多机只测角无源定位中的空间对准方法

空间对准是实现多机只测角无源定位首先要解决的问题,对此,提出一种适合该应用背景的空间对准方法.该方法选择融合载机初始时刻地理坐标系作为融合中心坐标系,首先将载机在各自机体坐标系中获得的方位角转换到各自载机地理坐标系中;然后再将其转换到原点位于各载机质心、与融合中心地理坐标系平行的坐标系中,推导出方位角位于此坐标系的解析表达式.对目标来波方向、载机姿态角、各载机相对融合中心距离等因素的影响进行仿真分析,得出了各因素对空间对准过程影响的量化结论.     

第八讲无人机气压高度测量不确定度评定

地球导航定位通常采用空间大地坐标系,导弹发射通常采用发射坐标系.详细定义相关地球坐标系后,可借助大地直角坐标系,将弹体位置、速度、航姿角从空间大地坐标系转换到发射坐标系.     

气膜孔视觉测量中的坐标系建立与转换

为了能够应用所搭建的四轴视觉坐标测量系统对批量气膜孔的分布位置进行检测,结合四轴运动系统与工业相机的特点,开展了将测量数据由图像空间转化到叶片空间过程中的坐标系建立与转换关系研究。在应用过程中,建立了图像像素坐标系、图像物理坐标系、基准坐标系、回转台坐标系和叶片坐标系,并确立了这些坐标系之间的相互转换关系,从而实现了将工业相机所采集到的图像数据转化成物理测量数据,并最终转换到叶片坐标系中。最后,为了验证该方法的正确性和有效性,选取了某个高压涡轮导向叶片作为被测物,首先对其上的一个气膜孔进行了分布位置的多次等精度重复测量实验,检验了该测量系统的重复性精度,而后对该叶片上的一排12个气膜孔进行了测量实验。实验结果表明,本文所提出的坐标系建立与转换方法,可以完成气膜孔分布位置的检测任务,从而为后续与气膜孔的设计数据进行比对并做出评价奠定了坚实基础。     

工程测量中不同坐标系变换与精度分析

不同坐标系的变换这种科学方法在日常生活中不太常用,但是在我国的航天、地质等工程领域却有着很广泛的应用,它关系到我国国防、勘测等领域的发展和突破。工程测量中不同坐标系的变换是一门有着很深远影响而且对国家各领域进步有重要促进作用的科学,掌握了不同坐标系之间转换的方法是很有必要的,它会对我国各方面各领域的发展提供科学支撑和数据保证,本文将围绕工程测量中不同坐标系的变换及其精度的分析来开展。     

坐标转换在组合导航系统半实物仿真中的应用

将仿真机在发射地面坐标系下解算出的弹道信息进行坐标转换,产生与之对应的GPS接收机的纬度、经度和高度信息,以实现SINS/GPS导航系统的半实物仿真试验.针对不同坐标系之间的关系,设计一种迭代的方法进行坐标转换,该方法通过不断更新地理坐标系的原点,完成发射坐标系到地心坐标系的转换.同时引入一种已经得到成功应用的含有修正参数的简化算法.通过数学仿真验证了两种方法的正确性和可行性,且均能满足半实物仿真试验精度的要求.     

测量软件坐标系的建立和应用

在测量软件中,坐标系的建立是后续测量和评价的基础。从坐标系建立原理出发,深入讨论了测量行业应用坐标系的理论方法,分析了测量行业的坐标系转换模型,并建立了矩阵理论模型,给出了矩阵理论公式。首先,按照测量软件功能对不同环境下的坐标系进行分类,深入分析不同类型坐标系的应用方法;其次,论述了不同坐标系的关系,按此分类搭建起软件合理的坐标系系统;最后,以模型坐标系为例,给出了坐标系数据的两种不同应用方式,以及不同方式产生数据的具体处理办法。按照所述原理和方法,可快速、高效地搭建测量软件的坐标系处理系统,对搭建类似CAD系统软件的坐标系模块有积极的借鉴作用。     

DIS中的坐标系统及坐标转换

近几年来,国内正在蓬勃开展对DIS的研究,然而对DIS坐标系统及其转换的研究还不多见。DIS采用地心空间直角坐标系（Geocentric)作为世界坐标系,而现有的大多数仿真器都采用拓扑中心坐标系（Topocentric)或大地坐标系（Geodetic)等坐标系作为世界坐标系。文中旨在介绍DIS标准坐标系及其它几种相关坐标系,并在不同坐标系之间建立了坐标转换关系,同时讨论了不同坐标系中姿态的不同表示方法。算法已应用到我们开发研制的网络接口部件NIU中。     

