对高速摄影供片阻尼实现方法的改进

棱镜补偿式高速摄影机供片阻尼的实现是摄影机调试时必须要解决而又难解决的一个问题,尤其是在高速大片盘时由于惯性的原因往往出现胶片"前冲"堆片现象.传统的供片阻尼装置是一电磁离合器加摩擦阻尼器的复合机构,手工调节多头螺纹来实现不同拍摄频率下的阻尼.通过对摄影机供片特性的定量分析,给出了一种改进的供片阻尼实现方法,该方法用电磁离合器取代原来的电磁离合器加摩擦阻尼器的复合机构来实现供片阻尼,通过单片机控制调节流过电磁离合器线圈的电流,从而改变供片阻尼的大小,简化了结构,方便了摄影机调节,实际的工程应用证明该方法是行之有效的.     

采用直线模型的相机参数优化方法

提出了基于直线模型的相机在线标定算法。该方法通过自动跟踪视频中物件的边缘,在线求解相机系统内外参数,同时建立物件边缘同图像边缘的对应关系。然后,利用物件边缘同图像边缘的对应关系,在相机内外参数初值的基础上,通过构建融合边缘端点信息的误差函数,迭代优化求解相机内外参数。进行了仿真和实物实验,分别使用提出的基于直线的标定方法和传统的基于棋盘格内角点的方法标定了相机内外参数,并对两种方法的标定结果做了对比。结果显示:在仅使用边缘信息的条件下,本文方法可以获得同传统的标定法一致的精度,标定后重投影误差(RMS)为0.6pixel。本文方法利用具有标准尺寸的物件即能实现相机内外参数的估计,且无需制备平面靶板便可获得与传统方法相同的标定精度,标定过程更为灵活,有实用价值。     

基于相机溯源的潜在不良视频通话预警

目前主流的不良视频检测大多基于视频内容分析,属于计算密集型任务,不利于巨量视频通话流的实时检测。为此,本文试图从新的视角来阻断潜在不良视频的传播,即实时视频流相机溯源。和传统检测内容的方法不同,本文试图通过检测产生不良视频的相机源来阻断潜在不良视频的传播,即一旦发现某个正在视频通话的手机产生过不良视频,就发出安全警告进行阻断。该思路的基本假设是拍摄过不良视频的手机拥有者有更大概率利用同一部手机拍摄不良视频。该思路的核心问题是寻找一种实时、可靠的相机溯源方法。为此,本文主要聚焦以下三方面工作:建立了一个包含100部视频的数据库用于算法评估,数据库中的视频来自25部不同型号、不同品牌的相机,每一部视频注明了相机来源;建立了一种简单、有效的视频相机溯源机制,实现相机的在线实时溯源;提出了一种多相机指纹特征集成决策模型,实现可靠的相机溯源。实验结果显示,所提相机溯源机制能满足相机溯源的实时性要求,并且所提多相机指纹特征集成决策模型显著优于现有的单一模型,对于安卓手机,其视频相机溯源准确率达到98.161%,验证了该思路的可行性。     

Carrousel卷取机主机结构及运动、动力参数分析

分析了Carrousel卷取机的传动原理,详细阐述了该卷取机主传动、卷筒、旋转机构、锁定系统及活动支承的结构形式,计算了卷取机传动系统的运动学、动力学参数,为系统动态精度分析计算和结构设计奠定了基础.     

基于高速相机的多叶光栅机械性能测试方法研究

基于高速相机搭建了多叶光栅机械性能测试平台,进行了实验测试和数据处理,研究了高速相机图像分辨率、采集速度及图像处理方法对机械性能测试精度的影响。结果表明,采用视野分区的形式,在40 mm×40 mm区域视野中,选用高速相机在单方向图像分辨率4000、帧率500帧/s时,对叶片运动速度不高于250 mm/s的多叶光栅进行机械性能测试,测量精度可以达到0.01 mm。     

高速摄像技术在煤粉燃烧工作状态监控中的应用研究

针对高炉喷煤风口监控手段落后和回旋区耦合传热计算误差大、实时性差等问题，本文以高速摄像机作为测试工具，研究了喷煤高炉风口回旋区煤粉燃烧状态。用图像处理和三基色辐射测温法计算回旋区煤粉燃烧的温度变化和相对亮度变化，监控喷吹到高炉的煤粉粒子燃烧工况。并针对高速摄像机CCD传感器在高温测试过程中由于辐射强度过大易出现输出过饱和电流，导致“图像发白”问题，提出了摄像机快门控制模型，以提高摄像机测温动态范围，实现了风口回旋区温度和燃烧脉动的动态测量。通过现场应用表明，该方法为高炉喷煤提供了有力的测试手段和信息来源，快门控制模型提高了温度测量区间。     

