双目立体视觉动态角度测量方法

为实现对大幅度动态摆角及运动过程中物体空间姿态角的在线测量,提出一种基于双目立体视觉技术的动态角度测量方法。通过标定好的双目系统实时跟踪采集被测物体的特征点图像,重建特征点的空间三维坐标,进而计算出待测物的动态摆角或空间姿态角。实验结果表明:该系统在测量摆角时示值误差为±0.02°,测量空间姿态角时示值误差为±0.12°,同时具有非接触的优点,适用于动态摆角的在线测量及运动物体的空间姿态跟踪。     

双目动态摄影测量技术研究与实现

针对振动条件下雷达天线型面变形测量问题,设计了基于双目视觉动态摄影测量系统.介绍了系统的组成和工作流程,并对其中的相机同步技术、相机控制场标定技术、圆形标志点中心定位技术、像点自动匹配技术进行了研究.系统通过图像采集卡实现了一种廉价的ns级双相机同步方式.用10参数模型对相机进行了标定.采用了一种高反射率的圆形人工标志,通过Canny灰度质心的方法实现了圆形标志点中心的定位.系统用两种方法实现了像点的自动匹配:第一种是基于待测物体近似坐标的驱动点匹配方法.第二种则是运用核线约束、像点残差约束和相对关系约束,完成像点自动匹配.进行了振动测量试验,试验结果表明在物距为1.5 m和物体振动频率小于50 Hz条件下,系统点位测量精度小于0.3 mm,平面度测量精度小于0.1 mm.     

关节式坐标测量机激光测量头参数标定

在三维视觉测量中,标定方法对测量结果的影响是决定性的.本文通过分析、比较各种视觉模型及标定方法,采用考虑镜头畸变因素的三维视觉模型以满足高精度测量系统的需求.由于关节式坐标测量机的激光测量头,使用单摄像机和线结构光来匹配被测物体表面的三维数据,本文设计了一种新型的阶梯形标定块,通过标定块图像和激光条纹图像完成了摄像机的内外参数标定和激光平面参数标定.实验证明,该标定操作过程简单,易于实现自动化,且具有较高的标定精度.     

基于线结构光的角钢截面几何参数三维测量

针对人工检测角钢效率低、出错率高的问题,研究一种基于机器视觉测量技术的非接触检测方法,即利用线结构光扫描的角钢截面几何参数的测量方法。采用张正友标定法和最小二乘光平面拟合法完成测量系统的标定,通过线结构光三维扫描技术获取物体的原始三维点云数据,然后对经过配准、去噪以及简化处理的原始点云数据进行三维重建,得到物体三维几何模型。结合测量系统标定,提取角钢截面边宽度、边厚度、内圆弧半径3个参数。按国家标准对角钢截面几何参数进行图像测量,测量误差在±0.15 mm范围之内,实验结果表明采用该方法实现对角钢截面参数测量是可行的。     

基于机器视觉的丝网印刷样板尺寸测量方法

丝网印刷样板种类和样式多,每片样板上待测目标也较多,不宜采用一致的梯度阈值参数定位边缘实施测量;此外,传统视觉检测采用定位矩形框建立测量坐标系的方式会引入测量误差,因此,提出一种基于机器视觉的丝网印刷样板的尺寸测量方法。采用一种由粗到细的测量策略,借助每一类待测目标的模板进行信息统计,针对性地设置阈值参数,改善测量精度。在测量阶段,利用基于图像金字塔和归一化互相关函数相结合的分层匹配算法实现多个待测目标的粗糙定位,再使用由模板信息统计获取的阈值参数进行边缘精细定位,建立局部坐标系,完成测量。实验结果表明:在同等实验条件下,此方法能够有效提高测量精度,算法改进后测量结果的平均相对误差由原来的4.02%降到1.47%,并且无需用户介入调整测量参数,适用于不同种类丝网印刷样板的灵活测量。     

基于Halcon的单目相机标定方法与测量实验

机器视觉已经在现代工业自动化生产中得到了广泛应用,尤其是在三维测量领域。物体三维空间与二维图像间的关系求解离不开相机标定,尤其是相机标定结果的优劣直接决定了机器视觉的测量精度。通过搭建单目相机视觉系统实验平台,先分析了相机标定的工作原理,再利用Halcon软件的标定助手功能对型号为GB050-2-7×7的圆点标定板进行相机标定,获得了相机的内参和外参。在进一步测量实验中验证了单个特征圆点测量偏差为0.03862 mm、多个特征圆点测量平均偏差为0.05655 mm,二者测量精度都高于0.1 mm,说明了利用机器视觉进行测量能够满足常用精度需求。     

