视觉测量

摘要： 针对龙门机器人的视觉定位问题,提出了基于半物理仿真的龙门机器人视觉测量实验系统.该系统基于Unity软件平台开发,构建了虚拟龙门机器人木工加工场景,用相机采集投影仪投影的虚拟仿真场景,模拟实验条件,实现了对虚拟场景下龙门机器人末端相对位姿的求解.本实验首先在虚拟场景下设置虚拟棋盘格,并控制棋盘格位姿变换,通过分析半物理实验条件下的相机标定流程,利用张正友标定法对虚拟相机、工业相机和投影仪的联合内参进行了求解.然后在虚拟场景中的机器人和目标工作台上设置标志物,利用工业相机采集投影图像,通过基于圆形特征的目标位姿测量方法计算出了机器人末端与目标工作台的相对位姿.最后进行了精度测试实验,对比了不同特征提取算法和不同工作距离下的实验误差,验证了所提出的半物理视觉测量系统的准确性,并对系统的误差来源进行了评估.实验结果表明,本文提出的方法可以辅助进行龙门机器人视觉定位测试,对设计木工家具制造场景下的龙门机器人视觉定位系统具有指导意义.

摘要： 在介绍数字梯度敏感(Digital Gradient Sensing,DGS)方法与数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法原理的基础上,将2种方法相结合以扩展数字梯度敏感方法的测量领域,设计提出透明材料的应力梯度场与位移变形场同步测量系统。荧光散斑方案解决散斑靶标与试件表面散斑场的成像冲突问题,3CCD彩色相机方案解决2种散斑场的图像采集问题,通过开展三点弯曲实验进行数据分析以及精度对比,验证了同步测量系统的可行性与有效性。

摘要： 文章针对煤矿井下巷道掘进产生大量粉尘影响司机视线的问题,提出了悬臂式掘进机可视化辅助截割系统设计方案,对断面形成与截割头运动轨迹分析,并给出可视化辅助截割系统软件流程。解决了井下巷道掘进作业中司机视线不良的问题,对可视化辅助截割的进一步发展有重要意义。

摘要： 离群点可显著影响椭圆拟合的结果。针对这一问题,提出了一种基于截断最小二乘法和两种基于双点移除法的改进椭圆拟合算法。截断最小二乘法由随机采样开始,在每次迭代中选择当前拟合残差最小的数据点作为下一次迭代时的被拟合点集,并最终收敛于占据点集主体的非离群点的拟合结果;双点移除法则从完整的待拟合点集开始,每次移除拟合残差为正负最大值的一对数据点,直至剩余点的数量不超过给定比例。在实际零件的图像集上,对所提的3种算法及现有的对比算法进行了实验。结果表明,当所保留的椭圆点数较少时,两种基于双点移除法的算法的拟合精度最佳,但运行时间比基于截断最小二乘法的拟合方法长;就算法的最优性能而言,基于截断最小二乘法的改进椭圆拟合算法具有最佳的拟合精度与时间性能,其形状-位置匹配精度可达0.62像素,朝向角匹配精度可达0.6°,平均运行时间为6.5 ms。此外,所提3种算法均具有参数少、意义直观、算法性能对参数不敏感的优点。实验结果表明了所提改进椭圆拟合算法特别是基于截断最小二乘法的算法的有效性。

摘要： 恶劣环境下的低质图像会严重影响基于视觉的位移测量效果。图像超分辨率重建有望能改善图像质量、突出目标特征以提高测量精度和可靠性,进而应用于视觉测量场景。故提出了一种关注细节特征的图像超分辨率重建算法,该算法设计了一个角点增强支路,并通过角点损失函数进行约束实现对角点信息的增强,此外增加边缘损失函数提升边缘的重建效果。实验结果表明,该算法在客观评价指标上表现优异,视觉效果上取得了更加清晰的纹理细节,设计的验证实验证明,该算法重建的边缘与角点更加准确,对目标定位有一定帮助,适用于视觉测量应用场景。

