面向水下目标的双目视觉测距方法

针对水下机器人对于探测海洋具有的高灵敏度、低成本、易携带特点的要求,设计和实现面向水下目标的双目视觉测距检测方法。采用张正友标定算法,通过使用9×9棋盘获取水下双目相机的内外矩阵模型的参数,采用SGBM (Semi-Global Block Matching)立体匹配算法,增强了图像的对比度,削弱了图像色斑的影响,保证了算法的鲁棒性,提升了匹配搜索速度。将视差图通过矩阵运算转化成深度图,并将其映射成可视化点云,构建目标物体的三维立体信息。     

AUV水下对接关键技术研究

对国内外主要AUV水下对接系统进行了研究，从对接方式、对接传感器、控制策略、流体干扰和对接失误对策五个方面阐述了AUV水下对接系统的方法、技术现状以及发展趋势．     

基于双目视觉测距技术的导弹筒箱精确对接方法

当前导弹筒箱对接工作中普遍采用人工操作方法,通过目视指挥操作实现卡口对接,精确性差,步骤繁琐,效率低下。针对此问题,基于双目视觉测量技术提出了一种自动对接方法,利用双摄像头测量对接卡口的成像偏差,计算筒弹调整的距离和角度,实现筒弹支脚和对接卡口的准确对准。然后研究了系统测量误差,利用非线性回归拟合方法分析了误差计算公式,利用等距标尺设计了测量误差标定实验方案,并针对摄像头安装不便的问题,给出了中点延长安装方法和计算补偿方法,最后设计了筒弹自动化对接系统的基本结构。试验结果表明,该方法能够有效获取筒弹对接偏差距离和角度,为位置调整系统提供有效输入,从而实现导弹筒箱的自动对接。     

一种改进平行双目视觉立体匹配的方法

平行双目视觉系统是通过两个摄像头获取信息后,需要对获得图像进行特征提取,其目的是为了得到匹配赖以进行的图像特征.本文提出了一种提高匹配准确性的一种方法,就是利用了Canny算子与Sobel算子相结合对图像进行处理后再匹配的方法.     

基于自主作业的AUV视觉系统

自主作业能力是智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)的发展方向 ,本文介绍了用于AUV作业的一个视觉系统,描述了系统的硬件结构和软件体系,论述了水 下图像处理方法,详细描述了用于目标识别的神经网络的结构、建模及神经网络识别方法, 给出了神经网络特征向量和识别结果．     

嵌入式双目立体视觉测距系统

设计和研究了一种基于S3C2440硬件平台和嵌入式Linux双目立体视觉测距系统.该系统通过使用两个USB摄像头同步采集图像数据,并利用OpenCV对采集的两幅图像的数据进行处理,计算目标物在两幅图像中的像素偏差,进而算出目标物到摄像头平面的距离,在论文中以车牌作为目标物.同时该系统用Qt/Embedded实现LED实时显示图像和数据.整个系统建立在嵌入式架构上,能独立完成图像采集,数据处理,实时显示等功能.只要改变定位算法,则能测出任意目标物的距离.     

基于LabVIEW的双目视觉测距系统设计

在对障碍物进行测距的过程中,双目视觉测距技术拥有的成本低、高效、精确度高与构造简单的特点。鉴于此,设计一种基于灰度值金字塔图像匹配算法的双目视觉测距系统。通过搭建立体视觉硬件平台,利用LabVIEW软件平台编写硬件控制和测距程序,采用灰度值金字塔算法进行双目图像匹配获取视差数据,利用几何关系求出障碍物深度计算公式,并且在实验室中随机选用8个标志物进行仿真实验,检验理论深度与真实距离间的误差率。实验表明,通过视差数据求得的理论深度信息,所选特征点清晰、纹理复杂度较高的ROI(Region of Interest)区域的误差率在2%左右,特征点模糊、纹理复杂度较低区域误差率在5%左右,图像匹配相似度在900左右,在允许的误差范围内验证了图像匹配的准确性和双目测距系统的可靠性。     

一种变结构控制的双目视觉伺服控制方法

本文主要从控制角度出发,针对手眼机器人双目视觉伺服控制问题,利用变结构控制理论设计了视觉伺服控制器,同时用自适应估计的方法对深度进行估计,基于图像误差实现了定位控制.而后用李亚普诺夫理论对其进行了稳定性分析,结果证明了系统全局渐近稳定.最后仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种基于双目视觉的消防炮瞄准系统设计

针对消防炮射流瞄准和精确打击问题,提出一种基于双目视觉的消防炮瞄准系统设计方案.该方案利用IP视频传输技术,设计了基于IP相机的双目视觉系统,并对测量精度进行定量分析,获取相机参数要求,并进行了整体设计.同时,采用闭环控制技术对消防炮进行改造设计,该系统可有效进行射流提取、落点监控和消防炮姿态精确控制,实现射流精准打击...     

