自然光下的新型动态注视点眼动向量

为解决自然光下视线跟踪系统注视点估计精度不高和头部运动受限问题,提出了一种基于虹膜和眼睛内角点特征的动态注视点眼动向量,并以虹膜面积信息对其进行标准化,以消除头部运动对眼动向量的影响.最后结合动态注视点眼动向量与多项式映射模型得到实时注视点,实现眼动向量与注视点的一一映射.采用该眼动向量可提高注视点估计精度,降低头部运动的影响.     

一种新的基于显著图的视线跟踪方法

针对现有视线跟踪系统设备复杂、标定过程繁琐等方面的不足,提出了一种新的基于显著图的视线跟踪方法。通过红外光源设备在人眼角膜上产生的光斑中心与瞳孔中心建立瞳孔-角膜反射向量,然后将该向量作为视觉特征重构了基于显著图的视线跟踪算法。实验结果证明,提出的方法不仅缓解了视线跟踪系统标定过程繁琐的问题,而且对提高系统的精度和健壮性有一定的促进作用,这为面向人机交互的视线跟踪研究提供了可行的低成本解决方案。     

基于单相机双光源的视线估计

提出一种角膜反射和虹膜中心估计算法相结合的视线估计方法,使用单相机、双辅助光源构建了头部可自由运动的视线估计系统。在准确提取两个反射光斑位置和虹膜中心坐标的基础上,以多项式函数的形式建立视线特征向量与测试屏上注视点坐标之间的映射关系。实验结果表明,系统在水平方向上视线估计的平均误差为0.91°,在垂直方向上平均误差为1.1°,达到了良好的视线估计效果。     

基于光学低相干的焊缝外观特征检测

针对目前焊缝外观检测实时性差、精度低等问题,提出一种基于光学低相干的焊缝外观特征检测方法。利用光学低相干测量原理获取焊缝外观的三维坐标信息,并利用滤波算法提取出焊缝三维轮廓;基于焊缝轮廓线的特征,提出采用DBGBCA算法对点集进行分类,以确定拟合区间;利用RANSAC算法进行直线拟合后,精确调整多项式拟合区间和拟合阶数进行曲线拟合;基于直线拟合和曲线拟合确定特征点,得到焊缝外观参数。试验结果表明,所提方法可使检测结果精确到0.004 mm,满足工业生产要求。     

基于视频图像处理的交通流检测系统

提出了一种自适应于可调控摄像机的高速公路交通流检测系统.通过改进的背景建模与跟踪方法精确提取运动目标,利用道路标志线为图像与道路建立坐标映射实现车速与流量检测和交通监控.当场景转换时能及时自动更新参数,在实际应用中有很好的灵活性与稳定性.     

基于自适应扩展卡尔曼滤波的导弹制导信息估计

在机动目标的被动跟踪研究领域,导引头仅能量测到视线角速度或视线角信息,利用仅有的角度测量信息对制导信息进行估计,是导弹实现先进导引律精确命中机动目标的基础。本文针对机动目标的被动跟踪问题,选取"当前"统计模型作为机动目标模型,建立系统状态方程和量测方程,提出一种适应于大机动目标的自适应扩展卡尔曼滤波算法对制导信息进行估计。通过仿真实验可以看出,本文所提出的算法具有较好的滤波效果,对制导信息的估计误差满足系统精度要求。     

基于视线追踪的眼控鼠标设计

以Visual Studio为平台,OpenCV计算机视觉库为基础,辅助以单片机、传感器、无线传输模块等自主研发了一套头戴式视线追踪系统,完成瞳孔提取、视线追踪定位、眨眼检测等功能,实现眼球替代鼠标完成对电脑的指令。创新性地提出了椭圆拟合与积分投影去噪法等方法,以消除头部微小移动对定位带来的影响,使系统具有较高的精确度和良好的实用价值。     

高精度图像尺寸检测镜头畸变校正方法与实现

在高精度轴类零件尺寸图像检测中,提出了一种基于标准件法对镜头径向畸变进行快速校正的方法。该方法通过建立世界坐标转换到摄像机坐标、然后再转换到图像坐标的理想数学模型,并引入径向畸变参数,最终确立物体在世界坐标中与图像坐标中的映射关系,从而建立误差补偿曲线的高次拟合函数。利用得到的误差补偿函数的系数矩阵和径向畸变参数,实现镜头畸变的误差校正,有效改善了镜头畸变造成的检测误差。实验表明,该方法快速有效,提高了检测精度、降低了设备成本、检测精度可达2 μm。     

