基于单目视觉的工业机器人定位系统设计

在工业化生产流程中,工业机器人能准确识别并抓取目标工件的状态、位置信息,收集反馈给控制系统处理以修正加工程序参量,从而实现制造工艺的高度自动化及精加工。以视觉定位和图像信息收集、处理的工业机器人为对象基准,设计了一套单目视觉定位系统。系统引入了静态图像收集算法、图像信息模块测量和三维空间匹配测量算法,通过工业试验得出测量数据。误差分析结果表明,基于单目视觉的机器人定位系统符合加工自动化的信息数据要求,能实现工件参数和空间姿态间的匹配,辅助提升生产的自动化程度。     

基于单目视觉的焊接螺柱位姿参数测量技术研究

焊接螺柱在汽车制造领域有着广泛的应用,其焊 接 后的位姿(位置和姿态)是否符合设计要求决定着 后续部件的装配效率及整车质量。为了实现在线测量焊接螺柱的位姿参数,研究了一种 基于单目视觉 的焊接螺柱位姿测量方法,首先通过摄像机获取焊接螺柱图像,然后通过边缘检测、特征提 取等技术提取 焊接螺柱特征信息,最后通过计算模型实现焊接螺柱的位置偏移量及倾斜角度偏移量的测量 。通过实验对 测量模型与方法进行了验证,结果验证了方法的准确性和有效性,位置精度和角度精 度分别为± 0.15mm和±15′,可以很好地满足汽车等制造工业领域在线、柔性、快速和高精度的焊接螺柱位姿参数的测量需要。     

基于门形结构的单目视觉定位方法

选取场景中常见的门形结构为处理对象,提取门形结构中的三条直线,拟合直线方程,进而确定直线的交点及两条平行直线的消失点,根据消失点原理和垂直关系等先验知识确定摄像机坐标系和世界坐标系的映射。空间解析过程以直线方程为基本要素,参与解析运算的点特征均由直线方程确定,随机选取的点坐标仅用于方向一致性判定,减少了随机误差引入。仿真实验表明,本文的视觉定位方法对噪声有较高的鲁棒性,与融合线特征和随机点特征的方法相比降低了定位误差。     

基于单目视觉的旋翼无人机定位系统设计

随着航空科技的不断进步,为了完成载人飞机无法完成的高危险任务,无人机的发展受到了广泛关注。传统的位置信息获取依赖GPS和IMU传感器,但在城市楼宇、室内区域,GPS难以准确获取位置信息从而失去效能,而机载IMU传感器又常常会出现较大的姿态角积累误差给无人机的导航带来一定的难度。针对室内或复杂未知环境下无GPS等外部定位辅助系统的无人机的自主定位和导航问题,文章提出一种轻量级、低成本、实时性强、稳定性高的基于单目相机的视觉定位系统方案,搭建了定位系统的硬件和软件架构,研究了单目视觉定位算法,该系统能准确获取无人机的自身位置信息,辅助无人机自主导航、姿态控制等任务顺利执行。     

自主足球机器人的单目视觉自定位方法

全自主机器人足球系统中，每个自主足球机器人都是一个独立的智能机器人，有自己的决策、通信、视觉和感知、机电控制等子系统，但是系统不具备全局视觉。为了使系统能够了解场上全局信息，足球机器人的自定位是必须解决的关键问题之一。文章介绍了一种在颜色场地信息已经视觉识别的前提下，通过单目视觉测距，实现全自主足球机器人自定位的几何方法：对摄像机CCD像面的量化、镜头的非线性畸变和摄像机定标等可能引起误差的因素进行了分析．实验结果表明方法可行。     

基于单目视觉的机械手三维定位

提出了一种利用单目视觉识别目标并且进行精确的三维定位,用于机械手对目标的精确定位.首先通过模板匹配的方法在图像中识别出目标并计算其中心坐标,然后分别在相同高度和水平的四个相隔一定距离的位置上采集目标图像,根据目标在图像中的位置变化,结合平行双目视觉原理与小孔成像的缩放比例关系,计算摄像头距离目标的深度距离.该系统易搭建、成本低,定位精度较高.     

一种基于直线特征的单目视觉位姿测量方法

提出了一种基于直线特征的单目视觉位姿测量方法SoftNewton。构造了新颖的目标直线与图像直线匹配评价函数,避免检测图像中直线的端点,最终通过软决策技术确定直线特征匹配关系,并采用高斯牛顿迭代算法基于全透视成像模型解算目标位姿。和POSIT算法相比,高斯牛顿迭代算法保持了旋转矩阵的正交性,提高位姿解算精度。仿真图像实验中,在干扰直线和噪声存在的情况下算法经过29次迭代解算得到正确的直线特征匹配矩阵,姿态误差小于0.2°,位移误差小于0.5 mm。仿真图像和实际图像实验结果均表明SoftNew-ton具有较高解算精度和较强的鲁棒性。     

基于单目视觉的AUV 实时定位算法研究

在未知的环境中,自主水下航行器(AUV)运动未知的情况下,采用单目视觉不能对路标进行完全定位,存在尺度漂移。针对这种情况,研究了融合声纳测距信息的AUV定位方法,建立了AUV的运动模型,路标的初始化模型及相机的测量模型,采用扩展卡尔曼滤波对AUV位置进行估计;为了提高定位算法的实时性,提出了基于预测的特征匹配与误匹配点去除算法,既提高了匹配的效率,又提高了匹配的正确率。实验结果表明,该算法定位较准确,实现了AUV的三维定位。     

基于单目视觉的自主足球机器人自定位研究

本文介绍了一种在颜色场地信息已经由视觉识别的前提下,通过单目视觉测距,实现全自主足球机器人自定位的几何方法;对摄像机CCD像面的量化、镜头的非线性畸变和摄像机定标等可能的引起误差的因素进行了详细分析,并且对应地提出了解决办法.尤其是引入了偏最小二乘回归法对摄像机内部参数进行定标,避免由变量的相关性导致的定标误差;同时也更适于实际的比赛情况.实验结果表明它是可行的.     

