基于主动视觉的结构光手眼系统自标定方法

为实现结构光手眼系统的标定,提出一种基于主动视觉的结构光手眼系统自标定技术。该标定技术无需使用特制靶标,只需场景中三个特征点,通过控制机器人进行四次线性无关的平移运动和两次带旋转运动,即可实现结构光手眼系统的标定。四次非线性相关的平移运动标定摄像机内参数和手眼矩阵旋转部分,两次带旋转标定手眼矩阵的平移部分,两次带旋转运动中提取的两激光条,结合特征点所在平面信息,标定光平面方程。实验结果表明,三维数据测量精度可达到±1.32mm,平面特征点间的长度测量误差为±0.73 mm;该标定方法简单,特征选取容易,对结构光手眼系统的实际工业现场使用有重要意义。     

基于光流法的运动目标检测与跟踪算法

选用Harris角点作为跟踪对象,将尺度空间引入角点检测,提取特征尺度上的Harris角点,并进行曲率非极大值抑制,滤除"伪角点",提高角点检测对尺度变化的抗扰能力.跟踪算法选用结合图像金字塔的光流法,迭代计算光流,并提出基于光流误差的跟踪算法,即用不同时间流的运动轨迹在同一帧图像的误差来衡量运动跟踪情况,避免跟踪点因被遮挡、消失或者纹理特征发生变化而导致跟踪失败.通过对不同视频图像进行检测的结果证明基于改进的角点提取和图像金字塔的光流法具有良好的跟踪效果,引入光流误差可以有效地滤除跟踪失败的特征点,准确估计运动目标的位置.     

基于局部单应性矩阵的结构光系统标定研究

在基于结构光测量系统中,投影仪标定对物体的三维测量精度有着直接的影响。通过投影仪投射多幅正交格雷码至棋盘格标定板表面,利用未标定摄像机获得受棋盘格标定板调制的变形格雷码条纹图像,通过局部单应性矩阵方法获得棋盘格标定板各角点所对应的投影仪图像坐标。根据摄像机图像坐标、投影仪图像坐标与棋盘格标定板角点对结构光测量系统进行标定,获得摄像机与投影仪的内参数矩阵以及投影仪图像坐标系在摄像机图像坐标系的位姿矩阵。最后对结构光测量系统进行了标定实验;并使用Samuel Audet标定工具箱、Douglas Lanman标定工具箱与提及的标定方法进行标定误差对比。实验结果表明该方法操作简便,精度高,能较好地标定结构光测量系统参数。     

一种基于特征光流的角点匹配算法

提出了一种基于特征光流的角点匹配算法.首先,获取经过均匀化处理的特征角点;然后,考虑角点处的局部光流,求解角点处的光流场,从而得到角点处的粗略光流失量,实现了图像角点间的近似匹配;最后,把特征光流作为约束条件,根据两帧图像角点集之间的坐标关系,排除非正常角点,从而完成对特征角点的精确匹配.仿真实验表明:算法在减少计算量的同时可以提高匹配精度,进而实现高精度运动目标跟踪.     

基于分块Harris特征的航拍视频拼接方法

针对现有航拍视频拼接算法处理速度慢、准确性不高等问题, 提出一种基于分块Harris特征的航拍视频拼接方法, 改进了传统基于SIFT特征提取算法的不足, 缩短了匹配时间, 提高了匹配准确性。首先采用分块Harris角点提取的方法均匀提取图像中的角点, 然后采用金字塔光流算法进行角点匹配, 最后通过改进的RANSAC方法求出仿射变换参数。实验表明, 该方法能够实时对航拍视频进行拼接, 具有更高的准确性。     

基于分块Harris特征的航拍视频拼接方法

针对现有航拍视频拼接算法处理速度慢、准确性不高等问题,提出一种基于分块Harris特征的航拍视频拼接方法,改进了传统基于SIFT特征提取算法的不足,缩短了匹配时间,提高了匹配准确性。首先采用分块Harris角点提取的方法均匀提取图像中的角点,然后采用金字塔光流算法进行角点匹配,最后通过改进的RANSAC方法求出仿射变换参数。实验表明,该方法能够实时对航拍视频进行拼接,具有更高的准确性。     

基于机器视觉的施工现场钢结构焊缝坡口识别

基于线结构光视觉传感技术建立了一种适用于施工现场钢结构焊缝坡口识别方法.以南京某超高层建筑钢结构为工程背景，首先设计开发了适用于施工现场的图像采集装置，通过识别算法从采集图像中截取结构光线条感兴趣区域图像；其次，提出了基于分组教学优化算法-大津法(GTO-Otsu)的图像局部阈值分割方法，实现了结构光线条与背景的有效分割；然后，构建了线性结构元素用于修复结构光线条断裂区域；最后，通过比较相邻像素点的灰度和与一阶差分值的方法提取了结构光线条中心线及特征点坐标，并建立了像素转化方法，完成特征点像素坐标的转换，实现坡口几何尺寸测量.3组施工现场钢结构焊缝坡口图像处理和识别结果表明了该方法的准确性与适用性.     

棋盘格图像角点坐标亚像素提取方法

针对基于视觉测量的物体位姿测量系统要求标定系统精度较高的需求,提出了一种自动识别和亚像素提取黑白平面棋盘格模板图像内部角点的方法.该方法在详细分析了棋盘格图像局部特性的基础上,建立了准确高效的改进SUSAN角点检测算法和精确的亚像素级提取角点坐标的方法,计算出总体标定误差为0.2个像素.通过实验验证了该算法的可行性和有效性,能够为高精度标定系统提供可靠数据.     

基于结构光成像的乳房3维重建系统

建立了基于结构光3维成像技术的乳房3维形态重建系统.使用结构光照射乳房并利用CCD进行2维图像采集;建立2维结构光图像到3维坐标的算法;通过计算机程序计算获得乳房3维坐标并进行可视化再现.实现了计算机辅助图像自动采集、3维坐标解析、乳房形态3维动态显示等功能.该系统可以准确地再现乳房的3维形态,为合理设计乳房再造手术方案和术后效果评估提供了有效手段.     

成排连铸坯端面中心坐标视觉自动提取方法

为了实现成排连铸坯端面机器人贴标时各连铸坯端面中心坐标的快速提取,提出了先提取连铸坯端面图像角点像面坐标,再计算各连铸坯端面中心像面坐标的研究方案。首先,提出了一种改进型SUSAN角点检测算法,解决了图像中相邻连铸坯端面图像边界间距离过小和连铸坯端面图像角为弧形角所造成的角点漏检问题;然后,提取角点的像面坐标,并确定各封闭区域所包含连铸坯端面个数;最后,采用一种倾斜连铸坯端面图像中心像面坐标的提取方法,计算各连铸坯端面中心像面坐标。应用以上方法进行成排连铸坯端面机器人贴标实验,实验结果表明,连铸坯端面水平和竖直方向贴标位置误差范围分别为-0.625～0.850 mm和-0.550～0.875 mm,完全满足企业对多根连铸坯端面自动贴标位置误差允许值1 mm的要求。所提视觉方法在理论和实际应用上都是可行的,不仅为连铸坯端面贴标机器人提供了准确的贴标位置,而且为矩形图像元素的中心坐标提取提供了一种可靠的方法,具有一定的应用价值。