基于CUDA的直升机旋翼桨叶挥舞角快速测量方法

针对基于立体视觉的直升机旋翼桨叶挥舞角测量CPU串行算法耗时多、效率不高的问题,利用图像处理单元(GPU)并行计算的优势,提出一种基于CUDA统一计算设备构架的并行处理快速算法.首先,对算法中最耗时的图像去噪、阈值分割、连通域标记三部分进行并行化设计;然后,采用多层次并行策略将大量密集运算分配到不同的图像处理单元上并行执行,利用共享内存和共享寄存器加速数据访问;最后,进行多次测量实验,结果表明该方法执行效率明显高于CPU串行方法,可满足旋翼桨叶挥舞角快速测量的要求.     

基于双目视觉的三维测量技术研究

本文对基于双目视觉的三维测量技术研究进行了深入挖掘,主要包括摄像机模型、双目相机的标定、图像校正、立体匹配等。同时借鉴机器学习的分类思想,将角点提取转化为二分类问题,利用随机森林算法来实现角点提取,再利用随机森林的预测结果来实现亚像素级角点提取。该方法相对于传统三维测量中的角点提取算法具有更好的自动化性能,能避免角点集群现象,能实现较高精度的亚像素级角点提取,获得更高精度的二维像素坐标。从而利用高精度的二维像素坐标来获得点的三维世界坐标,这也是基于双目视觉的三维测量技术的基础与核心。     

基于双目视觉的板材平面测量研究

针对传统人工测量板材尺寸精度较低、工作量大、易导致板材表面受损等局限,基于双目视觉技术设计了一种板材尺寸视觉测量系统;通过双目相机采集棋盘格图像,采用MATLAB进行相机标定和图像校正,拍摄左右图像并通过半全局立体匹配算法(SGM,semi global matching)进行特征点立体匹配,重建出目标三维点云模型;为提高目标特征点坐标获取的准确性,提出基于HARRIS的亚像素检测方法;采用区域生长算法结合膨胀和腐蚀操作提取板材表面轮廓,根据三角测量原理计算出板材轮廓上各点的三维坐标从而实现板材的尺寸测量,并进行点云重建增强三维展示效果;实践结果表明亚像素检测方法在角点提取上存在优势,在实际板材测量应用中实现了高精度尺寸测量,满足了工业测量需求。     

双目视觉系统在风洞伞摆角测量中的研究与应用

伞系统是飞行器的重要组成部分,其摆角参数是系统安全性的重要指标之一;针对目前风洞试验中伞摆角难以测量的问题,提出了一种基于双目视觉系统的试验方法,该系统主要由两部CCD相机、图像采集卡和控制计算机组成,通过立体视觉标定和数字图像处理技术解算出空间特征标记的三维坐标,根据坐标的空间几何关系计算出伞摆角参数;试验结果表明该方法应用成功,能够同时获取伞运动过程中投影在正交平面上的竖直和水平摆角,且具有系统组成简单、通用性强的优点,有较高的应用价值。     

基于改进ORB算法的双目视觉定位测量方法

针对基于传统特征点检测的双目视觉测量中匹配时间长、误匹配率高和测量精度低的问题,提出了基于改进ORB算法的双目视觉定位测量方法。首先对特征点邻域内的像素点灰度值进行加权,再采用灰度质心法提取特征点的主方向,最后以字符串描述子代替传统二进制描述子对特征点进行描述,在测量中采用二维二次函数精确拟合特征点的亚像素坐标,实验结果表明,该改进方法在特征点匹配正确率和测量精度上都有很大的提升,特征点匹配正确率提升了31.8%,测量最低误差达到0.42%,满足双目视觉测量的精度要求。     

基于双目立体视觉避障的四旋翼飞行器设计

将双目立体视觉技术融入四旋翼飞行器设计,通过两个在相对水平位置上的单目相机模拟人的眼睛,在双目立体视觉测距系统上经过图像采集、双目矫正、双目立体匹配等步骤得到视差结果,计算出深度信息并进行三维重构,实现四旋翼飞行器一键起飞、定高、定点巡航、悬停及自主避障。实验结果表明,所设计的飞行器响应速度快,跟随性能好,定位精度较高。     

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。     

基于双目视觉的物体尺寸测量系统

提出了一种基于双目视觉的物体尺寸测量系统,用于非接触式测量物体尺寸。该系统采用张正友棋盘标定法进行双目相机标定,并利用标定参数对采集的图像进行校正。通过采用图像分割技术和角点检测算法获取待测物体的特征点。通过立体匹配算法对校正图像进行处理,得到视差图。根据三角形相似性原理计算特征点的三维坐标,计算出物体尺寸的信息。实验结果表明,该系统具备较高的测量精度,具有一定的实用性和应用前景。     

基于双目立体视觉的煤体积测量

给出一种双目立体视觉结合SURF（Speeded Up Robust Features）算法的小型煤堆的体积测量方法,首先,简要介绍了双目视觉的原理和基于SURF算法的立体匹配,其次,给出了煤堆的三维重建和体积计算方法,讨论了影响计算精度的主要因素及解决方法,实现了煤堆体积的非接触测量,最后,实验结果证明了该方法具有可行性,有一定的实用价值.     

