图像分割在轨道异物检测中的应用

随着高速铁路建设与运营新趋势的出现,实现列车前方轨道异物的智能检测发展为必然趋势。基于机器视觉、图像处理等各项融合技术的异物检测手段应用逐渐推广,在基于图像处理方法的轨道异物检测中,进行分割后的图像是轨道异物检测和识别的关键。为验证分割算法的有效性,首先从图像分割的角度简述多种方法在轨道异物检测中的优化及应用,其次将一...     

基于显著性检测的双目测距系统

为了提高双目视觉测距系统中图像匹配的实时性与测距的精度,提出一种将显著性检测与焦距拟合相结合的双目测距方法。首先对双目相机进行畸变矫正,并利用双目相机成像的特点拟合相机焦距与目标距离的关系,随后对所得图像进行显著性检测,并提取目标区域,最后,利用surf算子对提取出的区域进行特征匹配,将匹配点代入测距模型中得到目标物体的距离。结果表明:显著性检测方法明显提升算法执行速度,焦距拟合降低双目测距模型误差,明显提升双目测距精度。     

基于双目视觉的选煤厂用胶带输送机表面异物检测

目前所采用的选煤厂用胶带输送机表面异物检测方法在实际应用时,由于选煤厂内外因素影响,导致对于不同类别的异物识别和分类精度低。针对该问题,提出一种基于双目视觉的选煤厂用胶带输送机表面异物检测方法。设计了基于双目视觉的输送带异物检测装置,将摄像机与工业相机组合成双目视觉系统,系统采集图像后,利用中值滤波算法对图像进行去噪,获取稳定的图像信息。采用YOLOv3进行异物识别预测,计算边界框和锚框数值信息,并根据上述数值信息调整计算定位准确度,实现异物检测。实验结果表明：与传统的基于Mask＿R-CN的检测方法相比,提出的方法对胶带输送机表面异物的识别筛选准确率超过96.2%,分类准确率超过97.6%。     

基于超声波视频检测技术的列车运行异物检测系统研究

随着我国铁路速度的不断提高，列车运行的安全越来越重要。根据目前的铁路技术，两列列车相互碰撞的可能性微乎其微，列车发生碰撞事故的原因更多的是因为轨道上的异物造成的，我国当前对运行轨道异物检测的方法基于火车司机视觉的检测方法。然而司乘人员在长时间驾驶过后，容易造成视觉疲劳，此时轨道上的异物很难被及时发现。本文将针对这一现象设计一套以超声波视频测距为基础的列车运行轨道异物检测系统，减少列车运行中受轨道异物影响而导致列车撞击异物安全事故的发生。     

基于低负载运算平台的双目视觉快速匹配算法

针对计算机视觉系统在低负载运算平台下的应用,对双目立体视觉系统中的图像特征提取和多分辨率图像匹配处理算法进行分析与研究。在对已有的图像降晰算法进行实验分析的基础上,提出了适用于低负载运算平台的双目视觉快速匹配算法。研究结果表明:该算法与已有的图像特征点匹配算法相比,算法执行时间缩短了约80%。基本满足低负载运算平台如自主移动机器人、车载摄像机等的要求,降低了运算难度,实现了目标定位实时性,同时兼顾了图像匹配精度和高可靠性。     

基于近红外与可见光双目视觉的活体人脸检测方法

针对人脸识别系统易受伪造攻击的问题,提出了一种基于近红外与可见光双目视觉的活体人脸检测方法。首先,采用近红外与可见光双目装置同步获取人脸图像,提取两图像的人脸特征点,利用双目关系实现特征点的匹配并获取其深度信息,再利用深度信息进行三维点云重建;然后,将全部人脸特征点划分为四个区域,计算各区域内人脸特征点在深度方向的平均方差;接着,选取人脸关键特征点,以鼻尖点为参照点,计算鼻尖点到人脸关键特征点之间的空间距离;最后,利用人脸特征点的深度值方差和空间距离来构造特征向量,使用支持向量机（SVM）实现活体人脸判断。实验结果表明,所提方法能够准确检测活体人脸以及有效抵御伪造人脸的攻击,在实验测试中达到99.0%的识别率,在准确性和鲁棒性上优于利用人脸特征点深度信息进行检测的同类算法。     