超声工业测量技术应用的进展

超声工业测量是超声检测技术中的重要分支。它是用声学方法测量工业生产中的某些非声学量。(物质的浓度、密度、温度、流速、液位、厚度和应力等物理量)。只要声波穿过待测物质,声波就载有该物质的某些特性参数。通过对声波某些参数,如声速,衰减或阻抗的检测,就可以得到待测物体有关的物理量。测量时传感器可以与待测物体接触,也可以通过中间介质进行非接触测量。不但测量方便,而且不破坏物质现状,并能连续地给出待测数据,适于工业上自动测量与控制。所以,随着我国工业自动化水平的不断提高,超声工业测量技术越来越受到重视,得到了迅速地发…     

双板装置的测角偏差及修正方法研究

针对当前测量车辆通过角的手段较为复杂,对便携式双板测量的有效范围及测量偏差进行研究。首先基于几何关系分析有效测量条件,进而计算适用的测量板尺寸及有效测量范围,确定装置的设计和选用条件;然后求解测量失效时的实测角和精确角,并分析参数对测量偏差的影响;最后提出一种修正方法以补偿测量偏差,提升装置测量较小角度的适用性。结果表明:当待测角不小于装置临界角时,测量结果有效;待测角小于临界角时,测量结果失效,应通过不同参数下的修正表进行角度补偿;测量临界角与装置和车辆的尺寸参数相关,且测量板厚度越小,临界角越小,装置有效测量范围越大。研究可为双板测量装置的工程实用化奠定理论基础。     

基于结构光和机器视觉的尺寸测量及其误差分析

为了解决流水线上产品的尺寸自动测量难的问题,基于目前机器视觉在尺寸测量方面的应用,介绍了用机器视觉来检测线圈绕线质量的方案。采用简化了的针孔模型对相机进行标定,并针对CCD成像元的不均匀性,提出改进方案并对测量结果进行误差修正,通过实验完善并验证了该方案的可行性,为机器视觉测量尺寸提供理论基础。     

基于包装件智能分拣的视觉尺寸测量技术

目的快速实现包装纸箱尺寸的机器视觉测量。方法采用机器视觉技术方法,运用双目摄像机的成像原理,通过SUSAN角点提取算法结合棋盘标定法求取摄像机内外参数,修正图像畸变,采用SIFT匹配算子对左右2幅图像进行匹配,找到对应的匹配特征点,利用匹配点对的视差值恢复图像深度信息,进而求解出包装箱的长宽高值。结果对不同摆放姿态的包装箱均能实现快速测量,机器视觉检测值与实物值相比,其误差均在1 cm左右,满足检测要求。结论文中方法具有匹配精度高、鲁棒性强的特点,能快速实现对不同摆放姿态的包装箱尺寸测量。     

振动条件下的尼龙拉链厚度尺寸视觉在线测量算法

针对尼龙拉链厚度尺寸的视觉在线测量过程中,振动对测量结果影响较大的问题,通过对拉链振动的机理分析,建立并求解出被测拉链横向振动模型的运动方程,再结合LK(Lucas Kanade)光流法测量原理,求取出某一时刻的拉链全局振动信息。在此基础上,提出了一种振动条件下的尼龙拉链厚度尺寸的视觉在线测量算法。首先提取出待补偿图像中被测拉链的边缘点坐标,其次根据运动补偿算法修正边缘点坐标,接着利用最小二乘法将边缘点坐标拟合成平行直线并求出其间距,最后根据像素当量转换为拉链厚度的实际尺寸。实验结果表明:该算法测量结果的不确定度为0.00051mm,远优于无运动补偿的视觉测量方法测量结果,能有效地抑制拉链振动对测量结果的影响。     

基于机器视觉的零件特征尺寸提取算法

目的复杂型面零件功能特征多样,结构尺寸呈现空间分布,传统的手工检测方法无法满足检测工作要求,为提升检测效率,提出一种基于机器视觉的非接触式测量方法。方法使用CCD相机采集图像信息,对图像进行分析处理,获得圆的亚像素边缘轮廓,再通过最小二乘法进行圆拟合求得圆的参数方程,最后利用几何距离公式求得像素距离。通过系统标定求出像素当量,由像素当量最终求得圆与圆之间的实际距离。结果最小二乘拟合圆亚像素边缘检测算法稳定,抗噪性能较好,算法的分辨率为0.001个像素。结论该方法可正确、方便、有效地对零件进行尺寸测量。     

大型水轮机叶片快速检测的新方法

为解决大型水轮机叶片尺寸检测这一行业性难题,实现对叶片型面外型尺寸的快速检测,提出了一种基于视觉测量技术的新方法.该方法以摄影测量原理为理论基础,首先在物体表面待测位置粘贴标志点,然后从不同角度拍摄一组照片,作为测量的原始数据输入计算机中进行解析处理.在测量软件中通过对照片组进行图像检测,识别出各张照片中标志点并定位其中心,匹配同名标志点,最后根据标志点的多个二维坐标重建出对应物体点的三维坐标,从而实现对被测对象的数字化建模和测量.现场实验表明,与传统的水轮机叶片检测方法相比,该方法具有工作量小,速度快,成本低,容易实现在线检测,并且不易受现场灰尘、振动、湿度和温度变化等外界因素的干扰.     