基于球心拟合的多边激光跟踪系统自标定方法

随着大尺寸工件和设备的制造加工以及装配的精度要求提高,对工件加工装配过程进行测量的测量系统精度要求也有所提高。多边法激光跟踪三维坐标测量系统只利用距离测量数据解算空间点坐标,能够避免激光跟踪仪角度测量带来的误差。文中提出了一种通过在跟踪仪测头挂载夹具进行球心拟合来获取跟踪仪测量原点的方式进行系统自标定,并辅以移站的方式,可使用两台激光跟踪仪构建四站多边法激光跟踪三维坐标测量系统。另外,文中还尝试了三站系统的构建。实验证明,四站系统将对标称长度1000.943 mm位于约20 m处的标准尺长度测量误差由最大110 μm减小至28 μm,三站系统将对标称长度969.045 mm位于约7.5 m处的标准尺长度的测量误差由最大67 μm减小至21 μm,相较于单台跟踪仪提高了精度,相较于传统多边系统降低了测站数量和成本,能够在工业现场实现高精度三维坐标测量。     

视线跟踪过程中变形瞳孔的定位

在视线跟踪过程中,变形瞳孔的定位至关重要。针对眼部图像出现干扰情况下的变形瞳孔定位,该文提出了一种基于3点的随机采样一致性定位算法RANSAC_3,即利用随机采样到的2点(以及它们的梯度方向)和搜索获得的1个点来确定椭圆参数。由于该算法在确定参数时只需随机采样两个点,从而大大降低了采样到干扰点的几率,利用搜索到的第3点来决定是否对当前点进行参数计算,有效地解决了标准随机采样一致性定位算法中的无效采样和误差累积问题,提高了椭圆拟合效率和瞳孔定位精度。实验证明,该算法对变形瞳孔具有很好的定位效果,对光斑、睫毛、头发、眼镜框以及眼球运动模糊的引起的干扰具有较强的鲁棒性,并且定位速度快,可以达到实时要求。     

基于改进的SIFT算子和SVM分类器的瞳孔中心定位

瞳孔定位的精确度很大程度取决于图片质量,但实际应用中通常要在低质量图片下进行瞳孔定位。我们的目标是在图片质量不佳的情况下进行精确的瞳孔中心定位。对于这个目标,本文提出一种基于改进SIFT特征和SVM分类器的瞳孔中心初始定位方法,并通过一个大小可变的修正矩形框得到最终瞳孔中心位置。实验结果表明,相比于其他国内外先进方法,本文的方法可以在低质量(光照不均、表情变化等)图片上拥有更高的瞳孔定位精度,定位结果在瞳孔区域内的精度为87.32%。     

Deformable model of the human iris for measuring ocular torsionfrom video images

The authors describe a deformable model of the human iris, which forms part of a system for accurate offline measurement of binocular eye movements, particularly cyclotorsion (torsion), from video image sequences. At least two existing systems measure torsion from infrared video images by pupil tracking followed by cross-correlation of bandpass filtered iris sectors. Unfortunately, pupil expansion and contraction reduce the accuracy of this method. In addition, infrared iris images typically contain very little texture, so correlation can be unreliable. A five-parameter deformable model was therefore developed for taken in visible light. This model can translate (horizontal and vertical eye motion), rotate (torsion) and scale both uniformly and radially (pupil changes). A series of software simulations and hardware tests suggest that torsion measurements obtained with the model are repeatable and accurate to within 0.1°. This performance is illustrated by analysing binocular torsion during fixation on a static target; the results match previously published data from other equipment     

瞳孔快速定位方法在眼震实时检测系统中的应用研究

为了对眼球震颤进行实时、无损的精确检测,本文研究出一种瞳孔快速定位的方法.该方法采用离散余弦变换、灰度拉伸、阈值分割以及数学形态学处理方法,对瞳孔进行定位,再采用辅助图片框法实时绘制瞳孔波动曲线.结果表明,该方法满足了检测系统对瞳孔定位的实时性、精确性要求,瞳孔波动曲线能够很好地反映被测者的眼球运动情况.该方法为眼震患者的眩晕判定提供了重要依据,进而对抗眩晕中药药效的评估及眼震的诊断具有很高的参考价值.     

