基于三维测量模型的立体视觉传感器的现场标定技术

提出了基于双目立体视觉传感器三维(3-D)测量模型的传感器现场标定技术，并建立了标定数学模型。相关实验表明，这种标定方法简单，具有较高的标定精度，最大尺寸测量误差小于0．05mm，对标定环境及靶标的摆放姿态无严格要求。     

三线结构光视觉传感器现场标定方法

三线结构光视觉传感器由于获取信息量大、测量速度快等特点被广泛应用于工业现场测量。为了实现传感器高精度、快速的现场标定,提出了一种基于支持向量机的三线结构光视觉传感器标定方法。首先,设计标定靶标;其次,采集靶标图像后提取特征点亚像素坐标值;再次,基于支持向量机方法建立特征点的图像坐标和三维空间坐标的映射模型;最后,将待标定点图像坐标输入映射模型,即可得到三维空间坐标,实现对三线结构光视觉传感器的直接标定。实验验证,Y轴、Z轴方向上的测量绝对误差均值分别为0.021 1 mm和0.015 0 mm,具有较高的标定精度,且该标定方法标定过程简单、快速,适合现场标定。     

机器人激光扫描系统现场标定技术

针对机器人激光 扫描系统现场标定问题,提出了一种基于交比不变性的线结构光传感器标定方法,允许平 面参 照物在传感器测量空间中自由移动,通过摄像机拍摄多幅平面参照物的图像即可对光平面进 行标定;同时, 提出一种定点变位姿的机器人手眼关系标定方法,采用一个直径已知的标准球作为手眼标定 参照物,控制 机器人分别以纯平移运动和变姿态运动的方式带动视觉传感器对标准球的球心坐标进行测量 ,根据固定点 约束标定手眼关系。实验结果表明,本文标定方法有效、快速,可以用于机器人激光扫 描系统现场标定。     

任意位姿平面靶标实现立体视觉传感器标定

提出一种基于任意位姿平面靶标的立体视觉传感器标定新方法。利用平面标定参照物,并允许其在测量空间内自由移动,结合镜头畸变的摄像机标定数学模型,实现传感器中摄像机标定;在立体视觉传感器三维测量模型基础上,引入特征点约束优化传感器结构参数,同时实现了传感器现场标定。该方法降低了标定设备的成本,灵活方便,切实可行。实验结果表明,该方法标定精度高,已标定传感器测量空间距离的相对误差优于0．3％。     

移动机器人视觉传感器的现场标定技术

提出一种实用的移动机器人双目视觉传感器的标定技术。为解决非线性标定过程中解的不稳定性,根据透视投影的交比不变性和透镜成像的径向排列约束(radial parallelism constraint,RAC),线性标定摄像机的内部参数。然后,假定内部参数不变,从双目成像机理出发推导出本质矩阵的分解形式,线性标定出旋转矩阵和与实际只相差1个比例因子的平移向量。最后,由已知两个控制点之间的距离,求出实际的平移向量。实验表明,该方法具有与传统方法相同的精度,并且可实现外参数的现场标定。     

大视场摄像机高精度快速现场标定方法

针对大视场视觉测量系统中摄像机标定参数在测量过程中变化导致测量精度降低严重以及参数计算耗时大的问题,提出一种"预先标定+现场校正"模式的大视场摄像机高精度快速现场标定方法.在测量开始前,利用空间方向位置已知的光束投射到测量现场的实际平面上形成的一定数量的光点进行摄像机参数的精确预先标定;在测量过程中,使用相对视觉测量系...     

大尺寸空间角度检测系统的现场标定方法

为了实现大尺寸空间异面直线夹角检测系统的现场标定,提出了基于待测对象的现场标定方法。结合一个具体的工程实例介绍了系统的测量方法,针对系统内部机器视觉子模块的测量对象提出了适于现场快速实施的标定策略。分析了影响系统检测精度的各项误差源,给出了系统标定板的设计加工方案。研究了系统的框架设计和标定板布局的合理性。设计了标定环节的数字图像处理流程,并给出了各个步骤的处理结果。实验结果表明,在光照条件为355lx的情况下,采用所提出的标定方法使视觉检测系统的误差均值由0.065123°缩减为0.00219°,补偿效果满足要求,系统对于间隔7m的异面角度的标准测量不确定度为0.114°。     

巡线机器人视觉导航中的摄像机现场标定

为在工作现场对巡线机器人视觉系统中的摄像机进 行标定,提出了一种自动化的标定方法。方法首先通过视觉检测地线和线上的运动目标,发 现目标后,控制机器人沿地线作低速运动。检测到目标进入处理区域时,记录目标上最前端 点的坐标,然后变换2次视角,获取3个视角下的一系列图像。在处理中, 提取每个视角下间隔Δn帧的n幅图像中目标上的最前端点,以通过该点的地线 的垂线与地线两侧边缘线及轴线的交点形成 2×(n－1)的棋盘格,并对格点进行校正。然后利用地线尺寸、机器人速度和被处理帧间的 时间差等已知条件,获取图像中的点 与其三维空间点间的对应关系,最后利用张氏标定法相同的处理方式,解算出摄像机的内外 参数。结果 通过实验验证,以张 氏标定结果为准,该算法对内参中的焦距误差不超过5%。通过本文算法,可实 现摄像机的工作中的自动标定,无需人工拍摄标定参照物,不需人工干预,能较好的实现自 动化。     

