静态锥束CT成像系统的几何标定方法研究

采用X射线源阵列的静态CT成像系统为消除机械运动伪影,提高重建图像质量以及扫描成像效率提供了有效途径。高效、准确的几何标定方法是对X射线源阵列标定的关键。提出通过对一个已知三维标定模板的一次投影成像,采用最小二乘的直接线性变换法实现X射线成像系统的内、外参数准确估计的方法,以此方法用于静态CT扫描成像系统的几何标定。实验和仿真结果表明,该标定方法无需辅助装置,避免了满足要求条件的多次投影成像的过程;不受标定模板空间姿态的限制,一个X射线源与探测器的几何标定只需一次投影成像过程,方法简单、准确、易于操作,适于平面探测器的静态锥束X射线源阵列的成像系统几何参数的准确标定。     

标定线结构光视觉测头基本参数的一种新方法

根据线结构光视觉测头的光学成像特性论证并建立了基于透视变换的摄像机及物像关系模型。提出了标定摄像机基本光学参数及视觉测头结构参数一种新方法一倒闭平面法。该方法分校准和标定两个步骤。先利用标准网格平面主参考面,再利用斜平面上的标定栅格以及线结构光与斜面标定板所交亮带的图像信息标定出模型参数。该方法在保证标定精度的同时,简化了标定过程。是很有实用价值的标定方法。     

X光机数字化的研究进展

数字化X光机相对于传统屏片式X光机具有的高灵敏度,低噪声,数字化图片等优点。详细介绍两种X光机数字化方法:计算机X射线摄影(CR)和数字X射线摄影系统(DR)的组成部分、工作原理和最新进展。最后给出了各种X光机量子探测率和MTF随空间分辨力变化曲线,说明基于直接型平板探测器的DR系统具有更优越的性能,是数字化X光机的最终发展方向。     

国防科大成功研制电磁波穿透成像探测仪

正近日,国防科技大学研制成功新型电磁波穿透成像探测仪。该探测仪能穿透非金属介质,探测内部微小隐蔽物体并对物体成像,分辨率达到2mm,可广泛应用于建筑、生物医学、反恐、安检等领域。该探测仪体积小,与一个普通的电饭煲相当,单人即可手持操作。与同类设备如X光机和CT机相比,其体积、重量都大大缩小。由于该设备采用电磁波完成探测工作,没有高能射线辐射危险,完全没有放射性,操作人员无需像操作X光机那样进行专门防护。该探测仪电磁波辐射功率极低,     

显微立体视觉小尺度测量系统的标定

结合透视投影模型、非参数化的光学畸变模型以及光束平差算法,提出并实现了一种标定显微立体视觉系统光路的方法。首先,通过光刻方法制作了用于显微立体视觉系统标定的标定参考物,并利用待标定系统采集标定参考物不同方位的图像。然后,基于非参数化的光学畸变模型,采用样条曲面计算得到显微立体视觉系统的畸变校正场,并结合透视投影模型建立显微立体视觉系统的完整成像模型。最后,利用光束平差算法对所建立的成像模型进行标定计算和优化调整。搭建了显微立体视觉小尺度测量装置,验证了提出的标定方法的可行性。通过标定获得了测量装置两个光路的焦距和相对方位等参数,并借助于高精度四轴位移台对标定结果进行了精度验证。结果表明,采用本文方法标定后位移测量的精度优于1%,能够满足微胀形实验中三维变形测量的要求。该标定方法也可用于其他显微视觉检测领域。     

一种3D相机标定方法的研究

针对以参数化投影模型为代表的相机标定所求参数多、效率低，且大多数针对特定相机等问题，提出一种以广义成像模型为代表的相机标定方法，直接建立物方平面标定板与像方成像面投影之间的关系。对于Z向标定，通过光条纹中心的直线特性将投影到像面的中心点坐标与实际物方的中心点坐标建立非线性优化模型，利用Levenberg-Marquardt算法与多项式畸变模型迭代算出一阶径向畸变系数，从而完成畸变矫正；将矫正完成的像方坐标与物方坐标通过最小二乘法建立二次多项式关系，完成Z向标定。对于X向标定，提取棋盘格角点像方坐标，再与物方坐标建立多项式关系，完成标定。试验结果表明，对Z轴标定与X轴标定结果均满足精度要求。     

