足球机器人视觉中的摄像机标定研究

机器人足球比赛的关键环节是视觉系统,而视觉系统的关键部分是提供全部比赛信息的摄像机,因此如何保证摄像机所摄取的图像真实、准确,就成为视觉系统首要解决的问题.本文根据小型组robocup的比赛规则,针时摄像机出现的摄像头与场地不垂直、或者不在场地正上方所造成的误差以及掘埠机视角增大所带来的更为严重的桶形失真进行了矫正.实践证明,矫正后的视觉系统在识别精度和稳定性方面确实有了较大提高.     

焊缝视觉跟踪系统中标定算法的研究

针对TIG焊焊缝视觉跟踪系统的标定问题,基于光学成像的几何原理,通过CCD摄像机获取焊接区熔池图像,经图像处理后,将其转化成图像目标坐标矩阵,以转换后的目标矩阵为初始矩阵,确立了一种可以完成4种坐标相互转换的数学模型,以此数学模型可以完成三维世界坐标与二维图像坐标之间的相互转换．将研究结果应用于铝合金TIG焊过程的质量控制,保证了焊接过程的稳定,实现了对铝舍金TIG焊焊缝成型的良好控制．     

改进的工程机器人立体视觉标定方法

针对摄像机线性标定准确程度不高与非线性标定计算复杂等问题,以己知的三维信息为基础推导二维像素点对信息,提出了基于神经网络的三目立体视觉摄像机标定方法,构建了改进的BP神经网络模型,对比分析了两种摄像机标定方法的像素点对均方根误差。结果表明:采用改进的BP神经网络能够避免对摄像机进行非线性建模,有利于提高标定精度,增加系统的灵活性,更具有实际意义。     

立体视觉系统的参数标定的Matlab实现

研究了基于平面板标定的摄像机标定方法,详细介绍了摄像机成像原理,分析了其内外参数,阐述了平面模板标定方法的基本原理,并用MATLAB编程语言实现了这一标定方法,给出了实验过程和结果,为实现标定方法的工程应用提供了依据.软件可用于实际工程应用.     

基于计算机视觉的线性摄相机标定技术研究

通过建立基于一阶径向畸变的摄像机数学模型,提出了一种线性求解摄像机参数的标定方法,对摄像机模型中内部参数和外部参数进行逐步求解,且全部过程采用线性方法求解,从而改变了传统的摄像机标定依赖于非线性优化的缺点,避免了非线性优化的不稳定性.实验证明此方法具有较高的标定精度和较强的实用性.     

改进的单特征点机器人手眼自标定方法

针对手眼标定过程要求机器人运动次数过多的缺点,提出了一种改进的单特征点手眼自标定方法.引入手眼关系矩阵的解耦运算,分别标定手眼旋转矩阵和平移向量.运算过程无需计算特征点位置,操作过程仅需机器人末端有5次以上平移运动和2次以上旋转运动.实验与误差分析结果表明,所提方法满足工业机器人手眼视觉测量的需求.     

双摄像机立体视觉系统的标定

研究了一种能应用于双摄像机立体视觉系统三维图像再现的标定法.它将四个坐标系下的点通过一系列矩阵进行转换,这些矩阵包括内部参数矩阵和两摄像机之间的关系转换矩阵,同时也给出了各摄像机的畸变参数.在实验中,首先由左右摄像机采集9组国际象棋棋盘的像,然后通过运行C++软件得到上述矩阵,最后通过立体匹配验证了标定结果的可信度.     

建筑板材安装机器人视觉系统及标定方法研究

在总结了已有线结构光视觉传感器标定方法的基础上,提出了一种针对建筑板材安装机器人系统特定工作条件下,对线结构光视觉传感器进行标定的新方法.利用机器人精确移动获取标定点,并根据图像中反应的外界光照条件,板材尺寸等信息,通过BP神经网络逼近线结构光视觉传感器的标定模型,从而将线结构光视觉传感器的内外参数统一标定.该方法大大简化了标定过程,并在应用中取得了较好的效果.     

New self-calibration approach to space robots based on hand-eye vision

To overcome the influence of on-orbit extreme temperature environment on the tool pose(position and orientation) accuracy of a space robot,a new self-calibration method based on a measurement camera(hand-eye vision) attached to its end-effector was presented.Using the relative pose errors between the two adjacent calibration positions of the space robot,the cost function of the calibration was built,which was different from the conventional calibration method.The particle swarm optimization algorithm(PSO) w...     

机器人精度设计的方法研究

针对机器人精度设计问题,首先通过机器人运动学建模方法推导机器人位姿误差模型,再结合概率分析方法建立机器人精度设计问题的概率分析模型.为将该模型方便地用于机器人精度设计实践,用一个数字指标——概率精度对机器人在整个作业空间内的位置精度进行全局性描述,并基于概率精度指标提出以数学模拟实验为基础的机器人精度设计的新方法.针对蒸汽发生器检修机器人精度设计的实际问题,将所提方法用于该机器人的机械制造精度等级、关节控制精度等设计实践,应用结果表明所提出的机器人精度设计方法是简捷、有效的.     

