基于非量测CCD相机和SVM的模型视觉检测

针对传统模型观测方法中存在的观测装置或传感器安装麻烦、工作量大、采样点有限等缺点。提出利用数字近景摄影测量技术量测模型变形。用高分辨率数码相机获取模型不同模拟开挖状态下的多组数字影像,采用改进的粒子群支持向量机方法自动检测和识别标志点,通过边缘跟踪和椭圆拟合算法确定标志点中心影像坐标。提出并推导了利用二维直接线性变换关系式和共线方程分解出影像外方位元素初值的实用算法,最后利用自检校光束法平差对标志点空间坐标进行精确定位。试验结果表明,空间坐标的测定精度高于±1 mm,所测位移场与实际变形情况比较一致,可以满足矿山岩层和地表移动相似材料模型观测要求。     

基于摄影测量的数码影像三维物体空间重建

近景摄影测量作为一种非接触性量测手段,其基本任务是通过数码相机(摄影机)获取图像信息,计算三维空间物体的几何信息以重建和识别物体。基于摄影测量原理,利用数码相机从不同方向拍摄物体使之构成立体像对,加之利用一定数量的控制点进行控制,即可实现小区域的三维物体空间重建。本文以未检校的数码相机对某浮雕进行外业摄影,并通过内业处理实现三维建模,验证该方法的有效性。     

基于灭点理论的普通数码相机标定方法

非量测摄影机要应用于较高精度的物体测量,就必须对摄影机进行检校(标定)。而对于较高分辨率的普通数码相机的标定任务是测定内方位元素及物镜畸变系数。因此,在摄影测量的作业过程中,有必要对近景摄影机进行检校,对数码相机的标定是一项必不可少的作业过程。本文针对这一问题,提出了基于灭点理论的普通数码相机标定方法。根据所摄得的影像,运用该标定方法进行实验,测得数码相机的内方位元素及物镜畸变系数。实验结果表明,数码相机的内方位元素及物镜畸变系数的精度均已达到设计的要求,满足近景摄影测量对普通数码相机的要求,故被标定的相机可用于近景摄影测量。     

航空摄影测量数码相机检校场的建立

介绍了航空摄影测量数码相机室外检校场的建立方法和工作流程,并提出了检校场建立的新思路.通过实验验证了由此建立的室外相机检校场,能够满足多种航空摄影测量数码相机的检校,精确测定非量测数码相机的内方位元素和光学畸变参数.对非量测数码相机在摄影测量中的应用具有重大的推动作用.     

自行走地下掘进机器人导向系统的测量方法

针对目前自行走掘进机器人姿态测量设备只能依靠人工操作,无法连续、实时动态测量的缺点,基于三点法姿态测量,提出了一种多目标点的自动测量方法.该方法采用激光发射模块与接收模块,利用前方交会原理,通过测量多点坐标完成机器人的姿态测量;介绍了测量装置的总体架构和硬件设计方案,并对测量误差进行了分析;同时采用卡尔曼滤波算法对测量坐标进行预测补偿,提高了测量精度.仿真结果表明:这种测量装置可以提高系统的实时性,且数据处理方法对系统噪声和量测噪声有抑制作用.     

航空摄影测量数码相机检校场的建立

介绍了航空摄影测量数码相机室外检校场的建立方法和工作流程,并提出了检校场建立的新思路．通过实验验证了由此建立的室外相机检校场,能够满足多种航空摄影测量数码相机的检校,精确测定非量测数码相机的内方位元素和光学畸变参数．对非量测数码相机在摄影测量中的应用具有重大的推动作用．     

结构光三维测量系统的点云精度分析

点云质量是结构光三维测量系统中一个非常重要的部分,通过对单片点云的精度和点云拼接的效果两个方面对点云质量进行评价。首先由相片的参数和标定板上标志点的像点坐标计算出标志点的三维坐标,与重构出的点云进行比较计算空间点精度;通过对标定板进行重构进行平面度误差分析;再将各片点云用专业的拼接检测软件进行拼接,生成误差和精度报告。反复实验表明,采用PHOTOSCANSHOP结构光三维测量系统获取的单片点云有较小的误差,整体拼接能达到较好的效果。     

