Hough 变换在电路板检测中的应用

针对 DSP56F801 最小系统电路板检测系统中每次采集到的电路板图像存在平移和旋转误差的问题,提出了基于 Hough 变换的电路板图像矫正算法.该算法首先利用边缘检测算子得到电路板图像的边缘图像,再根据该电路板中定位孔位置固定的特点,利用 Hough 变换检测电路板定位孔的圆形外边缘的位置,然后以定位孔外边缘的圆心为基础计算出电路板的平移误差和旋转误差并进行矫正.实验验证了这一改进的效果.消除了该检测系统中电路板图像的平移误差和旋转误差.     

基于机器视觉的太阳能电池片表面缺陷检测研究现状及展望

鉴于基于机器视觉的太阳能电池片表面缺陷检测方法具有操作简便、检测精度高的优势,对此类方法所涉及的各个环节进行了综述.首先,对太阳能电池片表面的各种成像方式和常见缺陷类型进行了归纳总结;其次,对现有的检测方法按照数学建模思路的不同进行了分类介绍和对比分析;最后,对内容进行了小结并对太阳能电池片表面缺陷检测方法的后续研究进行了展望.可以看出:基于机器视觉的太阳能电池片表面缺陷检测方法已经取得了较大的发展,但在特征提取算法设计方面仍有改进空间,如基于深度神经网络的特征提取算法.     

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.     

自主移动机器人的自定位问题研究

为解决仅仅利用视觉系统或者声纳系统得到的信息进行机器人自定位时存在较大的误差的问题,提出了一种极坐标系下进行自定位的方法.在极坐标系下,通过简单的几何算法获得视觉距离和角度、码盘距离和角度及声纳距离和角度,然后运用模糊数学的方法再对其信息融合,即将机器人视觉信息,驱动码盘信息和声纳信息等进行有效的融合,得到了理想的距离和角度信息,从而提高机器人的自定位精度.实验结果表明:在4 m范围内,其定位误差低于1.5%.该研究为多机器人定位提供了参考依据.     

基于直线特性和投影原理的三维直线生成算法

为了提高三维图形系统中直线生成的效率，提出了一种基于直线特性和投影原理的三维直线生成算法.该方法运用直线投影原理，判断出水平方向、垂直方向、±45°方向以及±135°方向等特殊位置的直线.利用三维直线的对称性和方向性，根据特殊位置直线在投影平面上的方向，计算出离直线最近的下一个像素的坐标值，直至生成整条直线.绘制过程中仅判断一次直线方向，避免了Bresenham算法中计算和判断决策参数的运算操作.对于三维空间其余一般位置直线，算法利用三维直线在2个平面上的投影，在Bresenham算法的基础上，分别求出决策参数，计算出直线上各点的坐标值，从而生成直线.实验表明，该算法速度快，效果好.     

基于凸包算法的二维条码定位

在二维条码识别过程中,只有精确定位条码区域在原始图像中的位置,才能进一步做后续的矫正处理.文中以二维条码Data Matrix为例将计算几何中的凸包概念应用于条码定位,从像素点序列中筛选出凸包顶点以减少待处理像素点的数量.同时利用Data Matrix的定位图形特征设定筛选条件,最终得到用于定位条码区域的凸包顶点.凸包算法克服了传统直线检测算法因全局检测而需要大量存储空间的缺点.实验结果表明此算法能对扭曲或倾斜的二维条码区域进行有效的定位,并减少精确定位消耗的处理时间.     

基于DM6446齿轮尺寸参数图像测量算法设计

该文采用机器视觉方式实现齿轮尺寸参数的非接触式测量.算法首先采用摄像机标定算法,对采集的图像进行畸变矫正.并对该图像进行一系列图像处理,提取齿轮的轴心圆所对应的前景象素点作为样本点,并利用二维灰度矩边缘定位法,对样本点进行亚象素定位.利用最小二乘法拟合出齿轮的轴心圆、齿根圆及齿顶圆.最后,求出齿轮的尺寸参数.该文在TI公司推出的Davinci系列DSP处理器TMS320DM6446上实现提出的齿轮的尺寸参数测量算法.     