应用LPOE公式与遗传算法标定导引头运动学参数

提出了一种导引头运动学参数标定方法,用于提高两轴双框架导引头的视轴静态指向精度。首先,根据导引头稳定平台的光机结构特点,应用局部指数积(LPOE)公式建立了导引头理论运动学模型;通过分析轴系误差对运动学参数的影响,修正了理论运动学模型。然后,结合参数标定原理,设计了遗传算法。该算法采用多点交叉与自适应变异概率来提高搜索效率并求得全局最优解。以视轴静态指向误差为目标函数,利用遗传算法对运动学参数进行了辨识。最后,利用激光跟踪仪测得两组数据,分别用于辨识参数及验证标定模型。实验结果表明:视轴的静态指向精度由标定前的109.9″提高到22.3″,显示提出的标定方法能够有效的修正导引头运动学参数。     

基于OpenCV的双目摄像机标定

在计算机视觉应用中,为了利用摄像机所拍到的二维图像来恢复空间中物体的三维坐标,需要对摄像机进行标定.本文以针孔成像为摄像机成像模型,并考虑了镜头带来的径向与切向畸变,并采用非线性摄像机标定法,结合开源计算机视觉库OpenCV,开发了一套双目摄像机标定程序.实验分析表明,该方法可以精确、快速实现双目摄像机标定.     

立体视觉测量中的一种摄像机标定方法

立体视觉测量方法已广泛应用于三维物体几何信息的获取中，针对摄像机标定过程中复杂的成像和跨变模型，提出了基于BP神经网络的立体视觉摄像机标定方法，并利用实际数据对其进行了实验测试。结果表明，该方法可以获得较高的标定精度。     

摩托车前照灯配光性能成像测试系统软件标定方法的研究

摩托车前照灯的安全检测是保障行车安全的一个重要因素。本文针对配光屏幕CCD成像测试系统,开发出一种软件标定方法。该方法利用边缘梯度算子找到目标图像的边缘来调整CCD摄像机与配光屏幕之间的相对位置,利用系统成像放大率来标定符合国家标准的靶标空间。实验证明:该软件标定方法符合基于成像测量的摩托车前照灯配光性能测试的要求。     

三维机器视觉测量系统的标定模型研究

针对单幅二维数字图像计算三维坐标信息的三维机器视觉测量系统,建立了相应的摄像机标定模型和激光三角测距标定模型,为三维机器视觉系统走向实用奠定了基础。     

一种基于神经网络的X光图像畸变校正方法

通过对X光图像所产生畸变的分析,提出了一种基于泛化能力的神经网络系统整体校正方法。该方法只需确定网络输入输出和约束条件,无需考虑中间过多的不确定因素,即可建立空间点与图像点的映射关系,然后采用双线性变换进行灰度插值。实验表明,该方法校正效果好,能够满足对图像进行分析处理的要求。     

基于主动视觉的相机标定方法在太阳能电池片丝印机上的应用

为了实现太阳能电池片丝印机视觉对位系统高精度标定的目标,采用线性相机模型与高精度的标定板及高精度的主动视觉平台,并采用基于平面正交运动的主动视觉标定方法以实现标定系统构建。本研究阐述了线性相机模型和相机标定方法,介绍了丝印机视觉对位系统的构成,设计了基于主动视觉标定方法的主动视觉对位平台的运动过程。标定时,令主动视觉平台按照预先设计的运动信息表动作,由相机采集每次运动后标定板上特征点的图像。根据每次平台运动采集到的特征点信息与平台运动距离之间的关系,通过采用Matlab的OPENCV算法,线性地求解了相机的内外参数,给出了相机标定的部分程序,并分析了标定误差。结果表明,采用基于平面正交运动的主动视觉标定方法,仅需主动视觉平台做有限的几次运动就能够实现相机的线性标定,实现起来比较容易,且标定精度能够满足使用需求。     