新型三维视觉测量结构光平面标定方法

结构光平面标定是结构光三维视觉测量中的重要环节。传统的标定方法需要昂贵的设备,效率低下,步骤复杂。提出了一种新的三维视觉系统中结构光平面的标定方法。该方法仅使用一个简单的二维平面靶标,在保证靶标与结构光相交的前提下,靶标在摄像机可视范围内自由移动数个位置。对于移动到各个位置的靶标平面,分别建立对应的世界坐标系,并计算该世界坐标系与摄像机坐标系、图像坐标系的转换关系。通过处理算法,可以将每一个位置得到的结构光平面与靶标平面的交线方程统一到摄像机坐标系下。使用最小二乘法拟合多条交线可以标定出结构光平面在摄像机坐标系下的方程。实验证明该方法效率高,步骤简单,具有很好的通用性。     

基于平面靶标的线结构光视觉传感器机器人手眼标定方法

为确定线结构光视觉传感器与工业机器人法兰中心的位姿关系,设计了一种只有单个圆的平面靶标及标定方法。调整机器人姿态,使激光线经过平面靶标上实心圆的圆心,通过图像处理,得到圆心的像素坐标,转换后得到圆心在传感器坐标系下的坐标;多次调整姿态,获取多组图像,得到多组传感器坐标系下圆心坐标;结合对应机器人位姿关系,采用最小二乘法直接解算出手眼矩阵。实验结果表明,所提方法与采用标准球为靶标的手眼标定方法对比,反求得到的三维坐标的标准差由0.3893 mm降为0.2145 mm,以同一目标的不同间距为测量对象,均方根误差均有效减小。该方法提高了标定精度,不需要采用昂贵的靶标,适合于现场标定。     

多线结构光视觉传感器测量系统的标定

为实现大尺寸轧钢几何尺寸、形状误差、表面缺陷的实时检测,采用4个激光器和4个CCD摄像机搭建了多线结构光视觉传感器测量系统。针对多视觉传感器全局校准的关键问题,设计了特殊形状的靶标,提出了新的全局标定方法。利用交比不变原理获取光平面上多个标定点,同步实现视觉传感器的局部标定和全局校准。详细阐述了标定的基本原理和系统构建过程,分析了标定中存在的误差,并提出了减小误差的方法。实验验证系统重复测量精度在0.04mm以内,测量相对误差小于0.9%。     

线结构光双传感器测量系统的标定方法

针对现有线结构光双传感器测量系统标定过程中对设备要求高、标定过程复杂等难题,提出了一种简便的基于平面标定参照物的现场标定方法。该方法不需要设计复杂的校准模型和高精度的辅助调整设备,只需要将一个绘制有棋盘格图案的平面参照物在两个传感器公共的测量范围内任意摆放几个位置,即可完成双传感器标定,并建立两个传感器之间的相互关系,进一步将多个局部世界坐标系下的标定特征点统一到一个全局世界坐标系中,从而建立起两个传感器与线结构光平面间的标定方程。实验验证了该方法的可行性,实测平面高度的均方根(RMS)误差为0.03 mm。     

Study on Laser Visual Measurement Method for Seamless Steel PipeStraightness Error by Multiple Line-structured Laser Sensors

An original non-contact measurement method using multiple line-structured laser sensors is introduced for seamless steel pipe straightness error is in this paper. An arc appears on the surface of the measured seamless steel pipe against a line-structured laser source. After the image of the arc is accepted by a CCD camera, the coordinates of the center of the pipe cross-section circle containing the arc can be worked out through a certain algorithm. Similarly, multiple line-structured laser sensors are equipped parallel to the pipe. The straightness error of the seamless steel pipe, therefore, can be inferred from the coordinates of multiple cross-section centers obtained from every line-structured laser sernsor .     

对径测量传感器的激光校准方法

对对径测量传感器的校准方法进行分析和研究,指出了当前手工校准方法存在的弊端和精度低的原因。提出了采用激光干涉仪进行对径测量传感器校准的新构想,实现了被测量到光程差的转化,设计了相应的差动校准测量光路,有效地消除了阿贝误差的影响,校准精度从原来的2.0μm提高到0.14μm,同时可得到被测传感器完整的校准曲线,实现了对径测量传感器的高精度、连续化、全自动校准。     

直线型激光测量系统中摄像机的标定方法

针对用于逆向工程的直线型激光测量系统,提出一种新的CCD摄像机标定方法.该方法首先调整摄像机镜头角度,使摄像机坐标系平行于世界坐标系,从而简化标定过程,然后对测量系统中的参数进行标定.     

电子式互感器校验仪的研究

通过比较传统互感器与电子式互感器的区别,提出电子式互感器校验原理及其系统组成,并经现场实测,证实该校验仪精度达到万分之五,能满足对电子式互感器比差和角差测量要求。     

一种提高天馈驻波检测精度的校准方法

从理论上分析了天馈系统驻波比检测精度低的原因,针对此原因提出了利用三点校准法提高天馈系统驻波比检测精度的方法。该方法基于矢量方式,较传统校准方法考虑的维度更多、信息更全面,大幅提高了驻波检测的精度,消除了驻波检测过程中可能出现的因天馈系统阻抗特性不同而引起的驻波比检测结果不同的不良表现,并使驻波检测的结果不随检测信号形式的变化而变化,提高了天馈系统驻波比检测的稳定性和可靠性和用户满意度,实验验证了该方法的正确性和有效性。     

RCS测量雷达定标误差分析

RCS测量雷达在宽频带对目标进行RCS测量时,为了能得到准确目标的RCS值,必须对雷达系统进行标定。将气球悬挂标准金属球作为标准定标体,气球的RCS、定标球的加工误差对标定结果有较大影响。进行了误差分析,并提出改进措施,以提高RCS测量雷达系统的校准精度。