动平台下双目视觉定位标定算法研究

研究空中目标定位优化问题,对于动平台下的双目视觉定位精度差.通过固定位置的两部相机拍摄图像的视差,获取目标位置信息,算法简单、精确.对静平台下相机标定参数进行调整,用新的旋转矩阵和平移向量取代静平台下的这些数据,降低动平台带来的扰动,同时解决了相机转动后需要重新标定才能获得相机内外参数的问题.最后仿真结果验证了改进后的双目视觉定位标定算法达到在平台转动情况下定位精确、算法简单、有效,为空间电影票定位优化设计提供了参考.     

基于改进SURF算法的双目视觉测量系统研究

针对双目立体测量中所使用的图像匹配算法精度不高的问题,提出了一种基于SURF算法的改进图像匹配算法并运用到双目立体测量系统中。首先运用SURF算法检测和描述图像对特征点、特征向量;其次采用双向特征向量匹配策略对匹配点集进行初始过滤;最后采用PROSAC算法根据极线约束几何模型对初始过滤后的匹配点集进行二次筛选,得到最终的优质匹配集合。实验表明,改进的SURF算法具有更高的匹配准确性和较好的算法实时性,运用改进SURF匹配算法的双目测量系统可实现更准确的定位测距。     

基于双目相机的视觉里程计

针对移动机器人视觉导航定位需求,提出一种基于双目相机的视觉里程计改进方案。对于特征信息冗余问题,改进ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)算法,引入多阈值FAST图像分割思想,为使误匹配尽可能减少,主要运用快速最近邻和随机采样一致性算法;一般而言,运用的算法主要是立体匹配算法,此算法的特征主要指灰度,对此算法做出改进,运用一种新型的双目视差算法,此算法主要以描述子为特征,据此恢复特征点深度;为使所得位姿坐标具有相对较高的准确度,构造一种特定的最小二乘问题,使其提供初值,以相应的特征点三维坐标为基础,基于有效方式对相机运动进行估计。根据数据集的实验结果可知,所提双目视觉里程具有相对而言较好的精度及较高的实时性。     

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SURF算法的双目视觉特征点定位研究

针对双目视觉立体图像特征点匹配质量不好导致定位精度低的问题,本文提出改进SURF匹配的特征点定位方法。在改进的SURF匹配算法中,采用双向匹配、NNDR约束、对称性约束、极线约束和交叉匹配约束的方法,提高了图像特征点匹配的质量。在双目视觉特征点定位中,采用公垂线段中点法具有更高的特征点定位精度。实验证明,该算法的特征点定位精度更高,同时可以达到实时三维重建效率。     

基于双目视觉的深度图立体匹配算法研究改进

双目立体视觉可以直接模仿人眼与人类视觉的立体感知过程,是计算机视觉研究的核心课题之一。文章主要针对图像的立体匹配算法研究,对区域相关算法进行了分析。在传统的NCC基本灰度相关度测度函数的基础上,将动态规划优化理论引入到匹配中,提高了匹配的速度和准确度。实验表明,本文算法能够满足目标跟踪试验要求,具有重要的理论意义和较高的实用价值。     

双目视觉的匹配算法综述

双目视觉是获取对现实世界立体感知的重要方法,在自动驾驶等领域得到了普遍的应用。立体匹配是实现双目感知的前提,该算法对左右摄像机拍摄的照片进行像素级的匹配,生成稠密视差图,从而获取了三维坐标信息。概述了立体匹配算法近 20 年来的发展过程,围绕基于人工特征和深度学习两个方向进行了综述,对算法实现过程中的代价计算、代价聚合、视差计算和视差求精进行分析讨论,评估了算法的准确性和时间复杂度。最后总结了立体匹配算法面对的挑战和对未来发展的展望。     

基于双目视觉的运动目标跟踪与测量

在研究融合运动目标位置预测的Mean Shift跟踪算法和双目立体视觉中的空间点定位算法的基础上,基于双目视觉设计了双目立体视觉运动目标跟踪和测量系统,并在所进行的跟踪与测量实验中,提取了运动目标质心的三维坐标序列,实现了对目标深度和速度的测量。     

一种改进平行双目视觉立体匹配的方法

平行双目视觉系统是通过两个摄像头获取信息后,需要对获得图像进行特征提取,其目的是为了得到匹配赖以进行的图像特征.本文提出了一种提高匹配准确性的一种方法,就是利用了Canny算子与Sobel算子相结合对图像进行处理后再匹配的方法.     

嵌入式双目立体视觉测距系统

设计和研究了一种基于S3C2440硬件平台和嵌入式Linux双目立体视觉测距系统.该系统通过使用两个USB摄像头同步采集图像数据,并利用OpenCV对采集的两幅图像的数据进行处理,计算目标物在两幅图像中的像素偏差,进而算出目标物到摄像头平面的距离,在论文中以车牌作为目标物.同时该系统用Qt/Embedded实现LED实时显示图像和数据.整个系统建立在嵌入式架构上,能独立完成图像采集,数据处理,实时显示等功能.只要改变定位算法,则能测出任意目标物的距离.     

