三维视觉测量系统标定技术

在机器人视觉测量系统中,手眼标定问题一直是一个很重要也很难解决的问题.结合一个具体的实际系统,提出了一种将摄像机外参数矩阵和手眼矩阵合在一起标定的新方法,免去了传统的摄像机外参数标定和手眼标定的麻烦,并因此减小了误差,提高了测量精度.     

基于小波变换的自适应图像压缩方法

根据不同特征的图像在进行小波变换中能量分布的特点,提出了一种用能量函数来控制小波的分解,并找到图像的最佳小波分解树,从而完成自适应图像压缩的方法。     

三维激光扫描的地面水平沉降测量

针对三维激光扫描采集的地面数据存在大量建筑物、草木等遮挡物,导致地面点与非地面点提取效果较差,影响地面水平沉降测量的精度和有效性的问题,通过结合自适应格网算法与渐进三角网加密算法提取地面点,并以此为基础构建TIN网,采用Kriging插值算法进行估计,实现了对地面水平沉降的测量。仿真结果表明,在地面点提取的数量上,相较于规则格网算法,所提方法利用自适应格网算法更具优势,提取的地面点数量更多,所构建的TIN网结构更均匀,同时还增加了陡坎位置;在地面水平沉降值提取上,所提方法采用的Kriging插值法可较为准确地测量地面水平沉降值,相较于IDW算法,所提方法的测量值与原始结果更接近,差距更小,插值精度更高,具有一定的有效性和实用性。     

基于立体视觉的水下三维测量系统研究

随着我国海洋战略的提出,对于海洋观测技术和装备的需求日趋迫切。针对现有水下成像系统无法实现精确三维测量这一难题,该文提出了一种基于双目立体视觉原理的水下三维测量系统研究方法,并对其可行性进行了验证。针对水下成像过程存在的水体界面折射问题,该文提出了相应的相机成像模型及系统参数标定方法,建立了防水深度达 30 m 的双目水下测量及照明装置,并在水池、近海条件下进行了实地测试。实验结果显示,在水体条件较好的情况下,系统观测距离可达 8 m 以上,有效测量距离为 0.5～4.5 m,在 0.5 m 和 4.5 m 距离处的测量误差分别为 2 mm 和 20 mm。实验验证了 水下双目成像模型、立体标定、测量模型等方法的有效性和精确性,可为水下检修作业等海洋工程行业提供一种有效的三维测量技术手段。     

电弧炉电极调节系统的离散时间自适应控制

提出了电弧炉电极调节系统的数学模型 ,并在此模型基础上推导出了离散时间模型参考自适应控制规律。然后根据推导出的自适应律对电弧炉系统进行仿真研究 ,仿真结果表明自适应控制系统具有较好的跟踪性能。     

适合无线传感器网络的自适应动态电压调节算法*

对于能量有限的传感器网络,在计算复杂度较高的应用中,节省CPU的能耗具有重要意义。针对以事件为驱动的无线传感器网络的任务模式,提出一种基于零散任务模型的自适应DVS算法——ADVS。ADVS算法根据CPU的任务量实时调整工作频率和电压,能在很大程度上降低CPU能耗的同时,保证任务的实时性要求。理论分析和实验结果表明,ADVS算法的实际节能效果接近理论分析值的80%左右,可在很大程度上延长节点的生命周期。     

基于立体视觉的接触式三维测量系统

传统的三维接触式测量方法存在着速度慢、测量范围受限等缺点,而纯粹的非接触式测量方法则存在着特征边缘无法获取的问题。结合两种测量方法,设计了一种新的三维测量系统,该系统采用立体视觉技术对接触式测头的空间位置和姿态进行定位,进而间接计算接触式探针针尖位置来完成空间点的三维坐标测量。实验结果表明:系统测量精度优于0.2 mm,能够应用于工业现场进行复杂工件的典型几何特征检测和模型重构。     

VC环境下激光功率实时测量系统的设计与实现

采用ADLINK PCI-9114采集卡、信号调理箱、功率计探头建立了一套激光实时功率测量处理系统,在某激光器出光过程中,实时地监测热电和光电的信号数据,实时计算绘制出功率波形,并对相应的出光参数进行分析和计算.     

