双目立体视觉传感器结构参数优化设计

采用最优回归设计311-A方案设计实验,研究双目立体视觉传感器的结构参数对传感器测量精度的影响．根据实验结果。建立了双目立体视觉传感器的测量精度与传感器结构参数间的回归方程,并通过对优化模型的求解,得到了使双目立体视觉传感器测量精度更高的参数组合．结果表明,利用上述方法可以有效地提高双目立体视觉传感器的测量精度．     

结构光双目测量系统标定方法

为了解决双目结构光测量系统参数不容易准确获取的问题,依据传统摄像机标定方法,结合结构光双目测量系统的特点,提出了CCD摄像机标定方法.通过对左右CCD摄像机采集得到的两幅标定模块的图像数据分析,按照"两步"标定法的思路,先得到平移向量R和旋转矩阵R等外部参数,再利用已知的空间距离求解到摄像机的成像模型需要标定的其他参数.实验数据表明,该方法可简便、准确地标定出CCD摄像机参数,方便了三维视觉测量工作,是一种有实用性的标定方法.     

输电导线脱冰振动测量双目视觉方法

导线脱冰跳跃将导致导线之间的空气间隙减小,进而导致相间闪络和结构损坏.针对输电线路导线脱冰引起的导线振动问题,以立体视觉理论为基础建立了导线成像几何关系,并应用双目视觉原理建立了导线三维坐标测量的数学模型.经标准长度的双目视觉系统标定方法求解导线测量数学模型,恢复了导线三维几何信息.在试验检测中,建立了双目视觉测量系统,完成了导线脱冰振动的位移测量.测量结果证明了采用双目视觉原理检测输电导线脱冰位移的可行性.     

解决约束平面偏移问题的机械臂闭环标定

基于平面约束的工业机械臂闭环标定,拟合平面与实际约束平面之间存在一定偏差,直接影响标定精度.针对此问题提出消除偏差的方法及误差模型.建立平面坐标系,得到约束平面的准确方程,通过接触式测量头对约束平面进行测量,在平面坐标系中描述测量点的位置;建立最小完整连续运动学模型,从而减少冗余参数的影响;利用双目视觉定位约束平面并规划理论测量点位置,实现自动化测量;通过改进的最小二乘法对参数误差进行辨识.实验结果表明,修正运动学参数后,机械臂绝对位置精度由1.234 mm提高到0.405 mm.该方法成本低、精度高、效率高,且简化了误差模型,适用于工业机械臂的现场标定,为机械臂生产厂家实现批量化标定及后期设备维护提供了思路.     

基于双目立体视觉测量技术的冲压件数字化回弹测量

针对采用常规检具测量冲压件回弹量存在精度低、费用高、周期长等问题,提出数字化回弹测量方法。研制了基于光栅投影的双目立体视觉测量装置,应用该装置采集获取实际冲压件产品的三维点云数据;采用三步法将点云数据与产品的CAD设计模型匹配对齐,计算点云相对于设计模型在最佳匹配位置的法向偏差量,从而获得回弹量数值。生产实际中的应用表明:所研制的测量装置和数字化回弹测量系统通用性强,能实现对复杂、大型冲压件快速、灵活、精确的三维回弹测量。     

六自由度柔性测量臂关节零位偏差标定算法研究

多关节柔性测量臂的关节零位偏差是由于装配引起的系统误差,对测量精度的影响极大.采取高精度的标定方法,获得关节零位偏差的实际值,然后对关节转角的理论值进行补偿,可以提高测量精度.首先应用D-H建模方法,建立了六自由度柔性测量臂的测量模型,在测量模型的基础上,应用全微分法建立了基于关节零位偏差的误差模型,然后用最小二乘法和迭代算法,建立了柔性臂关节零位偏差的线性标定方法,最后通过Matlab仿真验证了该标定算法的正确性.     

双目动态视觉测量的匹配

针对在双目动态视觉测量系统中对特征点的准确匹配问题,采用强后方交会优化了外参数,提高外参数的精度,从而提高求取极线的精度;提出一种针对2幅图像特征点匹配的多约束匹配算法。多约束匹配算法在极线约束的基础上,增加了唯一性约束和双向匹配约束,结合视差约束的二次匹配,得到2幅图像特征点正确的匹配关系。实验结果表明:用于双目动态视觉测量系统的匹配中,可得到100%的匹配准确率。可以满足双目动态视觉测量系统对两幅图匹配的要求。     

双目立体视觉测量系统的研究与实现

根据双目视觉原理,介绍了双目立体视觉测量系统的组成,对系统涉及的关键技术进行了有关的探讨和研究.利用VC 6.0与HALCON软件开发平台结合相关硬件设备,实现了双目立体视觉测量系统.系统各模块经过试验测试和验证,能够对空间物体的三维位置坐标进行高精度的测量,满足对物体三维测量要求.     

基于混合演化的自适应建模及其应用

针对传统的遗传规划方法收敛效率低、模型精度不高等缺点,将进化策略应用于模型参数的全局最优搜索,在遗传规划建模的基础上使用进化策略修正模型参数,以实现对模型结构和参数的同时优化,通过2种演化算法的结合提高建模精度,同时采用最优保持策略加速优化过程,改善算法的收敛效率.将该方法应用于某型船用汽轮机组的仿真建模中,通过和传统演化建模的对比,证明采用混合演化策略的建模方法具有更快的求解速度和更好的全局搜索能力.     

基于双目视觉跟踪的三维拼接技术

为了扩大三维面形测量的视场,提出了基于双目视觉跟踪的三维拼接技术。采用了两套双目测量系统,一个为全局的跟踪系统,一个为测量系统。在测量系统上固定一个7×7棋格靶标作为中介,将每次测量系统测得的物体三维点坐标转换到统一的全局坐标系下完成拼接。测量系统采用的是投影格雷码结构光加上双目视觉原理的方法获得物体三维点坐标,实验结果证明了该方法的可行性和有效性。