基于包装件智能分拣的视觉尺寸测量技术

目的 -快速实现包装纸箱尺寸的机器视觉测量。方法 -采用机器视觉技术方法,运用双目摄像机的成像原理,通过SUSAN角点提取算法结合棋盘标定法求取摄像机内外参数,修正图像畸变,采用SIFT匹配算子对文中的左右2幅图像进行匹配,找到对应的匹配特征点,利用匹配点对的视差值恢复图像深度信息,进而求解出包装箱的长宽高值。结果 -对不同摆放姿态的包装箱均能实现快速测量,机器视觉检测值与实物值相比,其误差均在1cm左右,满足检测要求。结论 -文中方法具有匹配精度高、鲁棒性强的特点,能快速实现对不同摆放姿态的包装箱尺寸测量。     

基于视觉识别技术的非接触螺丝尺寸的测量

介绍了一种基于机器视觉技术的非接触式螺丝尺寸的测量。该测量方案利用CCD相机采集图像,集成两套视觉测量系统,分别采集螺丝侧面和顶面图像,一次性测量三维尺寸,经过视觉技术可获得清晰的螺丝尺寸,再利用相关几何运算测量出各个螺丝几何参数,实现螺钉非接触螺丝尺寸的测量。本文重点介绍了基于视觉识别技术的非接触螺丝尺寸的测量,为螺丝的尺寸测量提供了一种解决方案。     

二维投影式光学传感器轴类零件测量研究

针对各种轴类零件的测量问题,提出一种二维投影式光学测量方案。利用二维投影式光学传感器发射的平行LED光照射到物体表面,在物体后方形成与待测物体等大小的阴影。传感器使用二维CMOS对阴影进行捕捉后对其进行图像处理,得到测量数据,并对测量数据进行分析,得出测量结论。对试验的待测件进行测量后与其标准值进行对比,最大误差在0.01 mm以内,最大重复性在0.02 mm以内,判断准确率达99.8%,同时检测单个待测件用时少于10 s。该方法能够实现多尺寸同时测量,有效提高轴类零件测量速度,再配合机械手与传动机构,实现生产现场非接触在线测量,同时有效防止测量过程损伤零件。     

轴线测量与迭代补偿的机器人几何参数标定

为了提高串联工业机器人的绝对定位精度,提出了采用轴线测量与迭代补偿相结合的工业机器人几何参数标定方法。首先利用激光跟踪仪测量机器人单轴运动的轨迹,将所测轨迹点通过空间投影计算各轴线的位置;然后根据机器人模型参数的几何定义提取机器人模型的实际参数,并采用基于距离误差的迭代补偿方法进行参数标定效果验证。对埃夫特ER10L-C10工业机器人进行标定实验研究,结果表明:机器人绝对定位误差的最大值、平均值和标准差分别从补偿前的4.215、1.932和1.437 mm减小到补偿后的2.979、1.015和1.031 mm,该方法能够简单快速标定出机器人模型的实际几何参数,有效提高了机器人的绝对定位精度。     

一种新型带有自标定的数字准直瞄准测量系统

设计了一种新型带有自标定的数字准直瞄准测量系统。系统采用测微准直望远镜与CCD视觉系统相结合的方式,将测微准直望远镜的目视测量视场转换成数字测量视场,进而实现在整个数字视场范围内取样测量。通过对CCD相机的角度当量和位移当量进行标定,可直接计算出线位移和角位移,实现了数字化测量。通过实验验证,该系统的定位测量不确定度优于激光跟踪仪,定向测量不确定度优于经纬仪,可用于工业大尺寸测量。     

一种立体视觉测量高精度标定新方法

提出一种实现通用摄像机标定和现场高精度立体视觉传感器标定的新方法。该方法无需预先给定初始参数,而是根据投影矩阵计算摄像机参数的初始值,结合镜头畸变的标定数学模型,实现通用摄像机标定;在立体视觉传感器三维测量模型基础上,引入目标距离约束建立结构参数标定优化目标函数,从而得到使空间距离偏差最小的最优结构参数,实现传感器现场高精度标定。实验结果表明,上述方法标定精度较高,已标定传感器空间距离测量相对误差小于0.45%。     

基于机器视觉的鞋楦数字化及类似方法对比

介绍了机器视觉的原理和目前主流的鞋楦数字化方法,讨论了机器视觉的研究发展现状、优缺点及技术上的瓶颈;重点将接触式测量、激光扫描和立体视觉这三种方法进行了对比。接触式测量可靠性高,但是精度低。激光扫描法测量精度相当高,可测量柔软易脆对象,不必作测头半径补偿,工作距离大、范围广,但是容易受物件表面光学性质影响,设备精密,价格昂贵。立体视觉方法也可测量柔软易脆对象,速度快,硬件简单,价格低廉,并且不会抹平模型上的尖点。立体视觉方法是目前正在发展的一种图像测量方法,同样能完成鞋楦数字化,与前两种方法相比,在鞋模的定制方面更为合适。