摘要： 针对雷达系列空空导弹人工对接舱段过程中存在的劳动强度大、效能低、装配成功率不高等问题,基于导弹舱段自动对接系统,研究舱段间轴线识别及定位销与定位槽角度偏差精确测量方法。通过对导弹舱段对接过程中装配对象识别与精确测量、位姿调整、末端执行机构精准执行等关键工艺过程进行分析,采用三坐标测量机对舱段间轴线进行识别与测量,并提出一种基于归一化图像匹配算法,实现定位销与定位槽的角度偏差精确测量。实验结果表明,偏差测量方法可满足系统对接精度要求,能够实现空空导弹自动化对接生产。

摘要： 目前,计算机视觉技术进行视觉测量、目标检测时,存在准确度和运算效率低的问题。因此,本文提出人工智能的计算机视觉分析。选择互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器与发光二极管(Light Emitting Diode,LED)光源共同采集图像;面对图像采集时出现的质量降低问题,引入欧式变换模型变化图像坐标、邻居平均滤波两种算法去除图像噪声,并在此基础上进行标准化图像处理;选择人工智能技术中的机器学习设计计算机视觉技术算法,实现基于人工智能的计算机视觉技术。实验结果:此次研究技术具有较高的视觉测量和目标检测准确率和效率。

摘要： 为提升机械臂系统对环境的感知能力,针对机械臂多工位精确对准问题,提出了一种具有远近视距引导的机械臂多工位对准技术。首先构造具有远近视距的两目视觉配置,并与机械臂构成Eye-in-hand视觉反馈系统。然后标定两目视觉的内外参数和手眼关系变换矩阵。通过离线先验局部对准方式,建立各工位的任务表。提出了三阶段对准策略,即多工位作业起始位姿获取、全局相机的初定位和局域相机的精对准,使得机械臂能在多个工位下实现末端工具与目标的精确对准。通过多位置孔轴对准实验验证了本文方法的可行性。单个孔位重复对准标准差角度不超过0.015°,位置不超过0.078 mm,三阶段对准实验结果表明,角度误差小于0.05°,位置误差小于0.17 mm。

摘要： 四门两盖是汽车车身的关键组成部分,不仅对整车外观有重要影响,而且在密闭性、操作流畅性以及风噪控制等方面也有着不可忽视的作用。对车身上四门两盖间隙特征、面差特征的质量控制既决定了整车的性能,又在一定程度上体现了汽车制造业的装配制造工艺水平,因此通过一定技术手段与专业设备,对四门两盖的间隙特征、面差特征进行精确和有效的测量具有极其重要的意义。本文提出了一种基于多线结构光与多机器人协同的白车身间隙面差在线测量系统,阐述了多线结构光测量传感器的测量方案与基于该三维传感器的多机器人协同在线检测系统方案。为了准确测量间隙、断差,通过协作机器人控制4台3D相机运动,分别对四门两盖的轮廓进行扫描检测,实现了对白车身四门两盖的间隙特征和面差特征的快速、精密和稳定检测。

摘要： 针对传统的相机内参矩阵和相机位置参数标定方法较为繁琐复杂且与相机内参标定互相割裂的痛点,本文设计了一种基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定方法,利用采集得到的不同位姿关系下标定板图像以及对应的末端机器人末端执行器位姿数据,解算视觉位姿测量过程中涉及到的不同坐标系间位姿转换关系,一次性完成相机内参标定和相机位置参数标定。本文方法可以为类似视觉位姿测量中视觉测量单元的标定提供参考。

摘要： 对国内外机器人视觉测量技术的发展现状进行了阐述和分析,提出了智能机器人视觉测量系统的组成,并阐述了智能机器人视觉测量的三个关键技术,即机器人视觉测量路径规划技术、伺服控制技术和三维测量技术.对智能机器人视觉测量技术进行了展望,提出了多机器人协同视觉测量技术、人机协同视觉测量技术、移动机器人测量技术、机器人视觉测量与机器人智能制造一体化技术等智能机器人视觉测量技术的未来四个发展方向.

摘要： 随着铁路运输向高速、高密度、重载方向发展,列车轮对磨损问题日益严重,这不仅会加剧轮对结构部件的损伤,导致较高的铁路运输成本,而且会影响铁路运输安全,甚至造成重大事故.为此,本文围绕轮对几何参数高精度视觉测量中两大关键技术进行深入研究,主要包括车轮轮径以及磨耗参数高精度测量.同时,通过现场验证各关键技术在实际测量中的可行性与重要应用价值.有力地证明了我国铁路装备研制的科研实力,也为后续大力发展创新性研究起到指导性作用.

