声场可视化系统中声像阵列空间关系标定研究

在声场可视化系统中,摄像机与传声器阵列的空间位置及角度的关系不准确将导致声源定位出现误差。而目前对于声场可视化系统中的声像阵列空间关系的研究较少,缺少对声像阵列空间关系的简单有效的标定方法。因此,提出了一种可计算任意位置与姿态的摄像机与传声器阵列之间空间关系的标定方法,可有效消除由传声器阵列与相机的空间关系不匹配导致的声源定位误差。通过对已知声源在多个空间位置的声源定位误差进行最小化处理,利用分步迭代计算的方法,分别计算出摄像机与传声器阵列的空间位置与角度,最终得到声像阵列之间真实的空间位置与角度关系。仿真与实际实验均表明本方法可对任意位置与姿态的摄像机与传声器阵列的空间关系进行准确标定,能有效提高声场可视化系统的声源定位精度。提出的声像阵列空间关系标定方法可应用于各种声场可视化系统中,对提高声场可视化系统的声源定位准确度有着积极的意义。     

基于双目视觉的工件空间定位方法研究

本文基于双目视觉原理,设计实现了一种对特定工件空间定位方法。首先对双目视觉系统进行标定,根据标定结果进行图像矫正,使用基于区域的立体匹配算法求取视差图,结合特征点对应视差值和标定结果对图像进行三维重构,获得工件表面的高度位置信息;根据工件特征,通过拟合获得的工件一组同轴圆的圆心三维坐标,确定工件在摄像机坐标系下的位置和姿态,实现工件的空间定位。     

基于图像处理的三维工业内窥镜研究

介绍了一种三维工业内窥镜系统,该系统是基于立体显示中的双目立体视觉原理,应用于工业检测的光电仪器.对双目立体视觉的视差原理及立体图像算法进行了分析和介绍,对三维工业内窥镜的图像处理系统、图像显示和硬件电路等进行了研究.在该系统中利用VHDL语言的软件编程、并采用时分制立体显示方案.采用视频解码芯片ADV7402实现多种视频格式的输入;采用LFXP6C-3P208芯片及利用VHDL语言编程,实现双路视频的采样、合成及处理.系统实现了内视立体观察和尺寸的立体测量.     

利用VFW获取不同方位2幅图像的问题研究

结合双目视觉原理对空间目标点位置进行重构的应用，针对其实现中的一个重要环节——获取不同方位的2幅图像，讨论了在Windows环境下利用Video for Windows库函数在C Builder中实现实时视频采集的关键技术，阐述了视频捕获的编程过程，给出了相应的编程示例，并给出了图像捕获过程中常见的问题及解决方法。     

二维图像三维重构系统开发与实现

为了解决无接触快速的识别及采集被测物三维相关参数,需研发基于二维图像物体3D重构系统。该系统以VC++和openC V为基础,利用了图像传感器获取两幅或多幅二维图像,基于多目视觉技术,实现了基于双目视觉的摄像头定标、立体匹配、三维重构及其可视化等功能,通过用双目视觉传感器获取图像后,对图像用StereoV ision算法进行3D重构,进而对图像进一步挖掘,获取实物的相关数据。通过实验,重建了图书的三维点云数据,并基于3D模型,重构图书三维信息及可视化。该系统可为今后基于3D模型,无接触实现物体三维测量奠定基础。     

针对狭窄空间作业的机器人动态视觉系统研究

为应对配网狭窄作业空间内视场遮挡对作业机器人环境感知和定位功能的影响,这里研究了基于遥操作和虚拟/增强现实(VR/AR)技术的高临场感动态视觉感知与定位系统.受人体仅通过弯曲身体就可对物体多角度观测的启发,设计搭建了包含VR头戴设备、六自由度机器人和双目相机的动态视觉感知系统,提出了针对该系统的异构型主从遥操作逆运动学模型,并建立了观测目标绝对位置粗定位模型.试验表明,这里建立的动态视觉系统具有较高临场感,双目相机对VR设备的位置跟踪平均误差≤1.7mm,姿态跟踪平均误差＜2.36°;另一方面,系统在5个不同角度下对一个距离1.1米的红色固定小球球心的空间定位偏差≤1％,能为操控人员提供较精确较高的目标粗定位信息.     

码头散装机定位系统开发

码头散装机采用人工控制有不方便、费时、效率低下等缺点.为了克服这些缺点,就需要实现码头散装机工作时散装头与罐装船船口之间的精确定位.利用双目立体视觉理论,根据码头散装机双目立体视觉的定位模型,设计了基于工控机及PLC的硬件系统,其中工控机用于数据的采集和图像的处理,PLC用于控制散装头的位置.开发了定位系统软件,从而实现散装机自动定位系统.此系统经过长期现场实际测试,系统基本上能够满足实际工作的要求,能提高装载效率.     

基于多模型级联的双目视觉铸件缺陷检测方法

为了解决铸件表面缺陷检测以及缺陷位置的三维定位问题,采用双目视觉系统获得图像,依靠三角测量法获得点云数据,基于正态分布变换配准方法实现工件的三维定位。通过多模型级联解决少样本和样本比例失衡情况下的表面缺陷检测,结合无监督模型的编码解码方式,依靠正样本训练获得对缺陷图像进行修复的网络模型,将修复后的图像与原始图像进行差异分析获得缺陷位置;使用MASK-RCNN模型进行监督模型训练,获得一体化检测分割模型,直接定位缺陷位置及类别。此外还将运动机构的物理坐标系、双目成像的工件坐标系以及平面图像的坐标进行换算,得到多个坐标系的转换关系,实现了平面缺陷的位置信息映射到三维工件的空间中。实验表明提出的双目视觉系统在工件成像以及检测方面具有良好的效果。     

基于双目视觉识别的定位和抓取方案分析与研究

双目视觉识别技术在机械手的自动控制领域有着良好的应用前景。为确保双目视觉识别控制的可靠性和精度,对图像目标识别算法的原理及优缺点进行了分析,提出综合运用几何模型法和局部特征法来改进目标定位运算准确性和效率的方案,研究了基于位置法和图像法的机械手定位和抓取控制方法。该研究有利于不同类型控制目标的最优化选择。     

基于SFPM的遥操作工程机器人双目视觉定位

为解决遥操作工程机器人作业过程中视频图像传输的时延问题,建立了基于双目视觉的遥操作工程机器人定位系统,提出一种基于单特征点匹配(SFPM)的双目立体视觉定位方法。通过对机器人抓手和抓取物上的单特征点的特征检测和立体匹配,实现特征点的三维信息恢复,并将获取的二者空间坐标和相对距离实时反馈给操作者,为远程遥控机器人逼近并抓取目标物提供判断依据。实验表明:该方法能够对目标物实现快速准确定位,定位精度满足工程作业要求,可为遥操作工程机器人的视觉提示系统设计提供技术参考。