针对机器人位姿测量立体标靶的单目视觉标定方法

工业机器人末端位姿测量对机器人装配和机器人标定等工作具有重要价值。针对机器人位姿测量中常用标靶受环境光干扰较大、机器人运动空间有限等缺点设计了一款亮度可调、响应迅速的六面体立体标靶,并提出一种基于单目视觉的立体标靶标定方法。通过初始图像对的选择,解决单目视觉中本质矩阵分解得到的平移向量不精确的问题,并采用光束平差法对初始图像场景进行优化;向场景中添加新图像并使用光束平差法对场景进行全局优化,提高特征点重建精度;以精度为5m的平面标定板上的特征点作为真实点,解决单目视觉重建场景缺乏尺度因子的问题。实验表明:特征点三维重建的平均误差小于0.035 mm,能够有效进行立体标靶的标定;使用该标靶计算的机器人位姿信息,将机器的位置精度提高了37%。     

深度约束的零件尺寸测量系统标定方法

针对大尺寸平面零件尺寸测量系统标定精度不高的问题,提出了一种基于深度信息的系统标定方法。首先利用圆形平面靶标,提出一种提取靶标图像特征点的新方法,采用自适应阈值的边缘检测和多项式拟合算法提取特征点亚像素轮廓,利用椭圆拟合得到中心坐标;然后根据带有畸变的非线性成像几何模型,采用最小二乘法计算摄像机参数的最优解,获得靶标的位姿;最后提出被测物表面与靶标平面之间的深度信息作为摄像机模型修正项,校正测量平面位姿,利用成像原理和直线与零件表面交点确定零件尺寸。设计了单目视觉尺寸测量系统并进行实验,结果表明:标定反投影误差小于0.02 pixel,在10.75 m2的视场内,系统测量精度达到了0.05 mm。     

光笔式视觉坐标测量中的亚像素图像处理方法

介绍了一种光笔式便携三坐标视觉测量系统,提出了被测特征点像面坐标的提取方法。依据数字图像处理理论并结合测量系统中被测特征点的成像特点,给出了图像预处理过程及实际处理结果;采用基于灰度质心法的径向截面扫描法对图像边缘进行亚像素级检测;应用平面内任意位置椭圆的最小二乘曲线拟合法对椭圆形光斑中心的像面坐标进行了提取,实验结果表明该方法的提取精度为0.1个像素。     

液晶编码光栅编码设计与编码点匹配技术研究

物体形貌测量中,物体自身的特征信息往往较少,不足以实现三维重建,通过投射液晶编码光栅可以制造出足够的特征点,液晶编码光栅的编码设计及其精确匹配是形貌测量的关键技术。基于液晶显示可控的特性,由计算机控制实现液晶光栅编码的交换,无机械运动。通过液晶光栅编码可以直接获得被测物体形貌特征点信息,提高了测量速度和效率。实验表明,采用粗匹配和基于角点的精匹配方法,可以得到较高的测量精度,测量标准平板平面度测量误差为0．23mm。     

基于双目视觉的硅棒直径测量方法

提出了一种在实验室环境下模拟工业现场在线测量多晶硅还原炉内硅棒直径的检测系统。该系统采用双目立体视觉测量的方法,首先采用双CCD获取硅捧模型的实时图像,并依次进行摄像机的标定、特征点的提取、立体匹配、然后通过特征点的三维坐标计算硅棒模型的直径。实验结果表明,硅棒直径的测量结果达到了还原炉工艺参数自动化控制所需的精度,并且该测量系统有效地避免了人工长时间目测造成的劳动强度大以及由于主观因素造成误差较大的缺点。     

智能坐标测量中零件位姿的单目立体识别

为了使三坐标测量机快速准确地识别出被测零件的位姿,提出了一种基于三坐标测量机平动的单目立体视觉识别方法,对该方法的原理、位姿参数的求解和识别过程进行了研究。根据双目立体视觉原理,以三坐标测量机带动摄像机沿x轴或y轴平移,在两个不同位置分别拍摄被测零件的一幅图像,经过同名像点的匹配实现单摄像机立体视觉测量,得到被测零件上各特征点在摄像机坐标系中的三维坐标;由摄像机标定参数,进一步计算出各特征点在机器坐标系中的三维坐标;再结合各特征点在零件CAD坐标系中的对应坐标,求解出被测零件的位姿参数。进行了识别实验,实验数据表明该识别方法是可行的,满足实时测量要求。     