从Kinect畅想未来科技

Kinect是微软为Xbox360研发的一款体感周边外设产品,因其革命性的构想和颠覆性的操作方式,受到了众多玩家的追捧,在短时间内就击败了iPad成为了市场上最畅销的电子商品。在见识了Kinect精确的空间定位性能之后,很多人已经不满足这样一款优秀的操控设备只是当作游戏机的控制器,并且试图将Kinect用于更为广泛的领域中。     

一种不同坐标系之间的变换矩阵的转换方法

在三维图形的研究和开发过程中,由于不同三维图形系统所使用的坐标系不统一,造成了在一个坐标系中的模型不能直接引入到别的坐标系中,针对野战战术三维环境原型系统ＢＩＴ－ＶＢＦＳ的开发过程中所遇到的将模型从右手坐标移植到左手坐标系的问题,提出了一种在不同三维坐标系之间寻找对应的变换矩阵的一般性方法,这种方法得到的是对于变换的转换矩阵,所以在对模型进行实际的转换时并没有增加计算的复杂度。     

CAVE系统中不规则多屏投影变换矩阵

常见的CAVE系统是由4个正方形投影面构成一个立体空间,将复杂的数据以可视化的方式展现,营造一个逼真的虚拟环境,带给用户一种非凡的沉浸式体验。本文在分析投影变换矩阵的基础上,通过构建CAVE投影坐标系,提出构建不规则投影变换矩阵的快速计算方法。该方法使CAVE系统不再局限于标准的立方体空间,并通过获取用户在CAVE投影坐标系下的坐标位置,实时计算投影变换矩阵,满足用户在任意空间位置下的最佳观测视角。     

基于Kinect的机器人辅助超声扫描系统研究

提出一种采用Kinect传感器作为视觉伺服的机器人辅助超声扫描系统,来规划引导机器人的扫描路线,以实现机器人辅助的超声扫描操作。系统由Kinect传感器、机器人和超声探头组成。采用Kinect实时获取超声探头的RGB图像和深度图像,并计算探头当前位姿,结合坐标系配准结果,得到机器人的位姿信息,再根据术前的机器人轨迹规划,引导机器人的超声扫描路径。开展腿部模型实验验证本系统的可行性,通过对Kinect传感器的相机标定实验,计算得到了RGB相机和深度相机的内外参数,通过对探头上标识物的定位,进而计算出探头当前位姿,结合Kinect与机器人坐标系的配准结果,得到了两者的转换矩阵,并对机器人的位置给出指令,引导机械臂夹持探头到达指定扫描位置。在机器人夹持超声探头扫描过程中,实时计算探头与腿部之间的距离,以保证所采集超声图像的质量及扫描操作的安全性。实验结果表明,在Kinect视觉系统的导航引导下,机器人可以夹持超声探头实现自主超声扫描,以减少超声医师的扫描时间,降低医师的劳动强度。     

基于Kinect的三维重建技术综述

详细介绍了三维重建和Kinect工作原理;对现有利用Kinect进行三维重建的技术方法进行了说明,重点对配准过程中的迭代就近点(ICP)算法的相关改进进行分析和比较;并在上述基础上对Kinect Fusion做了介绍和说明,列举其最新改进和应用;最后对基于Kinect的三维场景重建的发展趋势进行了简单总结和展望.     

单Kinect+回转台的全视角三维重建

为了解决当前全视角三维扫描系统价格昂贵操作复杂的问题,提出利用1台Kinect和1个回转台来构建全视角三维模型的方法。研究涉及点云预处理、点云配准、全局误差修正以及色差修正等技术。首先使用Kinect采集数据并预处理,结合转台约束利用图像几何特征进行粗配准,随后使用迭代最近点（Iterative closest point,ICP）算法实现点云的精确配准。对于累积误差导致的闭环问题以及不同角度拍摄引起的色差问题,通过全局误差修正与色差修正算法处理,提升重建结果的精度。实验结果表明：该方法可以实现三维物体的全视角重建,并在精度上优于微软的KinectFusion方法。     

基于Kinect v2的实时精确三维重建系统

快速、低成本、精确的三维扫描技术一直是计算机视觉领域研究的热点.首先,本文分析了新一代Kinect v2（Kinect for windows v2 sensor）的技术参数、测量原理.设计实验测得其深度精度与测量距离成线性变换关系.其次,Kinect v2深度数据含有大量的噪声尤其是在物体边缘,常用的双边滤波器等去噪算法不能很好的去除这些噪声,对此本文设计了一种有效的去噪算法,提高重建质量.最后,实现了一套基于新一代Kinect v2重建系统.实验结果表明,本文中的重建系统能够实时精确的重建物体,可以广泛应用于低成本的快速三维成型.     