摘要： 车轮定位是保证汽车行驶安全性和经济性的重要因素,建立精确测量模型以实现全部车轮定位参数非接触准确检测,对解决日益严峻的交通安全问题具有重要理论意义和应用价值.汽车主销是处于空间一般位置的虚拟轴线,因此建立基于视觉测量机理的主销倾角精确空间检测模型并构建汽车底盘尺度的三自由度全局高精度标定系统是汽车检测领域亟待解决的关键问题.本项目旨在研究主销倾角等车轮定位参数的空间测量模型及三自由度全局标定模型,为精确测量和全局标定提供理论依据和方法指导.

摘要： 根据高超声速风洞颤振试验的要求和特点,在分析了CARDC中Φ1m高超声速风洞试验现场影响视觉测量技术测量精度主要因素的基础上,提出了基于视觉测量技术的颤振模型姿态测量方案.方案中,将视觉测量系统安装在试验段内,可解除风洞试验现场对系统光路结构的限制;通过合理的硬件保护与减振装置和采用系统外部参数自校正的数据处理方法,有效提高了系统的测量精度.最后搭建了系统,完成了试验,试验结果表明,在测量范围为1000mm×1000mm×1000mm、相机分辨率为1k×1k像素时,系统的测量精度优于0.1mm,满足了后续颤振分析的需求.

摘要： 计算机视觉测量应用于复杂柔性产品测量时,缺乏有效的复杂局部轮廓测量点集匹配方法.针对复杂局部轮廓点集匹配问题,本文基于图像形状特征,提出了一种针对图像局部轮廓的三角结构匹配方法.该方法使用了形状三角形的特征描述方法,利用向量夹角排除错误区域,然后通过三角形方向角的内角和最小得到最优的匹配轮廓点集.本文以柔性汽车密封条的计算机视觉测量为例,进行了实验验证.实验结果表明该方法稳定性好,实现了较有效的匹配和测量.

摘要： 为实现微热弯成形系统中微位移的高精度测量,构建了微位移计算机视觉测量系统。应用Matlab编写摄像机标定程序并计算摄像机的内外参数,利用OpenCV对被测对象的图像进行灰度化、二值化和Canny边缘提取,采用序贯相似性检测算法(SSDA)进行模板匹配,实现了热弯曲成形过程中模具与工件位置微位移的实时在线检测。实验结果表明,该系统对微位移的测量具有操作简单、高效的特点。

摘要： 本文主要以多旋翼飞行器为主体,论述其自动导航的视觉自动跟踪系统.基于视觉测量原理对小型无人机标志点进行检测并跟踪,构造了结合自动驾驶仪、GPS和超声波测距等多传感器的无人机跟踪系统对飞行器的姿态和导航进行控制.本文讨论的应用技术可以用于多旋翼飞行器的飞行控制模型机和飞行控制算法的研究,在民用无人机领域拥有广阔的市场前景.

摘要： 基于在利用由2台经纬仪组成的空间三维坐标测量系统进行几何量测量的过程中，经纬仪的垂直角读数在特定位置会产生系统误差，并对精度带来不利影响，以空间三坐标测量系统作为研究对象，利用空间交汇原理建立了待测点坐标以及待测距离与经纬仪观测角的数学模型，分析了系统误差产生的原因。提出将系统误差作为非线性项，通过选取满足误差存在条件的数据训练网络令其逼近非线性函数，激励网络从而对系统误差进行有效控制和补偿。在仿真中根据精度指标不断优化BP神经网络的权值，获得了较好的神经网络参数配置。实验中补偿后测量结果与理论计算值较吻合，说明了这一方法的有效性。