三维激光扫描系统的关键性技术研究

为获取三维数据信息及对所获得的三维数据信息进行处理,首先介绍了陕西科技大学计算机实验室三维激光扫描系统的组成及工作原理,对三维激光扫描系统的关键性技术如摄像机标定、影响测量精度因素、散乱数据点的消除以及点云数据的压缩问题的研究进行了概述,并指出该技术的应用在某些方面还需进一步完善和改进.     

Quality of experience measurement for light field 3D displays on multilayer LCDs

Multi‐layer light field displays (MLLFDs) are a promising computational display type that can not only display hologram‐like 3D content but will also be well compatible with normal 2D applications. However, the quality of experience measurement for MLLFDs is always an important yet challenging issue. Despite existing research works on MLLFDs, most of them only provide quality of experience results with qualitative evaluation, for example, software simulation of a few 3D images/videos, rather than rigorous quantitative evaluation. This work targets at building a unified software and hardware measurement platform for different MLLFD methods, and comprehensively measuring both objective and subjective performance based on virtual object models. To the best of our knowledge, it is the first time that such performance has been measured for MLLFDs. In addition, to use the existing disclosed virtual object sequences, this paper further proposes three customized virtual models, which are the USAF‐E model, the view angle model, and the concave/convex object model for accurate measurement of spatial resolution, viewing angle, and depth resolution. A toolbox for MLLFD measurement with proposed models is also released in this paper. The experimental results demonstrate that our proposed measurement method, models, and toolbox can well measure MLLFDs in different configurations.     

超声波测风系统中自适应时延估计算法的研究

在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。     

三维视觉测量技术及应用进展

三维视觉测量是计算机视觉与精密测量原理交叉融合的前沿高新技术,是工业4.0的基础支撑,是以网络化、智能化制造为变革特征的先进制造业的核心关键技术。经过几十年的发展,三维视觉测量技术在基础研究和应用研究上均获得了快速深入发展,形成了理论方法、技术工艺、系统研发和产品应用四位一体较为完备的方向体系,呈现出理论系统化、方法多维化、精度精准化和速度快捷化的发展趋势,成为智能制造过程控制、产品质量检验保证和装备整机服役测试的不可或缺的优选技术。本文主要围绕单相机、双相机和结构光等典型三维视觉测量技术展开论述,概要介绍其关键技术内涵,综述其发展现状、前沿动态、热点问题和发展趋势。重点论述条纹投影三维测量技术和相位测量偏折术。最后给出了三维视觉测量的发展趋势与未来展望。     

基于面结构光的机械工件三维扫描系统设计

针对工业机器人对自动化装配过程生产效率的提高以及工件拾取对三维扫描技术的应用需求,设计了能够准确提取机械工件表面点云的视觉系统。扫描系统主要由计算机、投影仪和工业相机构成。基于光学测量和机器视觉的原理,主要研究设计了扫描系统工业相机和投影仪的标定策略、结构光栅编码解码的检测策略以及点云重构的几何策略。对于机械工件三维扫描重构的多余背景平面点云,研究设计了通过随机选取点云并反复迭代构造背景平面实现分割的有效方法。实验结果表明采用面结构光技术,由投影仪投影不同频率的结构光栅在机械工件上,工业相机同步采集被机械工件调制的结构光栅图像,对图像中的光栅条纹进行提取并计算,并利用三角检测算法提取机械工件表面点云的方案具有高准确性,能够有效重构机械工件表面点云。     

三维视觉测量中圆中心投影误差分析方法

针对像平面上椭圆的中心不是空间圆中心在像平面上的真正投影中心这一问题,提出了一种圆中心投影误差分析方法。通过建立空间圆平面与像平面之间的映射关系,推导了空间圆中心投影误差的数学模型,并对影响中心投影误差的因素进行了仿真分析。该方法为圆中心的测量误差评估、摄像机网络布局等提供了理论依据,在实际的视觉测量工程中具有一定的应用价值。