3D混杂场景中机械臂自主分拣小目标的方法

为解决机械臂在大小目标共存的3D混杂场景中无法利用3D视觉传感器直接感知分布于操作视场范围内的小目标这一难题,提出一种基于"固定安装的全局Kinect深度相机"与"安装在机械臂末端执行器上的移动相机(手眼相机)"相结合的视觉系统混合配置方法.固定的全局Kinect深度相机用于感知并获取视场范围内的大目标点云,进而识别估计其位姿,然后借助路径规划技术引导机械臂到达大目标的上方,启动手眼相机近距离获取小目标的图像;离线阶段获取小目标的CAD模型,虚拟2D相机在以目标中心为球心的虚拟球表面的不同位姿和不同半径处拍摄目标的一系列二维视图,并且储存在目标的3D形状模板数据库中;在线阶段从真实手眼相机拍摄的场景图像中基于图像金字塔分层逐一搜索匹配,找到与目标模板相匹配的所有实例并计算其二维位姿,经过一系列转换后得到在相机坐标系下的初始三维位姿,应用非线性最小二乘法对其进行位姿修正.由ABB机械臂和微软Kinect V2传感器以及维视图像公司的工业相机进行位姿估计精度实验和混杂目标分拣实验,利用棋盘标定板来测定目标真实的位姿.实验结果表明,位置精度0.48 mm,姿态精度0.62°,平均识别时间1.85 s,识别率达到98%,远高于传统的基于特征和基于描述符的位姿估计方法,从而证明了提出方法的有效性和可行性.     

双基地MIMO雷达目标定位及互耦自校正算法

利用均匀线阵互耦矩阵的带状和对称Toeplitz特性,提出了一种基于旋转不变技术估计目标参数(ESPRIT)的双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标定位及互耦自校正算法.该算法通过ESPRIT算法中子阵的选取,将目标二维方位角估计与互耦参数估计相"去耦",角度估计过程不需任何互耦矩阵信息,且估计精度高、分辨力强;基于对目标二维方位角的估计,算法还可以精确地估计出互耦矩阵,从而实现双基地MIMO雷达的互耦自校正.该算法对目标二维方位角与互耦矩阵的估计不涉及任何角度搜索和迭代过程,具有较小的运算量.计算机仿真结果证明了该算法的正确性和可行性。     

空间飞网捕获机器人交会轨迹规划研究

针对空间飞网捕获机器人在近距离接近待捕获目标过程中如何有效的避免与目标发生碰撞,并尽量减少轨道机动的燃料消耗等关键问题,基于被动安全轨迹思想,设计了一种多脉冲飞掠型安全接近轨迹,使系统在掠过目标过程当中弹射飞网并捕获目标,且能够避免任意故障情况下碰撞的发生;结合航天器相对运动的特点,给出了安全轨迹的不等式约束条件,并以速度脉冲增量最优为目标函数,采用线性规划方法建立了多脉冲飞掠型安全轨迹的数学规划模型,最后通过数学仿真验证了规划方法的正确性和规划轨迹的安全性.     

显微立体视觉系统的研究

在分析摄像机、体视显微镜和显微立体视觉系统光学原理基础上,提出了双目显微立体视觉系统方案,此系统是由单目显微镜改造而成,根据目标物体在两个摄像机上所成图像的视差,求得目标物体距摄像机的距离,从而可以对目标物体进行各种微操作。实验证明,此系统是一种高效、精确的显微视觉系统。     

轮胎切平面的立体视觉测量方法研究

详细说明了获取车轮胎冠切点的不同方法,提出1种基于立体视觉和激光投影的车轮切平面测量方法,该方法依次向车轮胎冠上不同位置投射径向激光条纹,并通过条纹提取,平面拟合和坐标转换方法获取车轮胎冠切点,进而计算出车轮的切平面方程．实验结果表明该方法稳定可靠,可以高精度地获取车辆切平面的平面方程．     

双目立体视觉方法测量雷管药量高度

介绍了双目立体视觉系统的基本原理、摄像机标定技术以及对得到的点云图进行的后续处理。采用维视图像的CCAS单双目视觉标定算法软件对所用的VS078FC摄像机进行了标定,结果精确度高,用时短,实用性强。应用Geomagic studio软件进行点云处理去除噪声,误差小,数据完整。     

一种新颖的轮廓线跟踪方法

为了降低跟踪系统状态维数、提高跟踪精度,从拉格朗日动力学原理出发,利用 B 样条形状空间理论,定义了新的动能、势能和衰减能量,推导了新的动态轮廓线跟踪动力学方程,并应用运动估计中的块匹配技术来寻找相邻帧中的对应点.结果表明:形状空间的维数远小于控制点数,增强了跟踪的稳定性;形状矩阵的正交化处理可以保证得到的动力学方程自然解耦,转化为若干个独立的单变量二阶振动系统;块匹配方法能够更准确地检测特征曲线.实验结果证明了方法的有效性.