基于1M60数字CCD相机的数字图像存储系统

传统光电经纬仪是通过高速同步摄影机拍摄胶片来获取实时测量信息,测量的数据处理通常只能依靠胶片的事后判读,存在着操作复杂、人工判读误差大,无法实现实时数据处理等诸多不利因素.通过对数字CCD相机应用的研究,设计了以Pantera TF 1M60相机为数据录取器件,工控机为数据存储处理平台的数字化数据采集记录系统,实现了光电经纬仪数据、图像的数字化存储和处理.结果表明系统的软硬件设计满足光电经纬仪性能要求.     

红外测量图像判读精度检测方法

针对红外测量图像判读精度无法检测的问题,本文根据亚像素细分原理,提出了一种利用仿真图像检测判读精度的方法。采用典型目标的随机叠加仿真了红外测量图像的背景;利用整像图像确定了目标的位置;通过仿真图像的亚像素插值和噪声模拟,实现了红外测量图像的仿真。利用已知目标点的判读实现了红外测量图像判读精度的检测。     

应用激光数字散斑测量物体面内位移的研究

利用激光数字散斑原理搭建光路对物体面内位移进行测量,利用CCD接收毛玻璃移动前后的散斑图像,通过计算机数字图像处理得到干涉条纹并计算毛玻璃的面内位移。最后讨论对本系统测量的灵敏度,范围和精度进行了分析和讨论。     

利用双频激光对二维图像测量系统标定的方法

提出了一种快速高精度的二维图像测量系统的标定方法,对该方法进行了详细的分析.标定时,使CCD摄像机沿着二维图像测量系统的导轨移动,采集加工有1个圆孔的靶标件的图像,计算圆心在图像中的位置.同时,用双频激光干涉仪测量CCD摄像机的移动距离,得到标定所需要的多个特征点在物面中的位置及在对应图像中的坐标位置.利用这些特点计算出二维图像测量系统的摄像机标定参数,标定精度达到1 μm.     

一种基于计算机视觉的低成本室内空间测量系统设计与实现

设计并实现一种基于计算机视觉的室内空间测量系统,通过3个低成本的USB摄像头对室内目标进行图像拍摄,实时测量出目标的空间精确位置。采用张氏平面标定法标定摄像头的内外参数,并针对室内环境特点设计了简单有效的图像处理方法,利用立体视觉定位原理计算出目标点的空间位置信息。实验结果表明：系统测量误差小于15 mm,数据更新率为15 Hz,均可满足室内机器人的定位需要。     

DGPS/SINS紧组合进近着陆技术研究

针对传统着陆引导设备机动性能差而较难满足应急保障需求的问题,结合飞机进近着陆阶段对导航参数需求的特点,研究了基于DGPS/SINS紧组合的连续导航保障方案。卫星信号良好的情况下,通过建立差分基准站并将基准站的伪距等观测数据传输到流动站,在接收终端进行DGPS和GPS/SINS紧组合算法的处理;卫星信号丢失情况下,将SINS输出的速度信息作为观测量,进行载体相对位置的航路推算,可以获得飞机着陆阶段所需要的导航参数。实验结果表明,该方法可以有效获取飞机进近着陆阶段连续的具有较高精度的相对位置、速度和姿态参数,具有一定的实用价值。     

一种基于OpenCV的飞机跑道及地平线检测算法

讨论了Intel开源计算机视觉库(Open Computer Vision,OpenCV)在图像处理中的应用.跑道识别是无人机着陆图像导航中的一项关键技术,准确而实时地检测出飞机跑道及地平线对推动无人机着陆导航技术的发展及减少着陆过程中的事故起着至关重要的作用.采用的方法是对无人机航拍采集到的RGB数字原图进行预处理之后,在OpenCV平台上进行Hough变换,从而提取其飞机跑道边缘及地平线,并最终成功的在OpenCV上实现了飞机跑道及地平线识别的仿真.实验证实了该检测算法在无人机着陆导航技术中的可行性.     

