的云台控制算法保证了虚拟摄像机始终指向目标.然后,虚拟摄像机采集目标所在区域的图片,图像跟踪算法跟踪图片中的目标,并利用目标图像模型解算目标在世界坐标系下的位置.最后,根据目标位置,使用参考点制导法生成期望的滚转角指令,引导UAV围绕目标盘旋飞行.视景仿真软件、图像跟踪算法和MATLAB/Simulink之间通过共享内存与UDP进行闭环通信.此外,提出一种实用可靠的标定方法,完成了视景仿真软件中虚拟摄像机内参矩阵的标定.仿真结果表明:该仿真平台能较好地模拟UAV对不同运动状态汽车的跟踪,得到的仿真结果具有较高的工程参考价值.本文的研究成果为目标跟踪实验提供了良好的仿真环境,有效减少实验成本.     

基于边缘梯度矢量的印刷电路板缺陷检测

缺陷检测算法时间复杂度及精度是影响自动光学检测系统性能的两大因素,降低时间复杂度和提高精度才能保证系统实时可靠.针对传统参考法计算量较大及精度不高的问题,该文提出了一种基于边缘梯度矢量的印刷电路板缺陷检测算法,在配准的前提下,利用边缘梯度矢量搜索到缺陷处.实验表明,与传统参考法相比,该算法的计算点数由图像全部像素点减少至边缘,并利用梯度矢量较高的敏感性来提高检测可靠性.     

Study on algorithm of dynamic uncalibrated eye-in-hand visual servoing system

Currently, most visual servoing system must be calibrated, while it is impossible to calibrate cameras and robot models precisely in industrial practice, so a novel dynamic uncalibrated eye-in-hand visual servoing system of tracking a moving target is proposed. The method does not require calibration of camera and robot kinematic models. Vision guided algorithm for tracking dynamic image is developed through minimizing nonlinear objective function. For the large residual has not been approximated in dynamic environment and the change of composite image Jacobian with time increment has not been computed in visual servoing system now,large residuals are dynamic approximated and the change of composite image Jacobian at each iterative step is computed. Simulation results demonstrate the validity of these approaches.     

平面盘形凸轮CAD／CAM系统的研究

本文根据模块化设计思想,在VisualBasic的语言环境下,采用面向对象的程序设计方法,开发出了平面盘形凸轮CAD／CAM系统。这将缩短凸轮的设计周期和提高凸轮的制造精度。     

利用GO法进行供水管网可靠度计算

供水管网可靠度计算常用的方法为最小割集法,但该方法中节点最小供水路径难以确定,并且不利于通过编程实现节点可靠度的自动求解.相比之下,GO法是一种更好的选择.GO法是一种以成功为导向的系统可靠性分析方法.具有原理清晰、易于建立求解模型,易于编程等优点.在利用GO法进行供水管网可靠度计算的过程中,对于公共信号的处理是GO法计算的关键部分.利用先进行符号计算再进行数值计算的方法,对公共信号进行修正,得到正确的节点可靠度值,进而求得系统可靠度.通过将供水管网中各网络元素抽象为GO法操作符,建立供水管网节点可靠性计算模型,并通过matlab语言进行求解算法程序编制,实现了供水管网可靠度的计算机求解.并通过算例管网对算法进行了验证.     

CCD视觉传感器及图像处理技术在焊缝自动跟踪中的应用

应用程序设计语言VISUAL BISIC研究开发了一种在电弧焊过程中进行轨迹跟踪的实时图像处理方法,由CCD面阵摄像机在焊接点之前摄取坡口图像,通过图像采集系统和计算机软件处理,得到坡口中心位置,以肖妆坡口中心相对初始坡口中心的偏差量为检测量,据此指引焊抢运动进行实时跟踪,轨迹跟踪精度可达0．5mm,如果用多台摄像机同时摄像,则可以检测出三维信息,大大提高跟踪精度。     

电力系统短路计算在计算机上的实现

短路计算是电力系统最常用的计算之一。不论选择、校验电气设备的性能,还是继电保护装置的整定计算,都需要进行短路计算。采用面向对象的VB语言实现短路计算,使得工程技术人员得到短路计算结果更准确,方便。     

基于结构光三维视觉焊缝跟踪系统的研究

研制了一套基于结构光三维视觉传感器的焊缝自动跟踪系统．其原理是,采用VC语言开发出图像处理软件,通过计算机准确提取三维视觉传感器检测到的焊缝的中心位置,再反馈到控制机构发出控制信号,控制执行机构,达到对焊缝的跟踪．并通过试验验证了基于结构光三维视觉传感器焊缝跟踪系统的可靠性．