基于双目视觉的医疗机器人摆位系统测量方法

为了实现精确放疗过程中精确定位和肿瘤位置的精确测量,建立了基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统,并对系统所采用的摄像机标定方法、标记点识别及其三维坐标计算、摆位系统的位置验证等算法进行研究。建立基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统;提出了一种对摄像机采用基于平面棋盘格和立体标定模板相结合的摄像机标定新方法;采用Roberts梯度算子对图像分割的方法,识别标记点中心并计算其三维坐标;通过比较基于双目视觉计算和三维坐标测量仪器测量的各个标记点三维坐标的摆位误差,实现放疗过程中位置验证和精确摆位。实验结果表明:摄像机的标定精度为36.5×10-3 mm和各个标记点的三维坐标平均偏差为δX=0.573mm、δY=0.495mm、δZ=0.430mm,测量方法可获得较高的标定精度和摆位精度,能满足精确放疗对高精度摆位系统的临床需求。     

基于OPA的时空约束单目视觉位姿估计算法

针对单目视觉系统中载体纯旋转运动引起的估计退化问题,结合运动参数约束条件,提出了一种基于OPA的时空约束单目视觉位姿估计方法。该方法利用OPA算法在估计本质矩阵和平移方向之前判断载体的运动形式,检测修正估计退化问题,并结合摄像机在运动过程中的时间相关约束及图像特征点在空间中的相关约束,实现单目视觉系统的位姿估计。两组对比实验结果分析表明,新算法相比于传统的估计算法具有更高的精度和稳定性。     

基于线结构光的水下双目测量方法

针对水下环境中因光线折射、水体浑浊等产生的物体特征点难以提取的问题,设计了一种利用线结构光阵列提供视觉特征的水下双目测量系统,通过提取光条中心获得大量特征点。推导建立水下双目光路折射模型,并提出一种改进的外极线匹配方法,用于获得特征点三维坐标,实现了水下物体的测量和三维形貌还原。实验结果表明,所提方法对水下物体的测量精度与陆上相当,测量误差在0.3 mm以内,满足测量精度要求。系统测量过程快速准确,适用于水下实时定位测量。     

基于GSI编码点的二维散斑测量技术研究

在摄影测量中,采用人工编码点可以有效提高测量精度.为了提高二维散斑测量的精度和效率,引入了一种有效的GSI(Geodetic Systems Incorporation)编码点.研究了GSI编码点对二维散斑测量精度和效率的影响,采用亚像素搜索和曲面拟合相结合的方法进行数据处理,并对结果进行了分析.实物实验中引入编码标志点,降低了测量误差,提高了计算效率.     

低测试电流的微电阻测量系统

为了解决现有微电阻测量中采用的测试电流过大、精度不高的问题,给出了一种低测试电流的微电阻测量系统的设计。采用高精密恒流源作为电流源,具有很好的稳流特性、低漂移及低噪声的运算放大器ICL7650和OP07ADJ构成精密放大电路,通过数据的实时采集、A/D转换,由单片机进行数据的处理和显示,主要对微弱信号的放大原理以及测量...     

微质量测量

在介绍压电石英晶体表面对微小物体的质量敏感性的基础上，设计了用单片机测量微小质量的基本电路，分析了测量算法，给出了软件流程图。     

挑战毫微安电流测量技术

几千种应用都需要测试小电流的电路,最常见的是测量二极管受光照射所产生的光电电流.一些科学应用(如CT扫描仪、气相色谱仪、光电倍增管与粒子和波束监控等)都需要小电流的测量.     

Measuring radiation

The author discusses his favourite experiment conducted during his youth which comprised detecting alpha radiation with a spinthariscope. He also describes how one can construct such an instrument nowadays     

关于长度计量仪器测量误差控制研究

在社会经济不断发展的背景下,长度计量仪器的应用也越发广泛,无论是在工业产业或正常生活中都起到了很重要的作用。但是长度计量仪器在使用过程中易于受到外界元素的影响,测量成果会与现实数值出现误差,这种情况的发生极大地限制了计量仪器的应用效果,也会影响测量准确度。     

3302自动零件分析仪的测量系统分析

该文以3302自动零件分析仪组成的测量系统为研究对象,制定了自动零件分析仪测量系统分析计划,采用均值-极差法对测量系统的重复性和再现性的分析步骤、计算过程、计算结果做了详尽的剖析和讨论.认为该测量系统的偏倚、线性和稳定性能满足要求,测量电感、电容、电阻的重复性与再现性指标分别为6.7%、2.1%、20.1%,均小于30...     

PIN模块线性度测量方法及测量误差分析

介绍了一种PIN模块线性度参数测量的典型方法及测量系统,并对测量误差的主要来源进行了分析,阐述了测试系统性能和环境温度变化对测量结果的影响。