双摄像机靶标成像视觉坐标测量方法研究

提出了一种利用手持式靶标实现双目视觉三维坐标测量的新方法,以靶标作为成像目标,利用靶标与被测面接触,通过分析靶标上已知特征点的成像变化,实现与靶标接触点的三维坐标测量,这一测量新方法,可以实现视觉系统外部参数测量中的自标定,并能实现遮挡点的测量,研究中利用空间透视变换建立了这一方法的非线性测量模型,介绍了基于Newton非线性迭代的测量方程的求解方法,以矩阵分析理论为基础,讨论了影响测量方程求解的因素,并提出了方法中重要部件手握式靶标上特征点分布的基本约束条件,通过数值计算分析了图像处理误差、有效焦距和基线标定误差对测量方法的影响,实验结果验证了理论分析的正确性和应用的可行性。     

双目立体视觉中特征点三维坐标重构校准研究

双目立体视觉是一种商业化较成熟的三维测量技术,左右摄像机内外参数的精确标定是实现三维重构的基础和关键。针对棋盘格和圆点两种标定板图案研究了相应的图像处理技术,实现了标定点的亚像素精度定位及其有效排序。采用基于单映性约束和非线性优化的多视角平面标定算法实现了摄像机光学及空间位置参数求解。用极线约束残差法衡量标定结果的准确度。基于桥式三坐标标准实现标定点三维重构平面度以及多平面空间夹角测量结果的校准,基于光学三坐标标准实现了标定点三维重构空间距离的校准,并分析了校准结果的不确定度。圆标志点三维重构空间距离示值误差为0.029 mm,不确定度U=24 μm（k=2）     

光笔式便携三维坐标视觉测量系统的建模与分析

提出了一种新型视觉坐标测量系统--光笔式柔性三坐标视觉测量系统,基于空间坐标变换及共线三点透视成像原理建立了视觉测量系统的非线性测量方程,通过仿真验证了所建立的测量系统模型的正确性,并且分析了影响系统精度的因素.     

一种提高双目视觉测量精度的逐步逼近方法

针对空间坐标对图象平面坐标的非线性光学映射关系,本文提出了逐步逼近实现３－Ｄ空间坐标计算的测量方法。该方法对摄象机的摆放姿态与双目传感器的装配精度要求较低,可去除介质折射产生的坐标计算误差。结合局部标定法,对摄象机光学系统的畸变误差进行校正。实验数据表明,在对双目传感器不提出较高要求的测量条件下,测量结果令人满意。     

双目视觉飞行目标落地参数测量

采用放置在落弹点区域附近的凝视等待式双目视觉摄像机,高速摄影交汇测量飞行目标的落地参数.根据不同时刻质心的空间三维坐标,用最小二乘法对目标航迹进行拟合,建立了目标三维空间轨迹的多项式函数,对多项式函数求导得到目标的飞行速度.针对回转体类飞行目标的特点,根据其在摄像机像面成像的大小,将目标分为三类,对不同目标采用了不同的姿态测量方案,并对测量的误差来源进行了分析,提出了减小测量误差的方法.实验与理论分析表明,本文采用的速度与姿态测量方法具有精确、稳定等优点.     

基于双目立体视觉的机器人测量技术研究

本文利用双目立体视觉技术、机器人手眼关系以及机器人的正向运动学模型获得空间点在世界坐标系下的坐标值，从而可以构建多个点在空间的三维模型，并且获得任意被测两点之间的空间几何尺寸。     

用于三维尺寸检测的双目视觉传感器

全面分析了双目视觉传感器中各个结构参数对测量精度的影响。在外极约束理论的基础上提出了外极斜率匹配法,不驻实现了快速立体匹配,而且传感器测量精度也得提高。实验数据表明,传感器测量精度优于±０．０５ｍｍ。     

双目立体显微测量的研究

双目立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,即由构成一定角度的两台摄象机拍摄同一幅画面,通过计算空间点在两幅图像中的视差,获得该点的三维坐标值.提出将双目立体计算机视觉技术应用于光学立体显微镜上,可对一些微小物体进行观测和测量,并获取深度信息,建立三维图象,从而用简便、经济的手段进行微小物体的三坐标测量.     