Research on Vehicle Anti-collision Technique Based on Monocular Vision

Vehicle anti-collision technique is a hot topic in the research area of Intelligent Transport System. The research on preceding vehicles detection and the distance measurement, which are the key techniques, makes great contributions to safe-driving. This paper presents a method which can be used to detect preceding vehicles and get the distance between own car and the car ahead. Firstly, an adaptive threshold method is used to get shadow feature, and a shadow!area merging approach is used to deal with the d...     

基于单目的轻量化目标识别系统设计

为了满足微型无人飞行器实时控制的要求,文章对Yolo-V4单阶段图像检测算法进行了轻量化设计,并基于单目摄像头设计了实时目标识别系统.该轻量化算法首先通过优化输入网络的分辨率和卷积层参数等方法,将主干网络由73层压缩到16层;然后通过简化残差结构和跨级结构,解决深层网络梯度消失问题,减少梯度信息重复;最后自下而上将网络浅层和深层特征进行了精简融合.采用K均值聚类算法训练轻量化模型以优化预选框参数,提高算法对特定目标的检测精度.测试表明,改进后的轻量化算法对特定目标的预测精度为98％,召回率为92％,均值平均精度达90.70％,单张图片检测时间为7.8 ms,对视频的处理速度可达125.6 f/s,满足微型无人飞行器的实时应用要求.     

基于编码测棒的单目视觉测量系统

为了提高单目视觉测量系统的精度,提出了一种基于编码测棒的单目视觉测量系统。该系统采用GSI编码点作为测棒上的特征点,首先用CCD像机对编码测棒一次成像,然后通过编码点特征位与编码位之间特定的约束关系对各个编码点分别进行姿态测量,最后根据最小二乘数据拟合和误差平均的数学思想实现测头的优化求解。在精密二维平移台上做了对比实验,实验结果表明,系统在1 000mm×500mm的测量区域中,实际测量的相对误差不超过6.3×104,系统的精度能满足工业中对大尺寸现场测量的要求。     

基于前向单目视觉的机器人自定位研究

为了改善全景视觉近端信息有缺失、距离信息噪声大造成的机器人定位不精确,文中提出了增加前向单目视觉的方法,以改善原有的视觉系统.首先给出前向单目视觉系统的体系结构,然后对各个模块进行了详细的说明,最后通过实验,验证了该方案的有效性.     

单目红外目标跟踪机器人视觉系统设计

针对特定红外目标跟踪机器人设计的需求,以3种不同频率的信号,合成了可以被一体化红外传感器连续解调的目标特征信号,设计了基于特征信号模型的机器人视觉系统,包括单目复眼的信号检测阵列和2级序列的信号调理电路．试验表明,系统工作稳定可靠,实现了对目标的智能搜索、连续跟踪,信号抗干扰性强,可用于多目标的识别跟踪．     

基于单目视觉的前方车辆检测与测距方法研究

提出了一种基于单目视觉的前方车辆检测与测距方法.首先利用自适应闻值分割方法得到车辆底部阴影特征,同时采用区域融合方法解决车辆边缘变形问题,得到疑似车辆区域,然后在疑似区域内利用车辆对称性进行验证,得到准确车辆区域,最后利用基于摄像机内部参数和几何关系的单目视觉测距方法得到本车与前方车辆之间的距离.实验结果表明,该方法能...     

基于机器视觉的工件定位和识别

根据机器视觉系统具有非接触性、实时性、稳定性及高精度的特点。文中采用机器视觉技术对工件的定位和识别进行了研究。通过求取工件轮廓中心矩和轮廓轴线二阶导数的最小值,求得工件的中心坐标和旋转角度;通过提取模板工件的Hu不变矩与工件轮廓的Hu不变矩,利用轮廓的相似度量函数识别工件类型。实验结果表明,通过提取工件轮廓矩能在旋转的情况下精确地定位和识别工件。     

微型仿生扑翼飞行器机载单目视觉系统的设计

近年来仿生扑翼飞行器利用视觉系统自主飞行成为一个具有广泛前景的研究方向,然而,其有限的带载能力对视觉传感器的类型、尺寸和重量提出了严格要求。目前商用图像处理模块的尺寸和重量较大,且需要回传图像信息至地面控制系统处理,文章旨在设计一款轻量化机载单目视觉系统,帮助微型仿生扑翼飞行器获取外界信息并实现智能自主的飞行。相比于其他图像处理模块,此系统以国产高算力芯片K210为核心进行设计,可脱离电脑端完成图像处理,尺寸仅为2.2 cm×2.3 cm,重量仅为3 g,内部兼容轻量化网络模型实现分类识别,通过串口进行信息交互,控制扑翼飞行器实现手势识别和目标追踪。