基于Kinect的手术辅助系统研究

针对手术室无菌环境要求非常高的现实需求,以及传统鼠标键盘等人机交互方式存在的需要定期消毒且无法在手术过程中进行操作等客观限制,对目前手术室中人机交互存在的问题进行了分析,提出了一套基于Kinect自然人机交互技术的手术辅助系统。该系统包括一个病人资料库、一套Windows系统下基于Kinect自然人机交互技术的控制程序及一套Kinect手术辅助系统硬件。实验结果表明通过Kinect可以收集操作者的手势、动作、声音等,并将其转化为操作系统可以理解的命令,对手术辅助系统进行相关操作,从而辅助手术进行。该系统对于改善手术条件、节省手术时间、缓解病患痛苦具有一定帮助。     

3D Reconstruction by Kinect Sensor:A Brief Review

While Kinect was originally designed as a motion sensing input device of the gaming console Microsoft Xbox 360 for gaming purposes, it＇s easy-to-use, low-cost, reliability, speed of the depth measurement and relatively high quality of depth measurement make it can be used for 3D reconstruction. It could make 3D scanning technology more accessible to everyday users and turn 3D reconstruction models into much widely used asset for many applications. In this paper, we focus on Kinect 3D reconstruction.     

基于Kinect的人体三维重建方法

通过Kinect体感仪,实现人体三维重建.使用Kinect体感仪,扫描获取人体三维数据,利用深度数据转换算法实现二维顶点的三维化,再通过红外相机姿态跟踪算法进行顶点集配准,求解出相机每次的相对位移与转动角度,实现相机姿态跟踪,并将每次拍摄到的点集转换到同一全局坐标系下,使用晶格化显示集成算法将点云集成到提前划分好精度及尺寸的体素晶格中,最后利用投影映射算法获得可视化的人体三维立体模型.使用Kinect体感仪及三脚架等辅助设备方便快捷地获取人体三维重建结果,并通过3D打印技术对模型进行输出.该研究实现了人体三维重建中人体扫描、处理、重建、输出全流程.     

Reconstructing 3D human models with a Kinect

Three‐dimensional human model reconstruction has wide applications due to the rapid development of computer vision. The appearance of cheap depth camera, such as Kinect, opens up new horizons for home‐oriented 3D human reconstructions. However, the resolution of Kinect is relatively low, making it difficult to build accurate human models. In this paper, we improve the accuracy of human model reconstruction from two aspects. First, we improve the depth data quality by registering the depth images captured from multi‐views with a single Kinect. The part‐wise registration method and implicit‐surface‐based de‐noising method are proposed. Second, we utilize a statistical human model to iteratively augment and complete the human body information by fitting the statistical human model to the registered depth image. Experimental results and several applications demonstrate the applicability and quality of our system, which can be potentially used in virtual try‐on systems. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Kinect与Unity3D数据整合技术在体感游戏中的应用研究

通过分析Kinect与Unity3D数据整合关键技术,从WPF与Unity 3D内部调用方式展开系统设计。设计分为Unity3D场景展示模块、Unity3D的接口模块和Kinect的数据获取三模块。其中Unity3D接口模块实现了的场景设置,骨骼绑定、镜像运动、近景模式、平滑处理功能;Kinect数据获取模块通过代码实现设备控制、骨骼绑定算法、设备图像获取。测试证明,通过C#对非托管的dll的管理方式,导入Kinect硬件的驱动程序,调用自定义的数据结构和算法,实现在unity 3D场景中,使用Kinect体感镜头控制场景中的人物模型运动,提高了体感游戏的开发效率,在体感游戏的开发和应用中有一定的社会推广价值。     

基于深度图像的三维场景重建系统

针对计算机图形学和视觉领域研究热点--三维场景重建,首先分析了 Kinect v2 (Kinect for Windows v2 sensor)获取深度图像的原理,说明深度图像噪声的来源。然后根据获取 深度图像的原理设计一种算法对点云采样范围进行裁剪。其次对点云离群点进行去除,填补点 云孔洞,以提高重建质量。常见的三维场景重建大都采用了 KinectFusion 的一个全局立方体方 案,但只能对小范围内的场景进行重建。对此设计了一种对大场景进行点云匹配的 ICP 算法。 最后对点云进行曲面重建,实现一套低成本、精确的针对大场景的三维重建系统。