红外热像仪最小可辨温差客观评测技术

最小可辨温差(MRTD)是评价红外热像仪的重要技术指标,传统的测量方法都是基于测量人员的主观判读得到的,结果重复性差.为了解决这一问题,提出基于人工神经网络的客观评测方法,提出两种特征量--杆均值与背景极值对比度和相邻极值差与均值对比度,使用数字CCD摄像机代替人眼,采集大量图像数据输入人工神经网络,使用BP网络的LM算法进行训练.训练好的神经网络具有类似人的视觉系统的判读能力,可以由计算机代替人工对不同频率、不同温差下的4杆靶图像进行判读.通过Matlab模型和软件验证了系统的可用性,大量测试结果表明:测量结果准确,具有很好的重复性,与相同测量环境条件下由人眼主观测量的MRTD结果相吻合.采用该技术研制的测试设备已成功地应用于某试验单位的检测中,大大提高了测量效率和测量结果的准确性.     

光电经纬仪车载平台变形测量技术研究

采用一种高精度非接触测量系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量,利用视频 判读技术对CCD视频信号进行接收和处理,采用图像采集和图像处理同时进行的工作方式,对图像进行实时处理和判读,得出动态脱靶量,进而计算出车载平台的变形量,这为进一步研究车载平台技术打下理论和实践基础。     

图像测量技术在微型齿轮测量中的应用

在分析传统接触式微型齿轮测量技术难点的基础上,提出了一种基于CCD图像的微型齿轮非接触测量的方法,采用A102fCCD数字摄像头作为图像传感器,利用图像测量技术对微型齿轮进行非接触测量.主要步骤包括:图像的采集;采用边缘保持滤波器进行滤波、降噪;采用阈值法将图像二值化,并进行边缘检测形成单像素的轮廓边缘;采用随机Hough变换对齿轮中心孔进行提取;系统的标定以及齿轮有关参数的计算等.并实际测量了微型齿轮的齿形误差和齿距误差,对测量精度进行了分析,通过对比试验证明了本系统提出测量原理是正确的、可行的,所开发的软件能够满足实际生产的需要.     

基于图像处理的炮弹运动参数检测技术

为实现火炮试验中炮弹运动参数的自动检测,采用数字高速像机采集炮弹的运动图像,应用数字图像处理技术研究了此类图像的通用提取算法,实现了炮弹特征图像的准确提取,结合炮弹运动参数的测量原理,设计图像检测系统实现了炮弹运动参数的自动检测。对多次火炮试验获得的炮弹运动图像检测结果表明,研究的图像提取算法简单易用,通用性较强,提高了参数测量的精度。目前,已将该图像检测系统应用于火炮试验的数据分析中,取得了较好的效果。     

空投式气象测量系统

海拔3000 m范围内,垂直间隔10 m各层次的水平面风速风向是关系到空降空投准确性的关键参数。空投式气象测量系统由3～10个测量节点和1个中继节点组成,所有节点空投至空降场上空。利用二维超声波风速风向测量仪和三维电子罗盘,提出了伞降过程中水平面风速风向测量方法,给出伞降测量节点和中继节点的设计方案,采用星型网络拓扑结构无线连接测量节点和中继节点,引入载波侦听多点接入/冲突避免协议,避免多个测量节点与中继节点通信时可能发生的冲突。基于嵌入式开发平台,搭建原理样机。采用NS2仿真软件对MAC层通信协议进行了仿真,物理和仿真实验结果表明,空投式气象测量系统能自动组网并探测空降场上各个水平面的气象参数。     

基于数码相机的大型物体测量方法研究

工业生产中,常常需要对某些物体的几何参数进行检查、测量,以检查是否满足质量要求。本文提出了一种利用数码相机测量大型物体几何尺寸的方法。介绍了测量原理、相机成像模型、标定原理以及畸变情况,通过直接线性变换（DLT）标定相机内部参数,结合透镜成像的知识,对采集到的序列图像进行测量,计算出建筑的宽度和高度。实验证明,该方法能够克服传统测量方式的缺点,并且获得较为准确的结果,满足工业测量的要求。     

基于数码相机的三维物体空间几何位置的摄影测量

利用数码相机作为图像传感器识别待测工件各特征点位置,避免了接触式测量方法难以精确瞄准的困难.通过一台数码相机从不同方向拍摄的两幅或两幅以上二维图像,实现实际空间坐标和数码相机像平面坐标的透视变换,并实时完成对三维物体非接触测量的数据采集.同时,提出了一种高效、准确、简单的特征点坐标提取方法,实验证明该方法是有效、可行的.     