基于机器视觉的插销自动装配算法研究

针对工业传输链条在插销装配工艺中位置准度要求,提出了一种基于机器视觉的低成本、低算力、高精度的插销自动调整系统。在图像采集阶段,通过对背景差分算法加入帧数获取约束后有效快速去除干扰背景;在位置获取阶段,对霍夫变换引入粒子群算法加快插销边缘特征定位,并结合最小包围矩计算出插销的角度位置;与其他几种常见匹配算法进行比较,结果表明改进后的方法不仅提高了计算速度,并且能够获得更高的计算精度。     

一种基于NAO机器人的单目视觉目标定位方法

单目视觉定位在机器人视觉中具有重要的应用价值。结合光学成像原理、几何坐标变换以及相关的图像处理技术能够实现单目视觉目标定位。提出了一种基于RGB颜色空间的匹配滤波轮廓提取算法,进行特定目标的轮廓提取。该算法能精确、快速地计算出摄像机与目标物体之间的距离和角度信息,实现对特定目标的定位。基于NAO机器人平台的实际实验结果验证了该算法的有效性。     

牛顿迭代算法在声场定位中的应用

在声场定位系统中,发声系统和拾音系统之间往往没有直接联系,为了能精确判断出声源所处的位置,设计了一种由4个拾音器和1个单片机控制的声场定位系统.声源发出特定频率的声音信号,系统通过3个拾音器接收到声音信号,经过处理计算得到时间延时差.利用牛顿迭代算法,将时间延时差代入方程进行迭代计算,即能精确计算出声源具体位置,第4个拾音器用于校准所得结果.采用该算法只需最多4次迭代运算就能计算出声源位置坐标.利用上位机软件模拟测试算法,并在实物系统中测试,验证了牛顿迭代算法在声场定位中的可行性和精确性.该声场定位系统位置坐标可在液晶屏上显示,可实时描绘出声源移动轨迹.     

望远镜主镜位置解算算法研究

利用位移传感器测量望远镜主镜相对镜室的相对位置时,需要设计算法将传感器测得值解算为主镜的姿态和位置信息。本文对已有的算法进行了改进,从空间解析几何角度出发研究了主镜位置解算算法,并分析了传感器安装位置偏差对解算精度的影响,发现传感器安装径向尺寸误差对解算精度影响较小,而安装角度误差影响较大,并得到最佳的传感器安装角度为30°,从而得到最佳的传感器布局和解算方法。     

New Regional Satellite Positioning Constellation Scheme Discussion

The characteristics of present “Beidou” satellite positioning system are analyzed. In order to perfect our country regional satellite positioning system, the idea of “Beidou” geosychronous earth orbit (GEO) satellites combined with some middle earth orbit (MEO) satellites constellation is put forward. The details of general satellite constellation optimized method are described, using this method the multiple positioning constellation design results are gained. And those results belong to two type of schems, one is 2 GEO plus some MEO satellites and the other is 3 GEO plus some MEO satellites. Through simulation and comparison, among those multiple design results, final optimized regional positioning constellation is given. In order to check the chosen constellation cover performance, the position dilution of precision(PDOP) is calculated, and with satellite constellation simulation software Satlab many coverage performances of the chosen constellation substellar point track, elevation, azimuth and visible satellites number changing situation are also simulated.     

基于叠栅信号的超精密定位特性研究

介绍了一种采用叠栅信号实现超精密定位的定位方法,首先建立了衍射叠栅信号和相对位移关系的数学模型,并在MATLAB仿真软件的辅助下完成了对其定位特性的研究. 探讨了光栅倾斜对定位精度的影响,倾斜角越大,定位点的偏移越大,为确保高的定位精度,光栅的倾斜角度必须控制在一定范围之内. 研究发现激光束束径和莫尔信号之间存在一定关系,当激光束直径为光栅常数的11倍及以上时,激光莫尔信号几乎不受外界干扰的影响,此时能够达到更高的定位精度. 同时,分析了不同光栅常数对定位精度、定位行程的影响,并进而提出了粗光栅与细光栅相结合的两段式复合定位技术,可使定位装置在较大的行程范围内实现高精度定位. 实验表明,采用衍射叠栅信号的超精密定位可获得±10 nm的定位精度.     