硬式空中加油相对位姿视觉测量技术研究

依据双目视觉的硬式空中加油精确测量需求,提出了一种硬式空中加油的伸缩管和受油口之间相对位姿测量方案。针对标志图像易遮挡问题,在受油口附近布置呈等腰梯形分布的标志图案,建立重构误差平方和最小的图像空间误差目标函数完成姿态估计,求取标志图案两腰延长线交点解算受油口中心位置;针对伸缩管的变形及无同名匹配点问题,提出用柱体轮廓线投影方法求取伸缩管轴线方程,进而求取姿态。最后在1∶1验证平台对该方案进行多次试验验证,结果表明本方案可实现对伸缩管与受油口的相对位姿精确测量,其相对姿态误差优于1°,相对位置误差优于10 cm。该方案首次提出对伸缩管位姿的测量,且可解决易遮挡、伸缩管变形和无同名匹配点问题,其精度满足硬式空中加油自动对接性能要求。     

基于十字模板的特征点匹配方法

针对传统模板匹配中矩形模板计算量大、容易造成误匹配的问题,对矩形模板进行改进,提出了十字模板匹配算法;对待匹配的两幅图像进行边缘提取,结合两幅图像的灰度图像获得灰度边缘图像,并利用十字模板匹配方法匹配选定的模板区域;最终在连续性约束的条件下,利用欧氏距离完成特征点匹配。对比实验结果表明十字模板匹配速度快,准确度高;基于十字模板的特征点匹配方法简单可靠,具有一定的实用性。     

无人机软式自主空中加油视觉导航方法

针对无人机软式自主空中加油问题,提出了用于无人机软式自主空中加油的视觉导航方法.在加油锥套外环平面上均匀布置8个近红外LED,在受油机上布置CCD相机及带通滤镜构成视觉系统,利用该系统对锥套进行近红外成像,对所获取的近红外图像进行特征点提取并利用迭代算法估计锥套与受油机之间的位姿参数.在不同距离下对该视觉导航方法进行了仿真验证.结果表明,所研究的无人机软式自主空中加油视觉导航方法精度较高,抗干扰能力较强,可以有效地用于无人机软式自主空中加油.     

A vision-based strategy for autonomous aerial refueling tasks

Autonomous aerial refueling is a key enabling technology for both manned and unmanned aircraft where extended flight duration or range are required. The results presented within this paper offer one potential vision-based sensing solution, together with a unique test environment. A hierarchical visual tracking algorithm based on direct methods is proposed and developed for the purposes of tracking a drogue during the capture stage of autonomous aerial refueling, and of estimating its 3D position. Intended to be applied in real time to a video stream from a single monocular camera mounted on the receiver aircraft, the algorithm is shown to be highly robust, and capable of tracking large, rapid drogue motions within the frame of reference. The proposed strategy has been tested using a complex robotic testbed and with actual flight hardware consisting of a full size probe and drogue. Results show that the vision tracking algorithm can detect and track the drogue at real-time frame rates of more than thirty frames per second, obtaining a robust position estimation even with strong motions and multiple occlusions of the drogue.     

基于投影匹配的目标姿态测量方法研究

提出一种在图像投影匹配基础上进行的目标姿态测量新方法,避免了传统姿态测量中左右像面目标的特征匹配或灰度匹配.二维投影相关法是基于二维投影的灰度相关匹配算法,主要利用匹配图像相邻像素的灰度值的大小关系应该相同的原理进行图像匹配.在此基础上采用双目视觉测量空间轴对称目标姿态,应用面面交会法获取轴对称目标在像面的轴线,进行三维姿态测量.模拟实验结果表明:该方法姿态角测量误差小于0.2°;且计算速度快,结果稳定,能够满足处理的要求.     

基于双目视觉的目标定位与测距系统硬件平台

自主目标识别与定位问题是智能化林业机器人工作的重要基础.以林业环境中树干识别及定位为目标,设计一种基于双目视觉的数字视频实时处理系统硬件平台.使用双目摄像头采集图像,并对采集信息进行三维信息计算,输出目标定位与测距结果.实验结果表明,该硬件平台可以完成图像采集及处理功能,达到预期的实验效果.     

基于多特征融合的防爆自动导引车避障方法研究

为解决在工厂环境中防爆自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)难以在不同光照条件下实现行人检测的问题,本文提出将"结构光+双目视觉相机"的图像采集方案应用于爆炸性危险环境.针对传统的基于RGB(代表红、绿、蓝三个通道的颜色)图像的HOG-LBP(Histogram of Oriented ...     

一种新型光学测量系统在高温环境中的应用研究

提出了一种高温条件下的在线光电测量系统,可直接用于浮法玻璃锡槽内玻璃成型区的玻璃厚度测量。建立了一种自动补偿玻璃板上下表面倾斜的单像机双目视觉传感器模型,变双CCD摄像机结构为单CCD摄像机结构。通过加装一组对称光学反射镜,镜像出一对虚拟摄像机,可在同一个CCD像面上采集到存在视差的2幅图像,从而消除玻璃板上下表面倾斜角引起的系统误差;同时,完成传感器在高温恶劣环境中的二维定位,保证了仪器设计基准与测量基准的统一。分析了高温气体湍流条件下激光传输光线起伏效应和光线起伏对激光测量系统性能的影响,提出利用先验法补偿系统热致光学误差;通过实验和在线实际应用证明:该系统测量精度能够满足玻璃厚度在线测量的要求。     

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。