基于双目立体视觉技术的信号弹高度测量方法研究

为了测量信号弹飞行高度,本文提出了一种基于双目立体视觉技术的信号弹高度测量方法.首先研究了双目立体相机的标定过程,然后对左右相机图像进行立体校正和图像预处理,最后通过基于特征的图像匹配方法来获取左右相机图像中目标点的视差,进而计算出信号弹的高度信息,实现对信号弹飞行高度的快速准确测量.结果表明:该方法可以较为准确地测量出信号弹飞行高度,满足厂家需求,且具有操作简单、使用灵活、成本低廉等优点.     

高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形立体视觉测量

针对高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形测量需要,研究基于立体视觉的表观变形三维测量方法。选择去均值归一化灰度互相关系数(NCCC)进行区域匹配,通过调整视差范围消除虚假误差,以实现最大最小视差约束;并综合使用5种约束优化视差图。据平行双目立体视觉模型计算三维点云坐标,用Delaunay三角剖分获得表观变形曲面。基于MATLAB平台集成表观变形立体视觉三维测量系统,进行距离测量精度及比较试验证明该方法的有效性及可靠性。用集成系统完成高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形的三维测量试验。结果表明,重建的三维曲面能准确再现高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板的表观变形,为高速冲击荷载作用后靶标表观变形提供全新的测量方法。     

基于光栅结构光双目视觉的动态三维测量方法研究

基于矩形光栅结构光和双目立体视觉测量技术,提出一种物体表面三维形貌的动态测量方法。采用基于光平面引导的稠密光栅光条匹配方法完成左右摄像机光条图像的匹配,该方法先通过各光平面对应的单应矩阵实现左右图像点的对应,再结合极限约束及空间点距离约束完成左右光条中心点的全局最优匹配,以此解决由两摄像机和投影仪组成光栅结构光测量系统中光条匹配难题,对匹配完成的图像光条点应用双目立体视觉测量原理完成物体表面的三维重建。实物实验中,对姿态变化的手臂进行测量,结果证明仅需投影单幅光栅图案可实现手臂三维形貌的测量,验证该方法的有效性。     

改进最小二乘法双目视觉位姿测量技术研究与测试

由于工件表面油污、光照等因素干扰导致工件图像提取的特征点偏离实际位置,对工业机器人的抓取定位带来较大误差。该文以视觉引导工业机器人抓取气缸盖为应用对象,对双目视觉高准确度位姿测量技术进行分析。首先探讨特定条件下的双目视觉定位引导机器人技术以及粗差点产生原因与解决方法情况;其次介绍视觉系统视觉坐标系和目标坐标系,然后在位姿测量数学模型的基础上提出改进最小二乘法的准确计算方法,并搭建双目视觉引导的工业机器人抓取气缸盖系统进行测试分析。测试表明:改进最小二乘法的位姿计算方法可实现双目视觉对目标物的全自由度位姿测量,满足工业机器人高准确度抓取操作。     

直线拟合的高准确度投影结构光系统标定算法研究

针对现有投影仪-相机结构光测量系统标定算法准确度不高的问题,提出一种基于直线拟合的高准确度标定算法。该算法首先找到系统灰度响应线性度较好的灰度区间,在该区间内采用三频四步相移算法对相机获取的投影光栅图像进行相位恢复。然后计算出棋盘格角点在相机坐标系中的坐标,并找到这些角点在投影仪图像中的对应像素点,通过直线拟合的方法进行优化,提高匹配点的搜索准确度。最后采用双目视觉的标定方法实现投影结构光系统的标定。系统标定实验的结果验证所提出的基于直线拟合的标定算法具有较高的标定准确度,有助于后续高准确度的三维重建与测量。     

双目立体视觉的远距离运动物体运行姿态研究

提出了一种采用双目立体视觉测量技术来获得炮弹运行姿态的新方法。首先利用加权平均的方法求炮弹的质心,然后利用炮弹表面点到弹轴的距离相等的原理,用最小二乘拟合法推导出弹轴方程,得到弹轴矢量,最后通过建立弹轴矢量与姿态角之间的数学关系得到炮弹运行时的姿态角。仿真实验结果表明,该测量方法具有较高的精度,能满足远距离运动物体运动参数的测量要求。     

双目立体视觉的远距离运动物体运行姿态研究

提出了一种采用双目立体视觉测量技术来获得炮弹运行姿态的新方法.首先利用加权平均的方法求炮弹的质心,然后利用炮弹表面点到弹轴的距离相等的原理,用最小二乘拟合法推导出弹轴方程,得到弹轴矢量,最后通过建立弹轴矢量与姿态角之间的数学关系得到炮弹运行时的姿态角.仿真实验结果表明,该测量方法具有较高的精度,能满足远距离运动物体运动参数的测量要求.     