特大型齿轮激光跟踪在位测量的定位模型

为融合特大型齿轮激光跟踪在位测量系统中各测量组件的测量数据,研究了各测量状态中测量组件之间位置关系建立的相关方法.由于采用了激光跟踪仪对三维测量平台进行多测点式测量,需将测量数据统一到同一个坐标系下,严格按照测量原理对测量系统建模,在此基础上研究了测量系统中三维测量平台坐标系的建立和转换问题,提出了2种解决方案:直线向量法和整体映射法,同时分析比较了两者的差异及适用范围.经实验验证,在不计入激光跟踪仪测量误差的影响时,由解决方案原理及相关计算引入的误差完全可以忽略.     

基于CCD的空间光束投影夹角测量

针对空间光束定位的特殊性,常需要进行非接触光学测量,设计了一种基于电荷耦合器件（CCD）的空间光束投影夹角测量方法,采用多圆拟合算法进行光斑中心定位。通过测定两交叉光束在2个分别与CCD成像面保持水平及竖直垂直的投影面上的夹角,实现对空间光束的准确定位。实验测量结果表明,该测量系统具有较高的测量精度。     

管道地理位置测量系统的动态初始对准方法

针对长输油气管道地理位置测量系统的初始对准问题,提出了一种新的动态初始对准方法.建立了管道地理位置测量系统状态误差模型和以基准点之间的航向角误差、速度误差和位置误差为观测量的观测模型,设计了变尺度无迹卡尔曼滤波动态初始对准算法.结果表明,该算法所得初始对准俯仰角、航向角和横滚角的稳态误差分别为18.9'、6'和5',解决了姿态角周期性变化引起的初始对准精度差的问题,满足了管道地理位置测量系统的工程应用要求.     

基于地面特征的单目视觉机器人室内定位方法

针对高精度的机器人室内定位方法中成本过高的问题,提出一种基于地面特征的单目视觉机器人室内定位方法。该方法通过安装在机器人底盘的单目鱼眼摄像头采集地面图片,并经过一系列图像处理,将得到的地面方格直线和相机的位姿关系作为观测量,通过推导出观测方程并根据扩展卡尔曼滤波算法得到机器人的位置信息。基于机器人当前时刻位置数据和地面的固定方格大小提出线预测算法,有效地排除干扰线段的影响。实验结果表明,该机器人室内定位方法定位精度可以达到2 cm,具有较好的鲁棒性,能够为低成本的机器人室内定位提供较好的技术参考。     

基于捷联惯性导航的室内定位系统研究

基于捷联惯性导航的室内定位系统是综合运用MPU6050陀螺加速度计模块、HMC5983三轴电子指南针模块和蓝牙模块来实现定位. 系统以STM32单片机为控制核心,依此算出四元数和旋转矩阵,并利用卡尔曼滤波算法计算最优姿态角,在此基础上获取载体在导航坐标系中的运动加速度,通过对加速度的两次积分计算出载体在导航坐标系中的位置信息. 为了克服惯性导航固有的不可消除的积累误差,布设关键通信节点,采用局部蓝牙通信定位,并通过加权平均融合对位置信息做出修正,提高了定位系统的定位精度.     

气压高度表增强GPS组合导航系统数据融合

针对在精密进场着陆阶段GPS信号易受干扰及高度准确性较差、气压高度表对气压及温度敏感的特点,提出了一种提高垂直方向定位精度的组合导航系统。基于GPS定位误差、气压高度表误差以及其“当前”统计模型,建立了系统的状态方程和观测方程,给出了采用迭代Kalman滤波的数据融合算法。理论分析仿真和实验结果表明,迭代Kalman滤波算法提高了垂直方向上的定位精度与实时性,改善可用性,性能优于Kalman滤波,保证了飞机在进近阶段的安全性和可靠性,可以作为精密进近阶段的着陆引导系统.     

基于传感器和目标自身特性的幻影排除算法

为了消除无源探测定位中测向线交叉产生的大量虚假交点,提出了一种基于传感器及目标自身特性的幻影排除算法.利用传感器的最大探测距离、相对位置以及目标信息,通过几何推导出关联张角、候选观测集和有效观测集,得到一个可靠的角度关联范围,挑选出可以进入关联的角度观测.然后采用基准线最小距离法找出目标的定位点集.仿真实验表明:本文算法能有效地排除无源交叉定位产生的虚假交点,不仅大量地减少目标关联次数,而且大大地提高了系统实时性和成功关联概率.