结构动态位移监测图像处理技术的工程应用

开发了一种基于数字图象处理技术进行工程结构动态位移监测的方法.在固定点安置CCD摄像机,通过图像采集卡对处于动态的被监测结构物上的标志点进行视频图像采集,然后用数字视频编辑软件将动态数字图像转换为逐帧存储的连续静态的数字图像序列,再用编写的程序自动对图像序列逐帧连续处理,就获得动态目标点的坐标,并拟合出运动曲线,实现动态位移监测.经实际工程监测,证明该方法是简便有效的监测手段.     

基于非量测相机的大坝三维模型的建立

以肖岭水库为例,探索并实践了利用非量测相机获取影像,并研究了建立三维模型的方法.首先利用拓普康全站仪获取控制点的三维坐标,使用非量测相机拍摄具有一定重叠度的像片,并利用拓普康公司的PI-Calib软件进行相机标定;然后采用MapMatrix软件进行影像的数据处理,通过自动相对定向、绝对定向,自动生成DEM和DOM以及三维模型.试验结果表明,该方法是可行的.     

基于点位误差模型的相似材料模拟监测实验研究

为了研究反射片量测模式应用于相似材料模拟实验中的监测精度,根据相似材料模型的实际观测和误差传播定律计算了点位坐标的理论量测精度。设计了现场实验,采用布尔莎七参数模型,基于Matlab计算平台把物方坐标系空间坐标自动转化为局部坐标系坐标,并与近景摄影测量的量测结果进行了对比和分析。结果表明,全站仪反射片量测模式点位坐标理论中误差沿X方向的极值为±1.5 mm,沿Y向和Z向的极值为±1.06 mm。当竖直观测角和水平观测角控制在[-π/4,π/4]以内时,点位坐标中误差可以控制在亚毫米级。与数字近景摄影测量点位坐标量测结果对比,全站仪反射片坐标测量模式沿X向的实际点位量测中误差为0.43 mm,Y向的点位量测中误差为0.37 mm。     

离心试验中基于目标摄像的位移量测技术

采用目标摄像技术在离心试验中进行土体位移测量.通过摄像机拍摄跟踪土中目标点,运用中心定位方法确定目标点的坐标.用两时间点的坐标可得该时间段内的位移矢量.介绍了测量系统和相应的纠错方法.通过一组标定试验,得出该量测方法的精度和准确度为1 mm.且在同一个离心试验中,测定土体位移与其他传感器结果一致,证明该方法运用于离心机试验有效.     

一种基于模板匹配的远场畸变校正方法

在激光照射性能监测系统跟踪移动目标采集远场图像过程中,由于受主光轴入射角度、相对位移等因素影响,导致所摄图像会产生一定程度的畸变。为了校正图像畸变,提出一种基于模板匹配的远场畸变校正方法。首先制作四个靶板角点模板,利用模板匹配算法跟踪识别畸变图像的靶板角点;依据相机成像模型计算出理想靶板角点的像素坐标;根据四对靶板角点,利用透视投影模型求解畸变校正系数,从而实现对图像的畸变校正。实验表明,该方法可以对远场畸变图像进行有效校正,具有实验条件要求低、校正精确、处理速度快等优点,为激光照射性能监测系统提供了准确的图像信息,在实际工程中具有重要意义。     

基于单CCD尺寸检测的摄像机标定方法

为提高机械零件尺寸检测的精度,针对Tsai两步标定法中初始参数不精确的问题,提出了基于直线投影约束的三步标定方法.该方法首先利用直线投影约束条件求解出图像中心点和畸变参数的初始值,然后结合径向排列约束条件求解超定方程组得出全部外部参数和余下内部参数值,最后对全局参数进行非线性优化.为验证提出方法的效果,通过建立基于图像模板的世界坐标系实现,即首先利用图像像素坐标求取摄像机坐标,再将摄像机坐标进行归一化,利用外参数矩阵就可以求解出图像点的世界坐标.结果表明,该方法可以有效提高摄像机标定的精度,像素误差可达0.126 5像素点,单目视觉尺寸检测中任意两点距离误差小于0.41%.     

