三维机器视觉中图象匹配的几种摄象机几何模型和误差分析

三维视觉中的一个主要问题是从不同的角度来确定物体的几何位置,而物体的位置则可由两幅实体图象的视差来确定.本文重点讨论图象匹配中几种摄象机的几何模型和误差分析.     

利用环形激光视觉传感的焊缝三维恢复

为了实现复杂条件下的焊缝检测与跟踪,通过激光扫描技术,开发了环形激光视觉传感器,与机器人手爪一起构成焊接机器人"手-眼"系统,从而获得焊缝三维信息。改善了传统的点状或线条状激光视觉传感器信息量少、解释模糊以及跟踪方向单一等问题。研究了用于焊缝定位与跟踪的环形激光视觉传感器系统的内外参量标定,提出了实现焊缝三维计算的模型,最后,以对接接头、搭接接头、角接接头为对象进行了试验验证,并对标定精度进行了分析。结果表明:环形激光在不同的焊缝表现了不同的形态,结合标定试验结果,能够计算被检测焊缝的三维坐标,计算精度能够满足试验要求。     

激光水下三维成像技术及进展

主要介绍现任中激光水下三维成像新主邓纹影管激光雷达三维成像以及采用三角法和激光雷达的相关技术三维成像。     

光谱法计算机三维成象与再现系统

本文提出一种全新的计算机立体视觉新方法—光谱法三维成象与再现.文中分析了该方法的基本原理和系统结构,并推导出了获取三维面形信息的三角算法计算公式,最后给出了实验结果.结论表明,该方法作为一种全新的立体视觉方法,具有原理简洁、计算快、精度高的特点,能够对物体进行快速成象并再现物体的三维形状,且结构简单,有很强的实用性.     

手持数码相机获取场景三维点云的实现

利用计算机视觉进行三维点云获取是一种实用方便的三维信息提取方法,在工业检测和三维建模等领域应用广泛.鉴于传统固定相机方法中存在着灵活性差,适用范围小的问题,提出了一种手持单相机的三维点云获取方法.实验结果表明,该方法在室外场景点云获取应用中较传统方法在灵活性方面具有非常明显的优势.     

关键点引导相位测量的三维人脸表情获取

三维人脸表情捕获在影视、游戏、医学、社交等领域有广泛的应用。为了实现无标记自由运动中的人脸表情三维信息高精度采集,提出了基于人脸关键点检测与匹配的条纹投影三维人脸测量方法。首先,采用三频外差法获取待测对象准静态三维信息作为参考模型,并利用基于深度学习的人脸关键点检测算法从调制度图中得到初始关键点及对应的三维坐标。然后,在动态测量过程中,仅投影两幅或三幅具有相移的条纹。利用改进的傅里叶变换轮廓术或相位测量轮廓术获得变形条纹截断相位及调制度。在调制度图中检测人脸关键点并将其与初始关键点匹配得到其与参考模型中关键点坐标对应关系。计算该时刻人脸相对于参考模型的运动参数并进一步利用参考模型计算近似相位图。最终,利用近似相位图展开截断相位并实现三维形貌的重建,获得该时刻人脸三维表情。利用DLP投影仪及高速摄像机搭建了三维人脸表情捕获系统,实现了130万像素,100 fps三维数据采集。实验结果表明,该系统能够进行正脸偏转±45°内,俯仰±30°内,侧倾±45°内,大幅度变化的无标记三维表情正确捕获。     

利用曲面逼近进行三维形状恢复

通过对表面形状的平滑性约束，给出了一个关于表面深度和图像亮度的能量函数。并通过对预先给曲面进行调速使得这个能量函数达到极小值，来逼近实际的表面，从而恢复表面形状。这一方法同时利用了图像的局部和全局阴影，避免了只利用局部或全局阴影所带来的误差。通过对合成图像以及实际图像进行的实验，证明该方法是行之有效的。     

基于聚束逆合成孔径激光成像雷达组的三维目标重构的研究

为了在聚束逆合成孔径激光雷达成像中获得三维重构需要的高程信息量,设计了基于聚束逆合成孔径激光成像雷达组的目标重构算法.系统在等边三角形三个顶点上分布安置逆合成孔径激光雷达,根据位置和倾角的关系,由另两个激光雷达提供三维目标重构的高程信息.计算了被测目标任意方向进入系统探测区域后,三个逆合成孔径激光雷达对应的高程函数表达式.通过仿真实验可知,被测目标的速度对高程函数没有显著影响.而逆合成孔径激光雷达与目标的角度关系对高程信息变化有显著贡献,在采用不同位置高程信息融合的过程中,选择逆合成孔径激光雷达的分布方式对回波数据的利用率有影响.由于不同角度变化产生了连续变化高程信息,利用该方法可以有效地通过获取高程信息重构目标三维图像.     

