基于模型的水下机器人视觉悬停定位技术

根据7000米载人潜水器水下作业的需要和特点,提出了一种基于单目视觉位姿测量原理的水下机器人悬停定位方法,构建了包含水下目标识别与跟踪、三维位姿计算及水下机器人控制三项关键技术的水下演示实验系统。以自行研制的水下机器人控制系统实验研究平台为实验载体,以4个按正四面体分布的小球构成的合作目标为观察目标,在室内实验水池中实现了水下机器人悬停与定位演示实验。实验结果显示,系统能够弓I导机器人运动到指定位姿并实现稳定的悬停和定位。该项研究为基于模型的单目视觉三维位姿测量技术开辟了水下机器人应用新领域。     

自治式移动车路标识别系统

路标识别是自治式移动车(ALV)视觉系统一个重要组成部分,它能校正内部导行系统的定位误差.引导ALV沿正确的路径行驶.本文给出了一种路标识别系统结构,并对系统各模块做了较详尽的阐述. 该系统是予测驱动,基于知识的分割识别系统,在模型匹配的识别方法中引入大量的有关地图和路标的先验知识.给出ALV的近似位置,该系统首先根据地图知识预测是否有路标存在,并对可能出现的     

基于提升小波和SVM分类的炼钢物料识别

以炼钢物料的自动识别为应用背景,提出了基于快速提升小波变换和支持向量机(SVM)的识别方法.该方法首先运用DB4小波的提升算法对图像进行"塔式"分解,提取小波系数统计量作为图像的纹理特征组成特征向量,利用SVM算法进行分类.在炼钢厂原料图片的分类实验中,该方法的分类准确率为99.15%,平均图像特征提取时间为0.074秒.实验结果表明,该方法已满足企业生产的要求,并且准确率和实时性优于该类应用的其它方法.     

一种人民币纸币号码自动识别快速方法

针对实际工程应用对大角度倾斜的人民币号码自动识别在处理速度和识别率方面的高标准要求,利用智能相机建立了纸币号码自动识别实验系统,并提出了一种综合利用多种特征的人民币号码快速识别方法.该方法在号码分割定位时利用改进的投影法,避开图像倾斜校正环节,节省分割时间;在号码识别时利用数字的开口特征以及数字的宽高比、穿线特征等特征直接识别定位好的数字.在良好光照条件下,通过对170张倾角在±137范围内100元新人民币的测试,识别一张纸币号码(仅数字部分)的时间在4ms以内,识别率100%.实验结果表明,该算法识别速度快,且允许图像有较大的倾斜,可以满足实际工程的需要.     

一种基于PIC控制的柔体机器人系统

介绍了一种具有多个自由度的柔体机器人的结构与控制。着重分析了基于PIC16C73B的控制系统，给出了详细的硬件原理图和程序流程图，对控制系统中的关键电路进行了分析。     

基于特征点不确定性加权误差的位姿估计新方法

计算机视觉中一般是利用优化技术最小化目标函数来估计位姿,目标函数通常是由图像平面上特征点重投影误差构成,并且假设测量噪声是各向同性且独立同分布的高斯噪声,所得到的位姿是在该假设条件下的极大似然最优估计。然而,在实际应用中这种假设并不总是成立,测量噪声通常是各向异性且非独立同分布,而且常常具有很强的方向性。为此,本文提出了一种新的特征点位姿估计方法,首先对特征点的方向不确定性建模,然后将方向不确定性融入到重投影误差中,构造基于不确定性加权误差的新目标函数,最后利用Levenberg-Marquardt算法优化目标函数求解位姿。大量实验结果表明,本方法可以适应不同程度的方向不确定性,精度优于现有迭代方法。而且随着不确定性的增加,位姿解的精度并没有明显变差。     

空间向量法求解坐标变换

介绍一种利用空间向量求解坐标变换关系的方法,简化了传统的坐标系之间坐标变换关系求解的复杂计算,减小了采样误差对计算结果的影响．为建立各物体之间的位姿关系描述提供了有效的数学计算手段     

基于单目视觉的水下机器人悬停定位技术与实现

以7000m载人潜水器的水下悬停为应用背景,以单目CCD摄像机为传感器,提出了基于模型的单目视觉定位和基于特征的视觉伺服两种水下机器人视觉悬停技术方案,分别适用于已知模型的观察目标和未知模型的观察目标两种情况．以自行研制的水下机器人控制系统实验平台为实验载体,利用前视摄像机和水下人工目标,建立了水下演示实验验证系统,并在室内实验水池中,分别实现了两种悬停方法的水下演示实验．演示实验表明：在两种视觉悬停方法的闭环控制下,水下机器人能够抵抗恒定水流干扰和人工位置扰动,很好地实现水下悬停作业．     

空中目标红外辐射特性计算与实时仿真

飞机红外仿真图像是空中目标红外识别算法的重要数据源,为改进飞机红外仿真效果并提高仿真实时性,在细节部分修正了现有红外计算方法并搭建了仿真平台。首先,全面分析了影响飞机红外辐射特性的因素,基于黑体辐射理论建立了蒙皮、尾喷管、尾焰、蒙皮对环境辐射反射的红外计算模型,修正了蒙皮温度和飞行速度这两个影响因素的计算方法;其次,基于VS2005 C++和三维渲染引擎OpenSceneGraph(OSG)搭建了一套仿真平台,该系统能动态改变飞机红外效果,实时生成飞机红外图像。实验结果表明:红外计算结果更精确,可以为空中目标红外识别算法提供数据;单目标仿真速率在100帧/s以上,满足实时仿真的要求。     

多像机非共视场的非合作飞行器位姿测量方法

以空间非合作飞行器视觉位姿测量为背景,针对近距离及超近距离情况下由于成像空间小、像机视场等限制,位姿测量所用的视觉特征将不能在单像机中完整成像而无法完成定位的问题,提出一种多像机非共视场的非合作飞行器位姿测量方法。首先将多个像机配置成非共视场的形式,标定各个像机之间的位置关系;然后利用多个像机对目标上的不同特征成像,来自不同像机的底层信息既有冗余又有互补,为位姿测量提供足够的视觉特征和几何特征;最后结合像机之间的位置关系将各个像机中的特征信息进行融合,进而以闭式解法计算目标位姿。实验结果验证了该方法的有效性以及在大目标近距离位姿测量应用中的优越性。