从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构

研究从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构。证明利用 3幅一维透视投影图中最少 5组对应点可以完全得到二维刚体的旋转运动参数 ,一般情况下有 4个解。可以得到含一个未知比例因子的二维刚体平移运动参数和结构参数 ,能完全确定二维刚体的形状。     

基于透视投影模型的表面三维测量的实现

将明暗恢复形状(SFS)技术应用于表面三维视觉测量。针对传统SFS求解模型的不足,引入一种基于透视投影的反射图模型,并采用高效、简便的灰度梯度算法对该模型进行求解和误差分析。实验结果表明,与正交投影模型相比,透视投影模型的三维表面测量效果显著提高。     

基于透视投影模型的表面三维测量的实现

将明暗恢复形状(SFS)技术应用于表面三维视觉测量.针对传统SFS求解模型的不足,引入一种基于透视投影的反射图模型,并采用高效、简便的灰度梯度算法对该模型进行求解和误差分析.实验结果表明,与正交投影模型相比,透视投影模型的三维表面测量效果显著提高.     

利用平行透视投影模型的位姿迭代估计

提出了一种利用平行透视投影模型的高效位姿迭代估计方法来提高单目视觉测量系统的精度和鲁棒性。通过引入齐次坐标表示,避免了现有算法对平行透视投影参考点选择的限制。首先,研究了平行透视投影模型下使用齐次坐标求解目标位姿的方法,阐述了它的几何意义。然后,通过迭代的方式将其应用于一般透视模型下目标位姿的高精度估计。仿真实验结果表明,本文方法提高了基于平行透视投影模型的位姿迭代估计的精度、速度和抗噪性能。实物测量结果表明,本文方法的平移测量精度优于0.1mm,旋转测量精度优于0.1°,可以满足各种视觉检测系统的要求。另外,使用标志点和图像特征亚像素定位技术还可进一步提高该算法的精度。     

基于三点透视模型的线结构光系统标定方法

针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题,提出一种基于三点透视模型的快速标定方法。引入一个可自由移动的平面靶标,靶标上只需要共线、且相互位置确定的三个特征点,利用共线三点建立三点透视数学模型,根据三个特征点以及光条纹在摄像机像面的成像信息,就可以获取光平面上标定点在摄像机坐标系下的坐标。平面靶标在视觉范围内任意移动几个位置,得到光平面上多个标定点坐标,从而确定光平面方程。实验证明,该方法平均相对测量误差小于0.8%。该方法不需要昂贵的辅助调整设备,也不需要求解坐标系之间的转换矩阵,简单、快速,适合现场标定。     

基于曲面透视投影和内在几何的自由曲面造型

提出基于曲面透视投影和其内在几何的自由曲面造型方法。给出从曲面数据点的透视投影坐标、曲面法矢、切矢及主曲率,计算曲面三维数据点坐标的原理和过程。利用参数双三次样条曲面造型方法,从曲面三维数据点构造了自由曲面。给出的两个算例证明自由曲面初始数据法具有几何意义明显和便于控制的优点。     

基于线结构光和运动平台的三维重构方法

为了恢复物体三维形貌,提出了一种摄像机不动、被测物体在运动X-Y平台上运动的扫描运动平台和方法。通过圆形点阵标靶确定测量系统的内参和外参,采用兴趣区(ROI)图像采集方式精确定位要重构的表面,减少野点误差。试验结果表明,采用这种方法能够有效地对物体进行三维重建。     

空间Bennett机构运动分析的几何投影法

基于画法几何投影坐标系统的方法研究了空间Bennett机构的运动分析,从几何角度出发,将空间连杆机构的空间问题转化成平面问题,使问题求解变得简单。给出了投影坐标系统建立原则,并建立Bennett运动分析模型,用Matlab绘制了输出构件的角位移、角速度、角加速度图。通过与用D-H坐标变换方法相比,该分析方法显得更简单和直观。最后以具体实例进行了分析,验证了该方法的有效性。     

