基于一维标定物和改进进化策略的相机标定

为了解决运动参数光电探测过程中的相机标定问题,制作一种两端及中间各安装一个红外反光标记球的一维标定物.不需要其它复杂标定装置,只要将这种特制的一维标定物在测量空间内多次随意移动并摄取其图像,即可实现标定.算法首先假定主点位于像面中心附近的某个位置,再求出焦距、旋转矩阵、平移向量和比例因子,最后通过评价函数将相机标定转换成寻找两相机最佳主点对的非线性最小化问题.在传统进化策略中引进个体的自我改进系数、个体间距离等概念,提出了求取子代个体间的欧式距离并排序的方法,设计了搜索最佳主点对的改进型进化策略算法.与传统标定方法相比,基于一维标定物的方法克服了多相机场合的遮挡问题,改进进化策略的引入打破了一维标定物需做某种特殊运动的限制,使一维标定物自由运动时相机内、外参数的同时求解成为可能,改进的模拟退火进化策略改善了算法的全局收敛性能并加快了收敛速度.     

荧光各向异性法研究酸度对四磺基铝酞菁与牛血清白蛋白相互作用的影响

对酞菁类化合物与白蛋白相互作用的研究有助于了解其在血液中的存在形式,从而探索其光敏作用机制[1].荧光各向异性法是研究小分子与蛋白质相互作用的有力工具[2].本文将荧光各向异性的原理和方法应用于由光敏剂四磺基铝酞菁(AlS4Pc)与牛血清白蛋白(BSA)组成的体系,考察了AlS4Pc的荧光各向异性随酸度变化的规律.结果表明,BSA对AlS4Pc有较强的结合能力,提示血清白蛋白对酞菁类光敏剂可起到储存和转运的作用.1　实验部分1.1　试剂及仪器　四磺基铝酞菁的合成与纯化参照文献[3]方法进行.产物经聚酰胺层析、紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红…     

MEMS陀螺随机误差趋势项的支持向量回归机预测补偿算法

为了适应低成本快速响应卫星的发展趋势,越来越多的卫星采用了MEMS陀螺系统与信息融合方法相结合的设计方案。为提高传统的基于自回归滑动平均(Auto-Regressive and Moving Average,ARMA)模型和支持度的信息融合方法的精度,抑制随机误差趋势项对卫星稳定控制的不利影响,提出了一种基于支持向量回归机(Support Vector Regression,SVR)的预测补偿算法。该算法对各个MEMS陀螺输出数据进行滤波,并提取相应的随机误差趋势项,通过相空间重构获得训练样本并进行SVR建模,用以实时补偿。然后使用低成本商用器件搭建了MEMS陀螺系统,并在单轴气浮转台上进行了实验。实验结果表明,预测补偿算法使得MEMS陀螺系统输出数据的方差降为原先的31.39%,融合精度得到了显著的提高。     

光学特征点亮度控制方法研究

针对用于空间大尺寸测量的单机视觉三维坐标测量系统的光学测棒的特征点亮度远程控制问题,提出了一种通过PC机的RS485串行接口控制的具有良好线性的光学测棒特征点亮度控制方案。介绍了方案的工作原理,根据光学特征点———红外发光二极管的光学特性,运用新型D/A转换器、运算放大器及三极管等构成可程序控制的恒流源电路,解决了发光二极管控制过程中的电流调整困难、工作过程中发热、管耗高等问题。实验证明该方法具有线性好,灵敏度高,反映速度快等优点,完全可以满足实际应用的要求。     

垂直直线特征的双目视觉位姿测量方法

针对直线特征,提出了基于两条垂直直线特征双目视觉位姿测量解析算法。该算法根据直线特征和其在摄像机图像上投影直线共面性质建立模型,利用单位四元素法简化了投影模型变量,进而在仅知被测物体上两条直线相互垂直的信息,利用两条垂线投影在两个摄像机图像上四条直线图像,求解出被测物体的位姿参数。同时分析了退化情况下位姿求解方法,即当直线向量平行于两个摄像机基线向量时,直线向量在左右摄像机投影到同一条直线上时的位姿求解方法。基于Matlab仿真实验表明该算法对于噪声具有一定的稳健性,即使两条直线不垂直而有一个角度误差时,仍能保证一定的精度。实物实验表明该算法可以满足一般测量精度要求。     

一种照明无关的小波多尺度相乘边缘检测方法

提出了一种照明无关的小波多尺度相乘边缘检测方法,用于从非均匀的弱照明图像中提取边缘。根据照明反射图像形成模板与CCD相机成像原理,推导出图像的对应小波变换公式。然后,对图像局部区域中噪声、边缘与背景像素的小波系数进行比较分析,设计了一种照明无关的小波边缘检测公式。为增强边缘并抑制噪声,提出了一种改善的小波多尺度相乘边缘检测方法,并依照小波变换后边缘像素的特征,提取单像素的边缘。采用仿真和真实的非均匀的弱照明图像对该边缘检测算法进行验证,并与另外两种边缘检测方法进行定性的和定量的比较。实验结果证实了这种边缘检测方法能够从灰度不均匀的低衬比度图像中正确有效地提取边缘。     

荧光各向异性法快速测定荧光标记物对蛋白质的标记比

免疫荧光技术是免疫学检测的重要手段之一,该技术在病原微生物的早期诊断、自身免疫研究、抗原或抗体的免疫组化定位等方面都得到了广泛应用^[1].荧光色素对抗体(或抗原)标记比的测定是免疫荧光技术的重要部分.     

基于点目标连通域标记的实时特征提取及其分布式运算

在高速运动目标的视觉测量中,高分辨率、高帧频的图像序列带来了大量待处理数据,如何快速地从这些数据中识别合作目标并提取其特征信息,成为高速视觉测量中的难题。对此,针对高速相机每个时钟周期多像素并行传输的数据特点,提出一种基于多维金字塔的硬件加速处理结构,实现连通域的全局搜索与标记,并根据标记结果完成对应特征的实时提取。在现场可编程逻辑门阵列中,通过金字塔结构的二维处理节点阵列与多标签特征统计的一维处理阵列,将数据流的高密度运算均衡分布于各运算节点,结合流水线并行,将视觉系统中占据较高耗时的全局搜索与标记过程在图像传输中同步实现。通过功能验证与实时性分析,该特征提取的分布式运算结构可在Camera Link接口85 MHz的时钟频率下,实现680 Mpixel/s的数据流实时处理,可作为预处理部分应用于高速视觉测量系统。     

基于光学参考棒的立体视觉测量系统现场标定技术

为实现大空间复杂工件的准确测量,精确标定立体视觉系统变得越来越重要。为了克服传统立体摄像机标定过程繁复、户外实现困难的弱点,提出了一种基于光学参考棒的灵活、有效的立体视觉测量系统标定技术。参考棒水平和深度方向各有三个距离已知的红外LED作为特征点。通过在测量范围内的不同位置和方位移动光学参考棒,两像机同时捕获参考棒上特征点的图像。基于匹配的特征像点以及对极线约束,利用线性算法和Levenberg-Marquardt(LM)迭代算法快速地标定立体视觉测量系统。两像机之间平移量的比例因子由参考棒上特征点间的已知距离确定。参量标定过程中,自动地控制光强,优化曝光时间,使不同位置处光点图像的强度均一致,可以获得高的信噪比,提高标定精度。实验结果表明,该方法灵活、有效,在线标定能达到很高的精度,将现场标定过程应用到实际的大空间三维测量系统中,测量最大误差为0.18 mm。