面向线结构光测量的直线空间变换光平面标定方法

为提高标定精度,提出一种基于直线空间变换的光平面标定方法.首先利用互相关模板与5点滑动平均法提取激光条纹中心,然后采用正交回归法拟合图像中的光条直线方程.通过平面单应性变换获得靶标面光条直线方程,进一步再将靶标坐标系中的直线方程转换成Plücker矩阵形式.根据位姿转换关系得到相机坐标系下的直线方程,并建立超静定线面共...     

新型三维视觉测量结构光平面标定方法

结构光平面标定是结构光三维视觉测量中的重要环节。传统的标定方法需要昂贵的设备,效率低下,步骤复杂。提出了一种新的三维视觉系统中结构光平面的标定方法。该方法仅使用一个简单的二维平面靶标,在保证靶标与结构光相交的前提下,靶标在摄像机可视范围内自由移动数个位置。对于移动到各个位置的靶标平面,分别建立对应的世界坐标系,并计算该世界坐标系与摄像机坐标系、图像坐标系的转换关系。通过处理算法,可以将每一个位置得到的结构光平面与靶标平面的交线方程统一到摄像机坐标系下。使用最小二乘法拟合多条交线可以标定出结构光平面在摄像机坐标系下的方程。实验证明该方法效率高,步骤简单,具有很好的通用性。     

基于射影变换的结构光测量系统中投影仪标定方法

在结构光三维轮廓测量系统中,对参数的标定是测量的首要关键技术,但投影仪参数的标定目前还存在着标定精度低等问题。提出了一种简便、高精度的投影仪标定方法,该方法通过投影圆点图案到一块本身带有圆形标志点的平板上实现。根据射影变换原理建立投影仪图像和摄像机图像的基本对应关系,然后对基本对应关系的误差使用二元四次函数拟合并进行补偿的方法建立两者的准确对应关系,进而获得平板上圆形标志点在投影仪上的准确图像坐标,完成投影仪标定。仿真和实验结果表明,提出的投影仪标定方法有较高的精度,其中实验验证投影仪标定误差最大值小于0.1pixel,有效值小于0.03pixel,系统测量精度可达0.06mm。     

基于光切法测量槽深的图像处理算法实现

本文在改造的光切显微镜测量槽深的基础上,引入机器视觉和数字图像处理技术,可实现软件自动瞄准,进行窄槽型的标准伤痕的测量,提高了测量精度。     

基于消隐点的线结构光测量系统标定方法

针对现有线结构光测量系统标定模型复杂、需要特制靶标等局限性,提出了一种新的线结构光测量系统标定方法.利用精密导轨运载平面靶标沿着空间一个方向至少运动两次,创建一组在激光平面上的平行特征线.根据消隐点的原理,建立新的数学模型,可以标定成像像素与运动方向上一维信息的直接对应关系.改变导轨运动方向,另外两个空间正交方向上的像素-维度对应关系同样可以得到.与传统标定方法相比,所提标定方法无需标定系统多组空间关系,简化了传统标定过程,减少了误差的积累.另外,靶标可为普通平面,避免了特制靶标的制造困难.实验结果表明,所提方法测量结果均方根误差(RMSE)为0.0359 mm,平均绝对误差(MAE)为0.0306 mm,可以有效用于线结构光三维(3D)测量.     

大间距空间角度测量技术进展及分析

角度测量广泛应用于工业生产和国防军事领域,介绍了大间距空间角测量技术研究进展并对典型测量设备进行了分析。提出了一种基于机器视觉的动态角测量方法,利用高精度两轴伺服系统识别跟踪远处场景中的十字分划靶标,利用图像处理算法实时计算跟踪偏移量并传递给两轴伺服系统进行高低、方位角度修正。通过构建被测对象、合作目标和角度测量传感器三者之间的角度坐标系传递模型,实现了武器系统调炮精度检测。另外也可用于光电桅杆偏移量及火炮身管晃动量检测,具有精度高、成本低等特点,适合于外场条件下大间距空间角测量。     

基于凸松弛全局优化算法的视觉测量位姿估计

针对参考点存在较大噪声时基于光束法平差的视觉测量位姿估计无法确保目标函数在全局极小处收敛,本文提出利用凸松弛（LMI）全局优化算法进行视觉测量全局最优位姿估计。利用归一化图像点和摄像机光心组成的正交投影矩阵,构造以旋转矩阵四元数为参数的物空间误差目标非凸多项式函数。对非凸多项式进行LMI,可以逼近其全局极小值,进而求解...     

基于线结构光的大尺寸空间角度检测算法设计与实现

为了实现大尺寸空间异面角度的非接触精确测量 ,采用机器视觉的方法检测系统公 共基准与待测元素的夹角。首先, 分析了大尺寸空间角度检测系统的测量原理,沿被测元素公垂线方向应用线结构光的平面传 播特性在几米至十余米的距离内建立角度公共基准。提出了光学基准信息的提取方法。其 次,设计了待测元素的图像处理算法,采用两个视觉系统分别对标杆轴线与基准光线的夹角 进行计算。然后,为保证系统的抗干扰能 力和测量精度,研究了图像分割的在线阈值自适应选择方法,设计了具有较强抗干扰能力的 边缘提取算法和目标选择判据。最后,对系统测量精度进行了实验分析。 在物距为300mm、两测量工位的光照分别为182 lux和150lux的条件下,空间异面夹角测量重 复性精度为±0.0115°。实验表明,所设计的算法满足系统在线测量 的精度要求。     