基于参数化盲反卷积的三维非扫描激光雷达距离估计

三维(3D)非扫描激光雷达具有多表面目标距离分辨能力,可以用于对隐藏和伪装目标的识别。为了快速、准确地估计3D非扫描激光雷达多表面目标距离信息,提出了基于期望值最大化(EM)的单像素多表面目标的距离估计算法,通过对系统点扩展函数的参数化,该算法可以同时估计出成像系统点扩展函数和目标的距离信息。仿真实验结果表明,相比于传统的混合高斯匹配算法和维纳空间滤波算法,该算法在系统点扩展函数未知的条件下,可以将目标的距离估计精度分别提升大约70%和40%。     

卫星激光通信系统设计分析

结合卫星激光通信实验演示系统的研制，对卫星激光通信系统的总体设计以及系统的结构设计、激光器的选择、捕获、对准、跟踪（Acquisition,Pointing and Tracking-APT)技术，背景光抑制与光学滤波器设计，光行程差与超前对准补偿等关键技术进行了深入的分析和讨论，得出了有关结论。     

制导和监视用激光雷达进展

叙述激光探测雷达和激光成像雷达的发展现状，简要介绍它们在武器自主制导和监视方面的应用。     

信号照相数字化系统在曙光—Ⅰ的诊断应用

介绍一种信号照相数字化系统及其在曙光-Ⅰ的自由电子激光试验中的诊断应用。主要由微通道板示波器、数字化相机和计算机构成的信号照相数字化系统,是一种新发展的、高性能价格比的多路单次瞬变信号的采集与处理系统。     

自由电子激光三维数值模拟

在不降低计算精度条件下,保持FELEX程序的基本框架,我们采用了自接法,变量变换,制表等一系列改进措施,使自由电子激光三维模拟计算缩短了一到二个量级的CPU时间,并在PC386/25上实现了运行程序。     

激光共焦扫描显微镜系统中的图像处理方法

激光共焦扫描光学显微镜（LCSM）是近10年来迅速发展起来的一种高精度显微成像技术，它是以光学为基础，融机械、电子、计算机为一体的高精度现代化显微测试仪器。文中针对LCSM系统所采集的图像进行了一系列的处理，就其二维断层图像的噪声去除、图像增强提出了相应的处理方法，提高了图像质量，奠定了进行三维信息重构的二维处理基础。     

氢原子束探针数据采集、存贮和处理系统

本文叙述氢原子束探针数据采集和处理系统,它由电压波形存贮器及APPLEⅡ微机组成。文中给出了典型实验数据和实验曲线。     

面向PC的实时读出系统二维图象处理及其集成交互软件

通用个人计算机及其显示系统的发展,使得以通用微机开发特定仪器设备专用的小型图象处理系统成为可能,本文提出一个基于通用PC机TVGA/SVGA显示系统的二维图象处理集成交互式软件系统,该系统以PC机为基础,结合CCD摄象机、视频图象采集与帧存储器以及控制接口一起构成变象管相机实时读出系统,用于执行读出系统控制、图象采集输入、图象处理和分析、结果输出和图象及其相关特征文件管理等功能;在结构和处理方法上,该软件系统的设计充分利用了TVGA的硬件特点和图象处理与分析领域的最新成果;包括黑白和伪彩色互换显示,自适应顺序统计量滤波、最小二乘阈值自调节图象分割技术及ARC图象数据压缩存取等;系统采用多层弹出式菜单和窗口技术,向用户提供了简明方便的交互式用户接口,具有丰富的通用图象处理分析功能,除支持变像管相机读出所需的各种专门处理与分析外,还可作为通用的二维图象分析系统,具有广泛的适用性。     

实时图像处理系统性能及处理效果的软件仿真

本文以一种典型的相关识别图像处理系统为模型，提供了一套在系统方案论证过程中，对系统效能进行精确仿真的数字图像处理计算机软件。该软件采用高级语言编译和ＯＯＰ程序设计方法，可实现模拟系统硬件对输入的数字化图像进行滤波，二值化，锐化，相关等大量的处理，并通过与计算机显示卡的接口，利用显示器随时监视处理后的图像效果。