空间相机成像参数配置功能检验

介绍了空间相机成像参数配置的基本组成和作用,讨论了成像参数配置功能缺陷对相机成像质量的影响,应用数学方法分析了成像参数配置功能抽样检验的测试风险。基于自动测试系统,提出了一种空间相机成像参数配置功能全面检验的方法来解决测试覆盖性和测试效率之间的矛盾。应用本文提出的测试系统和检验方法对空间相机成像参数配置功能进行了全面检验。结果表明:本方法实现了成像参数配置功能的100%覆盖检验;每条参数测试判读时间缩短为40ms;完成相机成像参数全面检验的测试时间大约为50min。该方法能够有效测试出成像参数配置功能故障,满足了空间相机高效测试、零质量缺陷的要求。     

数字天顶仪中倾角仪参数的标定

针对运用数字天顶仪进行天文定位时旋转轴与垂直轴之间存在的轴系偏差,提出了高精度天顶仪倾角补偿方法。从数字天顶仪倾角补偿原理出发,引入了倾角仪双轴尺度系数、双轴交角等参数对倾角仪的输出值进行修正,然后提出了一种双轴倾角仪参数的标定方法。分析了旋转角度对于参数标定的影响,运用实验数据对标定方法进行了论证。结果显示:旋转角度会直接影响CCD图像传感器安装角度的标定值。另外,倾角仪参数的引入提高了数字天顶仪的定位精度,当旋转角度的误差值在2°以内时,标定参数的误差对定位结果的影响非常小。     

离轴三反时间延迟积分CCD相机内方位元素和畸变的标定

由于测绘相机的关键几何参数内方位元素和畸变的标定精度决定相机的立体测绘精度,本文提出了一种离轴三反时间延迟积分( TDI) CCD相机内方位元素和畸变的标定方法.介绍了离轴三反TDICCD相机的光学系统和像面拼接方法,明确了该相机内方位元素和畸变的含义.建立了标定系统及相应的数学模型,应用最小二乘回归法求得了内方位元素和畸变的表达式.利用提出的方法标定了相机的内方位元素和畸变,并对标定误差进行了分析.结果表明:该方法对主点的标定精度可达1.0 μm(1σ),对主距的标定精度可达2.0 μm(1σ),对畸变的标定精度为2.3 μm(1σ).结果显示提出的标定方法快捷且有效.     

精密测角法的线阵CCD相机几何 参数实验室标定方法

建立了线阵CCD相机几何参数标定系统,对该标定方案所用的设备、实验条件、基于精密测角法的算法和精度进行研究。根据标定精度要求,确定了实验室主要测试设备和环境条件。利用高精度二维转台和CCD细分技术测得被标定系统的一系列视场角和对应像高。最后,利用建立的数学模型,应用最小二乘回归的方法,求得相机几何参数。误差分析结果表明:该方法对主距主点的标定精度可以达到μm级,相对畸变的标定精度可以优于1×10^-4。该方法可以满足线阵相机的高精度几何标定要求,具有较高的实际应用价值。     

面阵CCD KAI-0340DM高速相机的设计

使用常规CCD设计了高速相机系统,并解决了相机高速工作方式下的一系列难题.介绍了行间转移面阵CCD芯片KAI-0340DM的工作原理,采用高度集成视频处理芯片来产生各高速时序信号;通过提高驱动芯片与线路板的热传导效率增加有效散热面积从而降低芯片的温升;建立了高速运放电路的自激振荡模型,并采用有效方法克服了自激振荡;采用...     

地面三维激光扫描仪与外架数码相机间安置参数的高精度标定

提出了地面三维激光扫描仪与外置数码相机安置参数的高精度标定方案。首先,利用商业化近景摄影测量系统对相机内参数进行单独标定;然后,利用回光反射标志作为二维和三维匹配的同名控制点,对直接线性变换进行拓展应用,在算法迭代过程将内参数作为已知值对外参数进行求解;最后,根据相机数据采集特点确定其拍摄全景时多张影像之间的位置关系,对多张影像的外方位元素进行求解,从而实现全景点云与全景完整影像之间的映射。进行了实验测试,利用安置参数标定结果反求验证点像素坐标与真实测量结果之差验证了本文标定方法的精度和可行性。实验显示:点云与影像间的映射精度可达到1像素左右;相机拍摄全景获取的影像与全景点云可以实现正确映射,表明提出的标定方法正确,满足纹理贴图及将影像作为特征提取辅助信息的精度要求。     