视频测速技术在煤矿井下机车定位中的应用

针对传统的矿井信集闭系统因采用传感器获取机车运行信息来实现机车识别与定位而导致的系统不稳定问题,介绍了一种采用视频测速技术来实现井下机车定位的方法。该方法采用双目立体视觉测距技术得出机车运行距离,根据相邻两帧图像时间间隔求出机车实时运行速度,然后将机车运行速度转换为相应模拟小球的移动速度,使调度员在调度室内通过观察模拟小球的移动状态来实时监测移动小球对应机车的运行状态,从而实现对机车的定位功能。     

基于HALCON的双目立体视觉工件尺寸测量

为了实现对大批量生产工件尺寸的精密测量,该文基于双目立体视觉视差原理,设计了一种工件尺寸实时测量系统;系统通过两个工业数字摄像头实时采集工件不同角度的两幅图像,并基于机器视觉软件HALCON的HDevelop开发环境,对两幅图像进行相关预处理,获取感兴趣区域。提出一种基于canny的亚像素边缘检测、边缘细化、基于atukey权重函数的最小二乘法边缘拟合及边缘均匀取点算法获取精确的边缘特征点,并通过双目系统标定、极线约束与NCC相结合的立体匹配、世界坐标转换、几何计算相结合的非接触式双目视觉方法进行尺寸测量。通过大量实验证明,该方法可有效地获取工件特征点的三维坐标值,不借助外部测量仪器实现工件关键尺寸的高精度实时检测,检测精度达±0.2mm以上,简单快捷,具有较好的准确性和实时性。     

结合图像分割和点云分割的障碍物检测算法

针对单目图像检测障碍物的低可靠性和当前双目视觉检测障碍物的局限性的问题,提出一种结合图像分割和点云分割技术的双目视觉障碍物检测方法。通过设定检测深度范围,分割障碍物点云与道路点云;采用将分割出的障碍物点云对应的视差图与图像分割得到的子图进行比较的策略,有效解决对不同深度、倾斜面和不规则障碍物检测效果差的问题。通过实验验证了在获得稀疏三维点云的情况下,该方法对障碍物的检测具有较好的鲁棒性。     

基于SURF特征点的自主空中加油定位研究

针对硬式空中加油技术中加油插座的定位问题,提出了一种结合SURF(Speeded-up Robust Features)特征点的双目立体视觉定位方法,确定了加油插座的空间位置,实现伸缩管和加油插座的精确对准。基于SURF匹配算法,对双目视觉系统采集的左右图像进行目标检测,并获取匹配目标的SURF特征点,通过空间误匹配点对的剔除和目标点坐标的计算,确定左右图像中具有空间位置一致性的目标点(即加油插座),从而恢复目标点的三维信息。实验结果表明,结合SURF方法能够有效地对加油插座的空间位置进行定位,具有一定的实用价值。     

双目立体视觉的目标识别与定位

双目立体视觉系统可以实现对目标的识别与定位.此系统包含摄像机标定、图像分割、立体匹配和三维测距4个模块.在摄像机标定部分,提出了基于云台转角的外参数估计方法.该方法可以精确完成摄像头旋转情况下外参的估计,增强了机器人的视觉功能.并利用广茂达机器人系统,基于改进的双目视觉系统进行目标识别与定位,以此结果作为依据控制机器人的手臂进行相应运动,最终实现了对目标物体的抓取,验证了提出方法的可行性.     