Automatic pupillometry from digital images

Determination of two-dimensional characteristics of the anterior surface of the eye is becoming increasingly important in modern optometry and ophthalmology practice. In particular, accurate estimation of the pupil size and centration is crucial in customized refractive surgery, corneal transplantation, and advanced contact lens fitting. The pupil parameters change under different lighting conditions so they often need to be related to some fixed reference such as the limbus outline. However, current commercial pupillometers do not estimate limbus position. We present a novel algorithm for automatic extraction of pupil parameters from digital images that takes the relative limbus information into account. The algorithm utilizes several customized image processing techniques that form a robust procedure which performs well for a wide range of clinical images. We apply the developed algorithm to images obtained by a standard digital camera, and specialized ophthalmic instruments such as a wavefront sensor and a high-speed imaging system.     

基于计算机视觉的弹着点坐标远程测量系统

系统采用双目立体视觉原理,通过捕捉、处理弹落击起的烟尘图像精确地获取弹着点信息。给出了一种适于野外环境构建的视觉测量模型,并提出了一种仅对焦距及光轴水平偏角进行现场标定的相机参数快速获取方法。采用序列图像实时帧间差分阈值法作为主要的图像处理手段,通过构造高斯背景统计模型获得精确的分割阈值。为排除野外环境的各种干扰,提出了依据时空相关性检测的帧间多级差分方法,为解决烟尘快速飘移对后续弹点探测的影响,给出了一种伪目标边缘跟踪算法。远程视觉传感器距靶心1.2 km对?准400 m靶区实测时,图像处理时间小于8 ms,系统响应时间小于75 ms,报靶精度优于2 m,完全满足实时准确报靶的要求。     

无人机视觉辅助着陆中的姿态和位置估算

无人机安全着陆是无人机研究的重点和难点,为了提高无人机在公路等简易机场着陆的安全性,提出了基于少量任意分布特征点估计无人机姿态和位置的计算机视觉算法。解算无人机着陆过程中相对跑道的位置和姿态是文章核心;首先利用N点算法解算出特征点在摄像机坐标系上的坐标,然后利用正交化算法求出摄像机坐标系和跑道坐标系之间的旋转矩阵和平移向量;针对特征点的成像过程容易受噪声影响的情况,引入了最小中值法,减小噪声的影响,提高算法的鲁棒性,并解算出姿态和位置;通过卡尔曼滤波方法,进一步提高位置和姿态的精度。仿真结果表明:所提算法满足无人机自主着陆的精度要求。     

探测器着陆小天体的自主光学导航研究

提出了一种用于探测器着陆小天体的自主光学导航方案.该方案利用探测器上的光学导航相机和激光测距仪,分别测量三个预先选定特征点的图像坐标和探测器到特征点的距离,由此得出探测器的相对位置,并利用广义卡尔曼滤波实时确定探测器的轨道.最后,通过数学仿真验证了这种自主光学导航方案的可行性,并在敏感器测量精度一定的情况下,通过仿真分析了小天体模型误差对导航精度的影响.     

立体视差测距中摄像机参数的一种测定方法

本文提出了一种摄像机参数的测定方法。该方法利用已知实际相对位置的几个物点的左右两幅图像，根据投影几何学的理确定摄像机参数的初值，通过最小二乘方估计和逐步逼近的方法算出满足要求的摄像机参数。     

无人机视觉导航算法

为保证无人机着陆精度和安全性,提出了一种无人机自主着陆视觉导航位姿解算方法。首先对机载相机进行标定,获取相机参数;然后综合考虑地标形状和尺寸、地标角点几何分布和角点数量对位姿估计精度的影响,设计了T型着陆地标形状和尺寸参数,将地标轮廓提取和角点检测算法相结合,得到几何分布好、数量适中的8个角点用于位姿解算,保证了位姿解算精度;为减少LK （Lucas-Kanade）光流法稳定跟踪地标的处理时间,直接将提取的这8个角点作为LK光流法检测和跟踪的输入,保证了算法实时性;最后利用三维空间到二维像平面投影关系对飞行位姿参数进行实时解算。实验结果表明:算法具有较高估计精度,算法平均周期为76.756 ms （约13帧/s）,在速度较低的着陆阶段基本满足自主着陆视觉导航的实时性要求。