逆向工程中自由曲面的自适应数字化算法研究

分析比较了对自由曲面自适应测量的几种方法。在有界曲率的平面曲线的有界性的基础上，提出圆弧外延法，即后续测量点根据已测前三点求得的圆弧曲率沿切线方向或等曲率外延来进行预测，并根据测点矢量来估测保证数字化几何信息的充分性。这样就可利用待测曲面的几何(曲率)特性，使得测点的分布与曲面的曲率保持一致。最后给出了对这一算法的仿真结果。     

立体视觉测量中图像匹配的方法研究与应用

立体视觉测量中图像配准方法和效率一直是制约其测量效率的瓶颈,本文提出一种基于应用极几何结合仿射变换来解决双目立体视觉中图像匹配的方法,该方法首先利用两幅图像间的极几何关系,确定一些可靠匹配点作为控制点,进而构建全局仿射变换,把像面的特征点投影到另一幅像面上,再利用极几何约束和变换后的图像点位置关系,分区域进一步搜索匹配点,最终实现图像对的快速有效配准。     

一种针对蜂窝芯外形曲面特征的测量方法

针对蜂窝芯外形曲面特征测量过程中出现的数据不完整、精度低等问题,提出一种基于三维光学扫描的测量方法。首先在蜂窝芯外形曲面紧密贴合覆盖层,以覆盖层外形特征代替蜂窝芯外形曲面特征,然后采用三维光学扫描技术采集覆盖层外形的点云数据。通过计算点云数据的法向矢量,并在矢量方向偏置覆盖层厚度,从而获得蜂窝芯曲面特征的轮廓数据,完成蜂窝芯外形曲面特征测量。通过对某型号蜂窝芯材料的测量,证明该方法的可行性和精确性,具有实际工程应用价值。     

Research on Extraction of Bottom of Shoe Pattern Based on Binocular Stereo Vision

In order to quickly and efficiently get the information of the bottom of the shoe pattern and spraying trajectory,the paper proposes a method based on binocular stereo vision. After acquiring target image,edge detection based on the canny algorithm,the paper begins stereo matching based on area and characteristics of algorithm. To eliminate false matching points,the paper uses the principle of polar geometry in computer vision.For the purpose of gaining the 3D point cloud of spraying curve,the paper adopts the principle of binocular stereo vision 3D measurement,and then carries on cubic spline curve fitting. By HALCON image processing software programming,it proves the feasibility and effectiveness of the method.     

Research on the application of single camera stereo vision sensor in three-dimensional point measurement

A single camera stereo vision sensor model based on planar mirror imaging is proposed for measuring a three-dimensional point. The model consists of a CCD camera and a planar mirror. Using planar mirror reflections of a scene, a picture with parallax is obtained by shooting the target object and its virtual image. This is equivalent to shooting the target object from different angles with the camera and the virtual camera in the planar mirror, so it has the function of binocular stereo vision. In addition, the measurement theory of the three-dimensional point is discussed. The mathematical model of a single camera stereo vision sensor is established, the intrinsic and extrinsic parameters are calibrated, and the corresponding experiment has been done. The experimental results show that the measuring method is convenient and effective; it also has the advantages of simple structure, convenient adjustment, and is especially suitable for short-distance measurement with high precision.     