一种基于机器视觉的水表检定装置的研制

研制了一种基于机器视觉的水表检定装置,该检定装置通过设计移动式图像采集平台,单个相机即可完成对多工位的水表指针图像采集,节约了设备成本。采用角度法识别水表指针读数,通过模板匹配校正图像,提出了一种改进的最小二乘法拟合圆心的算法定位指针,利用harris角点检测算法获取针尖点,根据圆心与指针角点形成的连线之间的夹角获得指针的读数。实验表明:该检定装置与人工检定的方法相比,提高了生产效率,且系统的识别正确率在94%以上,具有较高的准确性。     

基于光栅的贴片机对准系统的精度标定

贴片机对准系统的精度标定是视觉定位的关键环节,直接影响贴片精度与贴片质量。传统的标定方法往往需要进行大量的矩阵计算和分析,来确定相机的坐标系与世界坐标系和图像坐标系之间的关系,因此要掌握大量的三维几何知识与投影理论,并且计算繁杂。本文提出的基于光栅的精度标定方法,将光栅图像灰度值之和形成一组周期固定的准正弦信号,通过像元平移把图像条纹灰度值变为李萨如图。通过对李萨如图及其数据进行分析与处理,直接计算出光学系统的分辨率,实现光学系统的精度标定。实验结果表明这种标定方法的精度高,偏差小于0.2微米,精度达到亚微米级,满足贴片机的对准精度要求。     

机器视觉在工业测量中的应用与研究

基于普通双目视觉测量模型,针对视觉测量系统的关键技术-标定、特征提取、特征匹配,提出了一种实用的高精度摄像机标定方法,基于“多对一”的思想,讨论了一种改进的Hough变换方法;山外极约束理论,提出了一种基于角点的外极斜率特征匹配方法。实验证明.该方法能成功的应川于复杂零件的测量。     

一种基于最小二乘法的RTCP自动测量循环

五轴机床的RTCP功能正常工作,需要对机床的相关几何参数进行正确的标定.标定的精度直接影响到机床的RTCP动作精度.通过测头实现机床的RTCP相关参数自动标定,可以有效提高机床的RTCP参数标定效率,并保证机床的精度稳定性.提出一种基于最小二乘拟合的方法来实现机床的RTCP参数自动高精度标定,具有标定精度高,标定速度快...     

标定板图像二值化中阈值自动选取的一种方法

在机器视觉测量系统中,采集到的标定板图像往往存在光强不均的情况,只用一个阈值对整幅图像进行二值化往往达不到预处理要求.将图像分为几个区域,对每个区域结合Otsu方法和统计学理论,利用均值和方差自动选取闽值,进而对此区域进行二值化.与传统的方法相比较,该算法计算量小,公式简单,实现容易,提高了处理速度,实验结果达到了预期要求.     

Optimal settings for vision camera calibration

As machine vision system has significant applications in computerized inspection systems, the precise calibration of it is essential to enhance its application potential. The parameters, namely, illumination intensity, length of extender tube, number of control points, and region of interest influence the accuracy and repeatability of calibration. The objective of this study is to determine the optimal settings of the parameters in the operating environment that will maximize the performance of the machine vision system. This paper considers the above-mentioned four factors as the influencing parameters on accuracy and repeatability of calibration and distorted image plane error (DIPE) as a measure of its performance. The Taguchi method-based orthogonal array is applied to evolve the independent optimal settings and the percentage contributions of various parameters on accuracy and repeatability. In addition to the independent optimization, the settings for simultaneous optimization of accuracy and repeatability are evolved with desirability function, total loss function, and Taguchi quality loss function. The optimal settings under independent and simultaneous cases are analyzed and reported.     

基于机器视觉的阀芯自动装配系统

针对球阀阀芯自动装配过程中存在装配柔性低、时常无法精确定位的问题,基于机器视觉技术,构建了一套在线机器视觉系统.采用NI Vision Assistant模块对系统及图像进行快速、准确的标定,并在其中对零件图像进行预处理、模式匹配以及边缘检测等修正处理.在LabVIEW中调用Vision Assistant节点,得出零...