机器人双目视觉系统的算法研究与实现

针对计算机视觉系统在移动机器人中的应用,对摄像机标定、图像分割、模式识别、目标距离探测以及双目视觉系统在移动机器人导航中的运用进行分析与研究。文章提出了在特定三维场景中,对不同研究对象采取不同处理方式的复合算法,实现了对于机器人视野内简单几何物体的识别,同时使用双目摄像机结构,直接探测出目标物体相对于机器人的深度距离及其方位角度。     

基于粗精立体匹配的双目视觉目标定位方法

针对双目视觉系统定位精度较低的问题,提出一种基于粗-精立体匹配的双目视觉目标定位方法。该方法采用粗-精匹配策略：在粗匹配阶段使用基于Canny-Harris特征点的随机蕨算法对左右图中的目标进行识别,提取目标矩形区域的中心点,实现中心匹配;在精匹配阶段建立一种基于图像梯度信息的二值特征描述子,将中心匹配得到的右中心点作为估计值,设定像素搜索范围,于该区域中找出左中心点的最佳匹配点。最后,将得到的中心点匹配对代入平行双目视觉的数学模型中,实现目标定位。实验结果表明,在500 mm距离范围内,所提出定位方法的定位误差控制在7 mm内,平均相对定位误差为2.53%,相比其他方法具有定位精度高、运行时间短的优点。     

砂轮地貌双目图像特征点提取和匹配研究

特征提取和匹配是双目视觉中的关键点和难点。对SIFT和Harris两种特征点提取算法应用于双目砂轮地貌图像的角点检测进行了研究,通过对SIFT特征采用欧式距离进行匹配,对Harris角点采用零均值归一化互相关算法(ZNCC)进行模板匹配,采用RANSAC算法剔除误匹配特征点对。实验结果表明,SIFT算法在双目砂轮地貌图像上应用较Harris算法效果理想。     

双目立体视觉系统的精度分析

为提高双目立体视觉系统的测量精度,分析双目视觉系统的工作原理以及该系统各个环节的误差模型.通过提高标定模板的精度、增加标定图像,可以减小标定误差及图像校正行对齐误差.分析图像识别误差对视觉系统测量精度的影响,导入视觉系统的结构参数与测量误差之间的关系,从而确定结构参数对测量精度的作用.讨论物距对测量精度的影响,并给出合...     

用于空中加油的激光测距与双目视觉融合算法

依据空中加油自动对接阶段的高精密测量需求,设计了双目视觉与激光测距融合的测量系统。分别分析了双目视觉与激光测距的误差和系统实时性,采用二维摆镜结合激光测距机测距,解决多传感器融合的时滞问题。并提出数据融合算法,利用双目视觉粗测的三维信息,调整摆镜使激光测距机精测距离,依据光路进一步修正该距离值,再依据空间几何关系修正双目视觉光轴方向的测量值,从而获取高精度的三维信息。多次试验结果表明:设计的融合算法能够使测量精度提升到10 mm/20 m,极大提高了自动对接的可靠性,为空中加油自动对接提供了一种新的高精度测量方法。     

基于二维图像三维重建的人脸特征提取技术研究

采用基于二维图像的三维重建对人脸特征进行提取.首先应用平行双目视觉原理获取人脸的二维图像,然后对图像进行预处理,消除图像上的噪音点,增强图像,以便提取特征点,对这些二维图像上的特征点进行优化计算,最后得到整体人脸的三维特征点信息.     

基于SURF特征提取的双目测距在铝锭垛定位中的应用研究

针对高速铝锭连续铸造生产线上铝锭垛定位问题,提出采用双目视觉获取位姿信息,利用铝锭垛上的钢带为特征信息,基于SURF特征提取算法对图像同一特征点进行目标辩识。对提取到的特征点进行优化处理,对铝锭垛钢带上的特征点进行距离约束,选取适量的特征点作为最终特征点,利用特征匹配到的角点坐标点和双目测距公式计算获得铝锭垛的位姿信息。     

基于立体视觉的高精度标定与测量方法

立体视觉测量系统中,光学系统产生的畸变使目标的成像偏离了理论成像点,导致系统产生测量误差。针对提高系统测量精度的问题,提出一种基于立体视觉的测量方法。首先,根据标定板上各角点的像素分辨率,拟合整个成像平面的四次多项式,且多项式的系数与物体到相机的距离成比例;然后,应用双目测距原理,测量被测物体的纵向距离;最后,基于所得的多项式,应用单目相机测量待测物体的横向尺寸。实验结果表明,对于所提方法,当物体距离相机5 m以内时,其纵向距离误差可以减小到5%以内;当物体距离相机1 m时,其横向宽度测量误差在0.5 mm内,逼近理论最高分辨率。