基于双目视觉的光纤定位研究

本文介绍了一种在光纤对接系统中用于光纤粗定位的视觉子系统．文章以双目视 觉的应用为背景，详细论述了视觉系统的硬件配置和软件开发，包括系统标定、图象处理、 特征提取、三维计算的具体步骤．提出了改进的Hough变换算法，能够较为准确的定位图象 中的两根光纤．     

基于单目视觉的水下机器人管道检测

以单目CCD摄像机为视觉传感器,利用视觉系统测量方法获得水下管道的导航信息,并在此基础上建立了一个用于水下机器人的水下管道检测系统． 按照数据结构的抽象程度,将系统中传递的数据信息分为由低至高4个层次,描述了各层次内容,详细介绍了水下机器人管道检测方法． 为了提高系统的准确性和实时性,采用了动态窗口管道检测方法．在室内实验水池中,以某型号水下机器人为试验载体,进行了多次管道跟踪试验,验证了系统的可行性和有效性．     

基于立体视觉的水下三维测量系统研究

随着我国海洋战略的提出,对于海洋观测技术和装备的需求日趋迫切。针对现有水下成像系统无法实现精确三维测量这一难题,该文提出了一种基于双目立体视觉原理的水下三维测量系统研究方法,并对其可行性进行了验证。针对水下成像过程存在的水体界面折射问题,该文提出了相应的相机成像模型及系统参数标定方法,建立了防水深度达 30 m 的双目水下测量及照明装置,并在水池、近海条件下进行了实地测试。实验结果显示,在水体条件较好的情况下,系统观测距离可达 8 m 以上,有效测量距离为 0.5～4.5 m,在 0.5 m 和 4.5 m 距离处的测量误差分别为 2 mm 和 20 mm。实验验证了 水下双目成像模型、立体标定、测量模型等方法的有效性和精确性,可为水下检修作业等海洋工程行业提供一种有效的三维测量技术手段。     

基于双目视觉的水下海参尺寸自动测量方法

水下捕捞机器人在进行海参捕捞作业时,需要对海参进行精选分级.然而光视觉系统在水中的折射现象严重影响了海参尺寸的精确测量.因此,利用水下双目标定方法,求解水下相机模型参数,消除水下光线折射造成的图像失真,并在此基础上,提出了一种水下海参自动检测与尺寸测量方法.在左目矫正图像上,利用预先训练的YOLOv3海参检测模型,进行...     

一种双目视觉传感器的快速自标定方法

为克服传统的立体视觉传感器标定过程繁琐、不适应现场操作等弱点,提出一种基于本质矩阵求解的双目视觉快速自标定方法。该方法离线标定摄像机的内部参数,通过双目匹配的对应点,线性求解双目视觉的本质矩阵,快速地得到双目视觉传感器的各个外部参数。实验结果表明,该方法在精度上与传统标定方法相当,且标定过程快捷、方便,适合现场标定操作。     

基于双目视觉与目标识别拟合的三维屏幕定位方法

为解决针对三维立体屏幕的定位问题,提出了基于双目视觉与目标识别、拟合的屏幕定位算法。首先利用边缘检测算法提取屏幕轮廓,获取屏幕在二维图像中的位置;其次利用双目视觉算法对识别出的屏幕进行深度数据采集,利用最小二乘法对采集的屏幕空间数据进行空间拟合得到屏幕的空间方程;最后计算屏幕顶点在三维空间中的位置从而确定屏幕范围,至此完成在三维空间中对屏幕的定位。实验结果表明,该方法计算得到的屏幕位置具有较高准确度。     

基于双目视觉的目标定位与测距系统硬件平台

自主目标识别与定位问题是智能化林业机器人工作的重要基础.以林业环境中树干识别及定位为目标,设计一种基于双目视觉的数字视频实时处理系统硬件平台.使用双目摄像头采集图像,并对采集信息进行三维信息计算,输出目标定位与测距结果.实验结果表明,该硬件平台可以完成图像采集及处理功能,达到预期的实验效果.     

用于空中加油的激光测距与双目视觉融合算法

依据空中加油自动对接阶段的高精密测量需求,设计了双目视觉与激光测距融合的测量系统。分别分析了双目视觉与激光测距的误差和系统实时性,采用二维摆镜结合激光测距机测距,解决多传感器融合的时滞问题。并提出数据融合算法,利用双目视觉粗测的三维信息,调整摆镜使激光测距机精测距离,依据光路进一步修正该距离值,再依据空间几何关系修正双目视觉光轴方向的测量值,从而获取高精度的三维信息。多次试验结果表明:设计的融合算法能够使测量精度提升到10 mm/20 m,极大提高了自动对接的可靠性,为空中加油自动对接提供了一种新的高精度测量方法。     

基于双目视觉的室内定位标定新方法

随着全球导航卫星系统的发展,位置服务已经逐渐渗透到人们日常生活以及工作之中,并成为必不可少的一部分,越来越多的人开始习惯使用位置服务,并对其产生依赖,并且,室内导航定位应用需求日益增加;目前,基于多目视觉原理的室内定位导航技术已经成为众多技术领域的研究热点,且逐步成熟;室内导航定位中,为获取目标的准确位置,相机的标定过程是重中之重,标定精度对最终定位精度有着决定性作用;然而,当有气液界面存在时,由于不同介质折射率不同,视线在传播过程中将发生偏折,现有的线性标定技术不再适用,并成为制约室内特殊场景定位(如水下机器人作业)的主要技术障碍;针对有气液界面的条件提出了一种新的标定方法,对界面位置进行精确定位,并修正了线性针孔模型,能够有效解决有气液界面存在条件下不能准确标定的难题,克服了封闭体内测量时无法进行现场标定的困难;为验证标定方法的可行性与可靠性,进行了数值模拟,模拟结果显示,此方法误差较小,满足室内定位中的标定精度要求。