基于平面标靶的线结构光参数一体标定算法

准确地标定系统参数是利用线结构光进行高精度 测量的前提,提出了一种基于平 面标靶的线结构光参数标定算法, 以期达到在工业现场进行高精度标定的目的。系统标定时,需要将激光线投射到平面标靶上 ,并在不同位置拍摄带有激光线 的标靶图像。首先,计算相机内参数;然后,通过内参数确定标靶平面在相机坐标系下的方 程,并由此计算出激光点在相机坐 标系下的三维坐标;最后,通过线性最小二乘方法拟合得到光平面方程。相对于交比不变方 法,本文算法可以获得更加稠密、 准确的标定点。在一种结构光扫描系统中的应用结果表明,本文算法均实可行,光平面标定 平 均误差为0.024mm,系统扫描平均误差为0.035mm。     

线结构光视觉测量系统运动轴线的简易标定方法

为简化测量系统中平移轴和旋转轴的标定,提出一种基于一维平面标靶的简易标定方法。将一维标靶放置在数控平台上,控制平台分别做平移和旋转运动,提取每个位置下图像中圆心坐标,利用消隐点和三点透视模型(P3P)原理实现系统轴线空间位置的标定。实验结果表明,该标定方法具有较高的标定精度,平均绝对测量误差为0.0411 mm,均方根(RMS)误差为0.0625 mm。该标定方法仅需已知的等距共线三点即可完成平移轴线和旋转轴线的高精度标定,降低了标定成本,且计算简单、标定过程灵活方便,适合现场标定。     

基于二进小波变换的多分辨率立体匹配算法

本文将近年来兴起的小波理论应用于双目立体觉技术，提出了一种新的立体匹配算法。该算法以二进小波变换的多分辨率零交叉为匹配基元，综合利用了小波变换零交叉的特征属性和强有力的匹配约束，从零交叉局部属性相似和全局匹配相容两个方面解决模糊匹配问题。整个系统采用一种新的的由精到细引导的多分辨率匹配结构。实验结果表明，该算法结构简单，稳定可靠，具有较好的自适应性和处理复杂景物的能力。     

共轴立体视觉深度测量

共轴立体视觉测距是一种深度恢复的新方法,利用光轴处于同一直线的两架相机,从单一角度获取图像信息,将三维空间的深度信息转换成二维空间的缩放视差,从而通过图像旋转与缩放、特征点提取、图像匹配、中心点估计等技术恢复深度信息。该技术具有测量系统体积小、实时性强等特点。介绍了该技术的深度恢复公式和算法,并设计了共轴立体摄影测距传感器,用实景实验和3DSMAX模拟实验对该技术进行了验证。试验结果表明,中长距离深度测量精度优于0．1％。     

基于嵌入式与OpenCV的电缆护套拉伸长度测量

针对电缆护套拉伸长度测量智能化和稳定性的要求,使用以IMX.6Q芯片为主处理器的嵌入式平台,搭载200万像素USB工业相机,采用机器视觉的方法对其进行测量.将开源图像处理OpenCV函数库移植到嵌入式Linux系统上,使用数学形态学和颜色阈值分割的方法来进行电缆护套标记点的定位.阈值分割方法采用直方图最频值法和最大类间方差法,可以实时地对电缆护套标记点进行跟踪,从而精确地测量出电缆护套拉伸长度.     

基于平面靶标的线结构光视觉传感器机器人手眼标定方法

为确定线结构光视觉传感器与工业机器人法兰中心的位姿关系,设计了一种只有单个圆的平面靶标及标定方法。调整机器人姿态,使激光线经过平面靶标上实心圆的圆心,通过图像处理,得到圆心的像素坐标,转换后得到圆心在传感器坐标系下的坐标;多次调整姿态,获取多组图像,得到多组传感器坐标系下圆心坐标;结合对应机器人位姿关系,采用最小二乘法直接解算出手眼矩阵。实验结果表明,所提方法与采用标准球为靶标的手眼标定方法对比,反求得到的三维坐标的标准差由0.3893 mm降为0.2145 mm,以同一目标的不同间距为测量对象,均方根误差均有效减小。该方法提高了标定精度,不需要采用昂贵的靶标,适合于现场标定。     

基于单目视觉的车辆行驶方向检测及误差分析

智能车辆中一个重要的技术就是如何准确计算车辆前进方向与道路的夹角,目前的参考文献中基本上都是假设相机光轴与地面平行,而忽略了相机的安装误差,本文基于单目摄像机利用机器视觉方法与几何方法完成了对车辆行进方向与道路夹角的检测,给出了完整的技术实现方案,并重点分析了摄像机光轴方向与地面成一定角度情况下的校正方法,从而减少了摄像机安装误差对测量结果的影响,拓展了道路夹角检测技术的应用范围,使其有了更广的适用性,实际拍摄的场景图像也验证了本文算法的有效性。      

混响室桨叶夹角对场均匀性影响的仿真及测量

用HFSS10．0对混响室进行仿真,研究了搅拌器的夹角对场均匀性的影响。首先阐述了混响室的特点及其场均匀性校准的原理和方法,然后根据实际混响室的尺寸,用HFSS10．0进行建模,通过仿真得出搅拌器在不同夹角情况下的场均匀性。最后根据仿真结果,对混响室的场均匀性进行测量,验证了合理的设计搅拌器会改善混响室的场均匀性,降低最低可用频率。