基于FLUENT的仿蝴蝶翼型二维流场分析

利用三维测量工具测得凤蝶外形轮廓的尺寸参数,通过高频摄像机拍摄凤蝶在自由飞行时双翅和腹部的运动,并获得双翅的拍动频率、拍动角及腹部的攻角。利用流体力学FLUENT软件对翼型在不同攻角下的流场进行模拟分析,并得到其升、阻力系数以及翼型周围流场随攻角变化的特征。最后运用动网格技术对作正弦运动上下拍动的翅翼进行数值模拟,得出升力系数随时间的变化及其周围的流场和升力产生的原因。验证了仿蝴蝶翼型的可行性,并证明了FLUENT软件对于运动物体周围流场的数值模拟和流场分析是一种比较可靠的实验方法。     

基于一维靶标的结构光视觉传感器标定

针对结构光视觉三维测量模型参数的现场标定,提出一种基于自由移动的一维靶标(至少包含3个共线特征点,取其中之一为特征线的原点)的结构光视觉传感器标定方法.根据一维射影变换获取靶标上特征线的消隐点,并与摄像机投影中心确定特征线在摄像机坐标系下的方向矢量;基于特征点的长度约束及方向约束计算特征点的摄像机坐标,得到特征线的直线方程;利用射影变换和特征线的方程获得多个非共线的光条上控制点的摄像机坐标,将控制点拟合成光平面.试验表明,在一般试验条件下,一维靶标结构光参数标定方法可以达到平面靶标法的标定精度.相对于二维靶标,高精度大尺寸一维靶标加工制造容易,维护简单,更重要的是可以用于大尺寸结构光视觉测量的现场在线标定.     

产品设计中机械机构运动的计算机模拟和分析

随着运动模拟和分析软件取得稳步发展,将其作为完全集成的设计验证要素,在产品开发流程中进行运用的条件已经成熟。而且运用设计软件进行运动分析和模拟在成功开发产品过程中起着重要作用,所以掌握用计算机进行机械机构运动分析方法非常必要。本文系统的分析了运动模拟的内容、求解方法和实施步骤。     

SolidWorks Motion在千斤顶设计中的应用

介绍了应用SolidWorks对千斤顶进行CAD设计及运动仿真的方法,并利用SolidWorks Motion运动仿真功能,实现了电动机转矩及功率的求解,这有助于电动机型号的选择和确定转动杠杆长度,对利用SolidWorks软件进行机构设计具有一定的指导意义。     

双目视觉传感器的现场标定技术

本文以凤影变换为依据,针对多视觉传感器中的双目视觉传感器中的双目视器,建立了双目视觉传感器测量空间三维坐标的模型,事先确定摄像机的部分不易变化整个系统后进行现场标定。该方法不需精确调整标定靶标,标定环境与实际测量上同,减少了安装传感器对标定参数的影响,实验结果表明,该标定方法能获得０．０５ｍｍ的空间精度。     

人体运动实时捕捉仪器设计与应用

将人体运动实时捕捉下来 ,实现数字化处理与同步图像显示 ,将在影视广告制作、体育运动分析、康复效果跟踪等许多方面具有潜在的应用前景。本文系统介绍人体运动实时捕捉仪器的设计原理、数据处理与相关算法 ,并对该仪器的应用前景进行分析。     

视觉伺服机器人系统的无标定目标运动估计

机器人视觉伺服系统是机器人领域一重要的研究方向。该文建立了三自由度平面机器人视觉伺服系统,着重研究在摄像机与机器人坐标系无标定的情况下对目标的运动估计,提出了一种无标定算法,采用Kalman滤波完成目标的运动估计,并验证了它的有效性。     

基于ADAMS空间串联机构运动空间的仿真与分析

针对机构学中常用的空间串联机构,用D-H齐次坐标变换建立了六自由度为代表的空间串联机构的运动空间方程,利用机械系统动力学自动分析软件ADAMS建立了二至六自由度空间串联机构的虚拟样机模型,基于虚拟样机技术,对二至六自由度空间串联机构运动空间进行了系统地仿真与分析。研究发现运动空间的形状与自由度的个数和杆的长度有着密切的关系,当自由度达到3个及以上时,不合理的杆长组合会在运动空间中形成盲区,满足一定的条件就可以消除盲区。     

智能排样算法分析与展望

简要介绍了排样布局问题的基本内容,阐述问题求解的几种常用智能排样算法,分析并提出了算法的发展方向。