基于双目视觉的车距测量系统

文章提出的基于双目视觉技术的车距测量系统,由预处理、车辆检测和车距测量共3部分组成,通过计算车辆矩形框中心点、左右中心点特征匹配和三角测量来计算车距。实验表明,本系统车辆检测准确率最高可达95%,最低为92.5%,车距测量精度误差范围为-1.1～0.2 m,车距测量响应时间范围为80～90 ms,在车辆检测准确率、车距测量精度和响应时间等方面均表现优良,具有较高的准确性和实用性,可以满足大多数车距测量应用场景的需求。     

基于双目视觉的小型无人直升机位姿检测

无人直升机的位置与姿态检测是直升机自主飞行控制的基础。基于双目视觉原理,对直升机标志点进行检测并跟踪,利用基于顺序一致性的极线约束匹配方法,对检测到的多个标志点进行立体匹配,计算标志点三维坐标从而得到无人直升机的位置与姿态信息。设计一个基于双目视觉的小型无人直升机空间位姿测量托架,用于飞行控制模型及飞行控制算法的研究及验证。     

结构光与双目视觉相结合的三维测量

在三维测量技术中,传统的双目立体视觉方法计算量大,对没有明显特征的图像,匹配精度较低。本文将基于结构光的三维测量技术与双目成像技术相结合,解决了特征点搜索的困难,提高了测量的精度。与传统结构光成像技术相比,采用常规的双相机立体标定,不需要进行投影仪标定,降低了系统的复杂性,提升了系统的可操作性和灵活性。最后,运用该技术进行三维测量实验,测量结果表明了该技术的可行性。     

基于双目视觉与目标识别拟合的三维屏幕定位方法

为解决针对三维立体屏幕的定位问题,提出了基于双目视觉与目标识别、拟合的屏幕定位算法。首先利用边缘检测算法提取屏幕轮廓,获取屏幕在二维图像中的位置;其次利用双目视觉算法对识别出的屏幕进行深度数据采集,利用最小二乘法对采集的屏幕空间数据进行空间拟合得到屏幕的空间方程;最后计算屏幕顶点在三维空间中的位置从而确定屏幕范围,至此完成在三维空间中对屏幕的定位。实验结果表明,该方法计算得到的屏幕位置具有较高准确度。     

基于长基线双目系统的信号弹高度测量方法

针对信号弹测量的实际需求,增加了现有双目视觉系统的基线长度。使用标准尺寸的特征物来搭建外参数标定系统,利用最小二乘法拟合特征物轮廓,提取特征点像素坐标,建立约束方程组;使用LM优化算法分别计算出两相机与标定系统的旋转量与平移量,进而求解两相机之间的外部参数。利用五帧差分法提取信号弹目标,最终获得信号弹飞行高度。试验证明,该方法测量精度高,鲁棒性较好。     

一种基于靶标识别定位算法的视觉测量技术

视觉测量在飞行试验高精度测试中发挥着重要作用。针对常规视觉测量中多标志点识别定位存在误识别、定位精度低等问题,设计了一种新的环形编码对角标志,并提出了一种基于环形编码对角标志识别定位算法的视觉测量技术。重点介绍了基于EDCircles圆检测算法的标志点识别、基于Harries角点检测算法的亚像素级定位和基于坐标变换的编码信息解码等技术的实现。经过实验验证,研究成果编码标志点识别定位算法识别准确、鲁棒性强、定位精度高,在大投影角度下仍能达到92%的识别率,可以满足飞行试验动态视觉测量任务相关需求。     

基于双目视觉的伺服控制半物理仿真系统设计

在不具备真实目标条件下,为了验证捕获系统捕获目标卫星过程中基于双目视觉的伺服控制技术,采用三维图形库OpenGL开发了目标模拟器,研究了针对三角形帆板支架的视觉测量技术,规划了捕获系统的运动轨迹,直观演示了视觉伺服控制过程,设计了一套视觉伺服控制半物理仿真系统;仿真结果表明,目标模拟器能够生成仿真所需要的投影目标,双目视觉系统能够对投影目标进行精确的位姿测量,视景演示系统能够对视觉伺服的结果进行直观显示,仿真平台能够验证双目视觉伺服控制技术。     

基于简化特征匹配的双目视觉测量系统及其参数计算

为了解决高温风洞内部高精度非接触测量的难题,完成了观察窗透视双目视觉测量系统。该系统基于主动投射移动线激光和超高速同步相机,以简化左右图像特征匹配的复杂度。介绍了提取线激光光条中心的改进的灰度重心法,还讨论了相机和镜头的选型策略以及参数计算。实验表明,该系统最快可以1s完成一个扫描幅面,在1300～1500 mm处,待测幅面为300 mm×300 mm时的最大测量标准偏差为0.11 mm。应用显示,该系统可以保证高温风洞内待测物的实时连续测量和后续动态分析、演示。