基于眼动特征的人机交互行为意图预测模型

针对自适应人机界面对用户行为意图预测的需求,提出一种基于眼动特征的人机交互行为分类及意图预测方法.通过建立简化的界面模型,将用户的行为意图分为5类,设计视觉交互实验收集相关行为意图状态下的眼动特征数据,利用SVM（Support Vector Machine）算法建立分类预测模型,结合差异性分析方法选取眼动特征分量,最终确定连续3个采样注视点的位置X坐标、Y坐标、注视时间、眼跳幅度以及瞳孔直径共15个分量作为特征参数可以获得较好的预测效果,其预测精度可达90%以上.     

基于OpenCV的嵌入式人眼追踪系统研究

对于视觉控制系统而言,如何定位并追踪眼睛,判断眼睛状态是关键的一步。文中提出了一种基于OpenCV的人眼识别和跟踪方法,利用摄像头和OpenCV的相关函数在嵌入式平台上实现了人眼的识别与追踪。此外,还通过实验表明,该方法可满足对人眼的识别,且拥有较好的识别速度和识别率,故具有一定的实用性。     

基于WNN-PID的直流电机位置跟踪控制

提出了一种新颖的小波基神经网络的网络拓朴结构.通过该网络对对象进行在线辨识,得到其Jacobian信息,使用神经网络与模糊算法共同在线调整PID参数的方法,实现直流力矩电机位置的准确跟踪,仿真和实验表明:使用该方法能够实现电机位置的准确跟踪;基本克服了一般神经网络控制对初始权值的依赖,大大提高了对象的辨识精度,增强了系统的动态响应品质,并具有很强的鲁棒性.     

基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法

为实现变姿态焊接过程的实时焊缝跟踪,提出基于机器人坐标系下绝对焊缝轨迹的实时跟踪算法.将线式激光传感器安装在机器人的法兰盘上,且位于焊枪运行的前方.焊接过程中,激光传感器连续采集焊缝位置信息,并结合手眼标定矩阵以及机器人实时姿态,将传感器采集的焊缝坐标转换到机器人基础坐标系下,从而形成空间绝对焊缝轨迹;再根据焊枪的当前...     

激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法

激光跟踪仪是一种用于大尺寸空间精密几何坐标测量的重要光学测量仪器。PSD是激光跟踪仪实现对合作目标精密跟踪的脱靶量传感器件,其探测精度直接影响跟踪测量性能。首先,简要介绍了激光跟踪测量系统及基工作原理,然后根据系统需求提出了脱靶量精密探测方案。重点讨论了I/V变换、信号放大、滤波、参数匹配等硬件设计方法以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性,研究提出了基于FPGA和有限状态机的去极值平均滤波算法和扩展除法运算算法分别用于降低噪声干扰与提高测量精度;数据表明在4mm4mm的区域内脱靶量探测稳定度优于2m。采用该方法实现激光跟踪仪对合作目标的动态跟踪,很好地满足了激光跟踪仪的精密快速跟踪需要。     

光电经纬仪靶场精度检测数据误差分析

本文介绍了光电经纬仪靶场精度检测的试验方法及误差分析。靶场精度检测易受气候条件影响造成事后精度超差,无法反映设备的真实状况,文章提出了精度检测过程中的误差计算方法,并对事后误差数据中跟踪部位及脱靶量误差进行数据修正。实战任务表明,误差修正方法对校飞数据事后处理精度的提高具有很好的效果,事后经纬仪系统总误差精度由原来的60″提高到18″。     

用于立体显示的人眼位置快速检测

人眼检测实自动人脸检测以及视线跟踪中非常重要的一项技术,它被用于智能人机交互、疲劳驾驶检测、安保以及诸多领域。在此提出了一种基于亮瞳效应的精确人眼实时检测算法。该方法使用主动红外光结构照明来产生亮瞳效应并产生候选点,然后利用连续Adaboost算法来对人眼进行确认,实验结果表明,对于640×480分辨率的连续视频,系统每帧的检测时间小于10ms,检测准确率较高。