用于摄像机标定的图像特征点提取算法

如何快速准确地提取标定板图像的特征点坐标是摄像机标定中的关键问题之一.该文针对摄像机以特定的空间角度成像的标定问题,提出了一种用于摄像机标定的图像特征点提取算法.此算法对图像进行区域选取,并对区域图像进行大津阈值分割,击中击不中细化,象素统计等处理,得到特征点的坐标值.实验结果表明该方法可以快速有效地获取特征点的坐标,...     

基于双目视觉的L型板几何参数测量研究

机器视觉在智能制造领域应用越来越广．文章提出一种基于双目视觉模型对L型板几何参数测量的方法．首先对双目相机标定,获取内外参数,然后对比边缘检测算法,采用Sobel算法对L型板图像进行处理,最后基于三角测量原理提取工件特征点的三维坐标,计算出L型板的几何参数．实验表明,该算法测量误差低,能够满足实际需求．     

基于BP神经网络的桥梁施工线形相机测量标定

机器视觉位移测量技术为大跨桥梁线形控制提供新解,而确保高精度的二维到三维坐标转换至关重要。对此,提出一种基于改进遗传算法BP神经网络的提升双目相机标定精度的方法,通过改进传统神经网络中的交叉及变异概率函数,提高标定效率及准确性。经相应试验算例验证,采取传统张氏标定法测量坐标的均方差误差为4.67 mm,应用该方法标定后测量坐标的均方差误差为0.82 mm,标定精度提高,能够满足桥梁施工线形的监控要求。     

基于傅里叶条纹分析的摄像机标定

为了寻找一种简单、有效、精度高,并且使用方便的摄像机现场标定方法,提出将已知相位分布的平面二维正弦灰度调制条纹图作为标定平面靶,通过傅里叶条纹分析方法计算出两个正交相位分布,由正交相位分布与平面坐标的对应关系可以建立图像坐标与2D平面坐标的一一对应关系。将此二维正弦平面靶在摄像机成像空间中放置不同的位置,并完成相位测量,然后根据2D共面参照物摄像机标定方法即可完成摄像机标定。这种方法避开了复杂的标定特征点提取,大大增加了2D标定数据量,提高了标定精度。实验和计算机模拟表明,此方法简单、可靠和精度高,仅需测量3幅图像即可达到较高的标定精度。     

基于人工鱼群算法的平面位移场单像测量

提出一种基于人工鱼群算法的平面位移场单像测量的方法.先将相机与待测量平面保持基本水平,假设像平面和待测量平面近似满足相似变换关系,根据距离关系设定两个控制点的坐标,计算剩余控制点的概略坐标.然后根据各控制点的概略坐标及其与基准点间的距离关系,用人工鱼群算法迭代计算出各个控制点的精确坐标.计算出两平面间的单应矩阵,得到平面间转换关系和平面位移场.实验证明了本方法的有效性和精度.     

一种基于数字图像的空间测距算法及仪器研发

根据相机小孔成像原理,建立基于数字图像的空间测距数学模型,利用双目相机采集被测物在空间坐标系的平面图像信息(像素坐标),标定相机内外部参数,确定像素坐标系、图像坐标系、相机坐标系和世界坐标系之间的关系,通过平面图像上的像素坐标计算被测物两点之间的空间距离。按照便携式、低功耗、兼容性的原则,研制基于数字图像的空间测距仪器,设计仪器的图像采集、数据传输、数据交换、数据处理模块。实验证明基于数字图像的空间测距仪器的测量误差小于1%,在机器人视觉、非接触工程测量、智能制造等领域具有广泛的使用价值。