网格投影式立体视觉三维表面重建系统

提出了一种基于立体视觉的三维表面重建的新方法。该方法以立体视觉为基础,结合网格投影,把被动的立体视觉与主动的非结构光网格投影相结合,采用一种算法简单的由粗到精网格图像立体匹配方法,有效地解决了常用的立体视觉系统中存在的算法复杂、处理时间长、容易产生误匹配等问题。基于该方法的三维表面重建系统具有结构简单、操作方便、数据采集速度快、实时性强等优点。实验结果表明该系统能够有效地对三维表面,特别是对无明显特征的光滑自由三维曲面进行重建。     

基于包装件智能分拣的视觉尺寸测量技术

目的快速实现包装纸箱尺寸的机器视觉测量。方法采用机器视觉技术方法,运用双目摄像机的成像原理,通过SUSAN角点提取算法结合棋盘标定法求取摄像机内外参数,修正图像畸变,采用SIFT匹配算子对左右2幅图像进行匹配,找到对应的匹配特征点,利用匹配点对的视差值恢复图像深度信息,进而求解出包装箱的长宽高值。结果对不同摆放姿态的包装箱均能实现快速测量,机器视觉检测值与实物值相比,其误差均在1 cm左右,满足检测要求。结论文中方法具有匹配精度高、鲁棒性强的特点,能快速实现对不同摆放姿态的包装箱尺寸测量。     

基于SLAM导航的多目视觉AGV系统设计

目的为了进一步提高SLAM定位精度和小障碍物识别能力。方法采用SLAM与多目视觉结合的方法,首先构建AGV运动学模型,然后构建双目立体视觉模型,基于SURF+RANSAC改进的分区域加权算法,尽可能剔除冗余误匹配对,显著提高匹配精度。其次,在传统SLAM导航基础上融入单目视觉,实现关键工位点精确定位停靠,并给出二维码遮挡缺损情况下的解决方法,采用双目视觉实现距离实时测量。结果双目距离检测精度可达±1.88 mm,轨迹精度可以控制在±2 mm。结论融合SLAM和多目视觉可以有效提高导航定位精度和小障碍物识别能力,提高了SLAM的应用领域,具有一定的推广前景。     

双目视觉摄像机神经网络标定方法

摄像机标定是精密视觉测量的基础。为了描述双目视觉中三维空间物点坐标和两个摄像机像面像点坐标间的非线性关系,传统的标定方法需要建立复杂的数学模型。而神经网络可以有效地处理非线性映射问题,笔者介绍了一种BP(ErrorBackPropagation)神经网络,并且为了提高网络的学习能力引入了动态因子。用相同的参考数据,将神经网络标定方法与线性标定方法比较,实验结果表明基于神经网络的双目视觉标定方法能获得较高的标定精度。     

利用立体视觉的砂轮地貌三维表面重构

提出一种利用双目图像以恢复砂轮地貌三维表面的方法,通过基于灰度的面匹配法对双目图像精确匹配,然后利用双目视觉成像原理,求出该样本点在世界坐标系的坐标。在此一系列样本点的世界坐标基础上,可得待恢复区域的三维外轮廓线和外轮廓面,通过面元内插法可以得到三维场景的精确恢复。实验结果表明,该算法能有效恢复砂轮地貌的三维表面信息。     

基于多视图立体视觉的沙堆三维尺寸测量研究

利用从运动中恢复结构方法(SFM),提出了一种基于多视图立体视觉的沙堆三维重建及三维尺寸测量方法。首先根据SFM方法的求解不稳定特点,结合光束平差法对SFM求解过程进行分析及优化;其次针对SFM重建结果为稀疏点云的问题,利用基于面片的稠密重建算法重新生成稠密的三维点云,再利用泊松算法对密集点云进行三维曲面重建;最后获得模型的三维尺寸信息。对某建筑工地的沙堆进行了三维尺寸的测量实验,实验结果验证了该方法的有效及可行性,提高了重建能力及精度,同时考虑了目标实际测量误差与重建误差,能够满足实际智能测量的应用需求。     

基于双目相机的光栅立体印刷图像合成

目的研究一种基于双目相机的光栅立体图像合成方法。方法首先用双目相机采集场景中2个观察角度的二维平面图像数据。基于双目立体视觉理论,采用一种鲁棒性较强的基于区域分割的图像匹配方法,得到精度较高的深度图。然后分析序列视差图像的成像模型,建立一种基于双目图像对生成序列视差图像的方法,得到连续角度等间隔的序列图像。最后基于柱镜光栅的光学特性形成的立体印刷图像编码规则,对序列视差图像进行纵向条纹抽样分割,等间隔的抽取每幅序列视差图像中的对应列实现光栅立体图像的合成。结果验证了该光栅立体图像合成方法的有效性。结论基于双目相机的光栅立体合成方法,可以使立体印刷产品实现个性化、便捷化的即时输出。