基于双目视觉零件特征测量技术的研究

通过eye on hand模式,对上下料机器人配置双目视觉系统,将获得的图像进行处理后,判断工件的尺寸、位姿等信息,为上下料操作提供数据支持,使其能准确抓取工件。本文根据双目测量的理论基础,利用Harris角点算法获取零件的角点,对左右相机获取的图像进行区域匹配操作,进而获得工件的特征信息。最后,利用MATLAB对工件进行特征的提取和测量实验,为后续的研究工作提供了基础。     

基于双目立体视觉的物流包装箱尺寸测量研究

目的 针对物流行业运输中包装箱的非接触自动测量,提出一种基于改进SURF配准算法的双目立体尺寸测量方法。方法 首先采用二进制FREAK描述子代替传统SURF的描述子,解决传统SURF描述子计算耗时、描述向量生成依赖于特征主方向,且主方向计算误差会在后续步骤中出现传导放大 的缺点;其次,采用PROSAC删除误匹配点,并利用FREAK级联匹配的方式进一步提高算法的匹配 速度和匹配准确率。最后,利用视差优化和边缘提取算法获得精确三维空间体,实现非接触尺寸测量。结果 实验表明改进算法可快速提取图片特征点并准确匹配,对不同规格包装箱检测结果显示,基于改进算法的测量方法测量误差小,检测速度快。结论 改进图像匹配算法可有效提高图像匹配准确率,减少测量时间,对于提高物流行业运输效率、减少人工成本具有重要意义。     

基于双相机的计算机视觉坐标测量系统

为了解决单相机坐标测量模型中轴向定位重复性差的问题,研究正交双相机视觉坐标测量系统;系统由一支特制光靶标、两台正交放置的CCD 摄像机和一台电脑组成.在单相机测量模型的基础上引入冗余算法,使得两个正交单相机系统相互补偿对方轴向测量误差,从而实现高精度的空间三维坐标测量;实验采用最简的共线三点测头模式搭建测试装置,在测量距离1 500 mm 处各个方向分辨率优于0.2 mm ,与坐标测量机移动对比测量精度达到±0.15 mm .     

三维极坐标测量技术研究

为了解决非接触测量球面的盲区问题,实现球面上小孔位置测量,研制了三维极坐标测量原型样机。分析了三维极坐标测量技术在测量原理、工件坐标系建立、测头应用、温度特性及误差传递等方面的特点。结果表明三维极坐标测量方法适合应用非接触光学测头,有利于提高三维坐标测量精度。     

单目视觉测量技术研究

对单目视觉测量方法进行了研究、分析，其中包括几何相似法、几何形状约束法、结构光法、辅助测量棒法和激光辅助测距法。结合作最新的研究成果，重点对结构光法和辅助测量棒法测量作了介绍。     

三维小角度测量系统建模

提出了一种三维小角度测量法。利用CCD接收经准直透镜焦平面上发光点射向双面反射镜的返回光点的成像位置变化 ,建立了与三维转角变化相关的小角度测量模型 ,并分析了建立的测量模型的特点 ,提出了相应的模型求解方法 ,同时对系统的测量范围和分辨力等进行了分析。结果表明系统α、β角的分辨力可高达 0 0 2 5″,γ角分辨力为 1 4″。通过仿真 ,验证了系统建模及求解方法的正确性 ,证明了所提出的测量方法具有可行性     

基于可变形卷积的双目视觉三维重建

提出一种基于可变形卷积的立体匹配算法来进行双目视觉三维重建。首先,采用二维可变形卷积对输入的左右两幅图像进行特征提取;然后,利用三维可变形卷积,在匹配代价空间中有效地聚合两个图像之间的相关特征;最后,采用3个阶段级联残差学习的方式来降低匹配代价空间的参数计算量,以达到快速匹配的实时要求。根据该算法原理完成了视差深度图的检测,并通过Open3D重建三维物体。实验结果表明:该算法的参数量为0.5×10⁶,运行时间只需0.02s,生成的视差图精度较高,三维重建效果较好。     

多目视觉测量系统的光束法平差改进

为了消除三维扫描测量机器人系统中工业机器人定位误差对测量结果的不利影响,搭建了多目视觉测量系统对三维扫描测头进行空间同步定位.由于系统中相机与标志点之间的距离变化较大,标志点重投影误差难以评价空间定位误差,另外受相机标定精度影响,光束法平差对三维坐标修正不明显.为解决上述问题,本文改进了光束法平差,在传统光束法平差的误...     

三维点云无线遥控测量台的设计与标定

使用数控测量台和双目立体视觉测量设备实现被测样件完整的三维点云测量。设计了一种具有有线和红外遥控两种控制模式、可实现二轴移动和二轴回转运动的测量台,提出了一种标定测量台旋转轴的方法。在测量台上粘贴3个以上圆形标靶点并控制测量台绕待标定轴转动,使用测量设备获取测量台两个不同转角位置的标靶点三维坐标点集,利用点集坐标计算出待标定轴在摄像机坐标系下的一个位置,由多个位置优化完成轴的标定。实验结果表明,测量台的控制方式柔性、方便;标定方法简便、成本低、稳定可靠。