基于等高地面控制点的航空摄像机参数估计

为满足炮射廉价航空CCD摄像机的对地定位需求,提出一种基于四个已知等高地面控制点的航空摄像机参数估计方法。该方法根据单张航空像片估计伞载空中摄像机焦距及摄像机在世界坐标系中的位置和姿态角等外参数,利用直接线性变换算法求取已知等高地面控制点与对应像点之间的单应矩阵,建立了单应矩阵与共线条件方程之间的关联关系,最后根据关联关系推导出计算航空摄像机焦距、纵横比、位置和姿态角等内外参数的数学模型。为考查该方法的有效性,分别运用室内模拟控制点和野外真实控制点进行了实验。实验结果表明:在给定四个等高地面控制点的三维坐标及对应像点的二维坐标的情况下,该方法计算焦距、纵横比、位置和姿态角等摄像机参数的相对误差约为2%,参数估计结果基本满足炮射摄像机对地成像定位需求。     

基于单目视觉的GPS辅助相机外参数标定

针对机器人视觉系统外参数标定的问题,提出了基于单目视觉ORB-SLAM的差分GPS辅助相机外参数标定方法。分析了单目视觉ORB-SLAM和GPS(Global Position System)定位数据之间的相似关系,建立了相机外参数标定的非线性最小二乘模型。基于随机采样一致性(RANSAC),通过三点法求得模型的初始解。设计了Levenberg-Marquardt(LM)迭代算法求解出最优解,从而得到了最优的相机相对位置和姿态参数。最后,对提出的方法进行仿真和跑车试验验证。结果表明:在试验半径为50m时,所设计标定方法的姿态标定精度可达0.1°,位置标定精度可达0.2%。该方法标定过程简单实用,不需要外界环境的先验信息和人工干预,具有很高的精度和显著的应用价值。     

机械拼接时间延迟积分CCD空间相机的振动参数检测

为了获取空间相机在轨摄像期间的振动幅频特性,提出了一种基于TDICCD拼接技术的空间相机振动参数检测方法。根据TDICCD拼接原理,利用拼接结构中的重叠成像区域在不同时刻对同一景象成像,通过灰度投影算法对所成图像进行比对求取相对偏移量,拟合偏移量数据,进而根据拟合结果计算出空间相机振动参数。实验结果表明:对于一维单一频率的振动,频率相对误差小于0.5%,振幅绝对误差小于1个像元;对于一维混合频率的振动,频率相对误差小于3%,振幅绝对误差小于2个像元;对于沿推扫方向和垂直推扫方向均为单频振动的二维振动,频率相对误差小于1%,振幅绝对误差小于2个像元。实验结果验证了检测方法的正确性,达到了不增加额外设施,仅利用相机自身结构就能精确测量相机振动参数的目的,并为后续图像复原提供了数据基础。     

Multi-objective optimization of cutting parameters in high-speed milling based on grey relational analysis coupled with principal component analysis

This paper investigates optimization problem of the cutting parameters in high-speed milling on NAK80 mold steel. An experiment based on the technology of Taguchi is performed. The objective is to establish a correlation among spindle speed, feed per tooth and depth of cut to the three directions of cutting force in the milling process. In this study, the optimum cutting parameters are obtained by the grey relational analysis. Moreover, the principal component analysis is applied to evaluate the weights so that their relative significance can be described properly and objectively. The results of experiments show that grey relational analysis coupled with principal component analysis can effectively acquire the optimal combination of cutting parameters and the proposed approach can be a useful tool to reduce the cutting force.     

大视场空间相机的像移速度场模型及卫星三轴姿态稳定度分析

针对大视场空间相机的像移补偿,建立了基于坐标变换和姿态动力学的离轴三反大视场空间相机通用像移速度场模型。建模过程中考虑了离轴三反光学系统的离轴角对像移模型的影响,推导了离轴三反大视场空间相机的像速场解析式。以某大视场空间相机为例,分析了3种典型成像姿态下焦面像移速度和偏流角的分布特点,研究了卫星姿态稳定度对相机成像质量的影响。分析表明,卫星三轴姿态稳定度的降低会导致相机焦面动态传递函数(MTF)下降,其中俯仰姿态稳定度对焦面动态MTF的影响最大;并且随着积分级数增加,下降会愈发明显。相机侧摆姿态成像时,对卫星姿态稳定度的要求更高。以传递函数下降5%为限,积分级数为96级的大视场空间相机,要求卫星姿态稳定度控制在0.001(°)/s以内。实验结果验证了文中对卫星姿态稳定度的分析,证明了像移速度场模型的准确性,为大视场空间相机像移补偿提供了可靠依据。