摘要： 视觉测量与目标定位在机器人领域有重要的研究价值。本文给出了一个双嵌入式节点的立体视觉定位系统，其中嵌入式视觉节点以S3C2440A微处理器为处理模块、CMOS摄像头为采集模块，同时采用zigbee模块用于实现视觉节点之间的无线信息传输。视觉节点采用帧间差分和目标区域检测模板从其获取的图像中寻找运动目标质心，在此基础上，结合来自另一视觉节点传来的目标质心信息，根据立体视觉模型，采用最小二乘法求解出运动目标空间位置。嵌入式视觉定位系统通过实验进行了验证。

摘要： 针对三维立体标定靶标存在制作困难、成本较高,标定控制点的提取和识别需要人工干预等弱点,设计了一种以编码标志为控制点的双平面立体靶标,并将其用于相机的标定,以提高相机标定的自动化程度.该靶标将两个标定平面平行放置,相机能够同时以较小的视点观测,透视畸变小;通过编码标志能够实现标定靶标的自动识别,无需人工干预.实验结果表明:在光照条件和观测视角存在较大差异的情况下,能够实现标定靶标的可靠、正确识别,将该标定靶标用于立体相机的标定,重投影误差小于0.075pixel,三坐标测量误差小于1mm.该靶标减少了标定过程的复杂程度,具有一定的工程应用价值.

摘要： 提供一种立体视觉测量系统和方法。该系统包括主控装置和至少两个协同装置，主控装置与至少两个协同装置通信连接，并被配置为控制各协同装置；各协同装置为可移动装置，并带有图像获取部；各协同装置被配置为在标定阶段获取第一场景的第一图像和第一图像的第一图像信息，并将第一图像和第一图像信息发送给主控装置，各协同装置还被配置为在测量阶段获取第二场景的第二图像和第二图像的第二图像信息，并将第二图像信息发送给主控装置，主控装置被配置为在标定阶段获取各图像获取部的参数信息；主控装置还被配置为在测量阶段根据参数信息和第二图像信息获得第二场景的三维重建信息。可实现长距离/距离可调的多图像获取部的立体测量。

摘要： 本发明提出一种视觉测量定位系统，其应用于一视觉测量定位装置上，视觉测量定位装置包括：载料治具；机械手；摄像头；处理器，适于实现各指令；存储设备，适于存储多条指令，指令适于由处理器加载并执行：控制载料治具将具有倾斜预设角度放置的工件绕中心轴转动以使所述工件水平放置；控制机械手带动摄像头移动至到工件的中心轴具有预设距离的位置，且中心轴垂直于摄像头的光心及工件的加工或者组装位置点所在的平面；控制摄像头对水平放置的工件拍摄照片；根据拍摄的照片及预设角度计算出工件的加工或者组装位置点相对于摄像头的光心的空间坐标。上述视觉测量定位系统定位效率高。本发明还提出了一种视觉测量定位方法及存储设备。

摘要： 本申请公开了一种视觉测量仪和视觉测量方法,其中视觉测量仪包括：机身，水平度盘，垂直度盘，镜头，图像传感器以及水平传感器，水平方向调节旋钮，垂直方向调节旋钮；水平度盘的中心轴和镜头的主光轴均分别垂直于垂直度盘的中心轴，并且水平度盘的中心轴、镜头的主光轴和垂直度盘的中心轴相交于一点，镜头的主光轴与图像传感器的像平面垂直相交，图像传感器的感光单元阵列的行阵与垂直度盘的中心轴平行，图像传感器的感光单元阵列的列阵与垂直度盘的中心轴垂直，水平传感器的中心轴与水平度盘的中心轴平行。本申请具有非接触、高精度、高效率的特点，并且大大提高了摄影测量的精度。

摘要： 本发明涉及一种基于视觉测量的群孔垂直度检测系统，包括：工业相机、基准定位装置、冷光源和垂直度检测系统；待测件有两个相互平行的基准平面，群孔均匀分布且贯穿在两个基准平面之间；工业相机正对基准平面，在冷光源的照明下获得两侧群孔的清晰图像；基准定位装置安装在基准平面上；垂直度检测系统通过基准定位装置校正群孔的图像，并通过图像计算出两组群孔的坐标数据，由两组坐标数据计算出群孔的垂直度。还涉及一种基于视觉测量的群孔垂直度检测方法。本发明具有结构简单、操作方便、效率高、误差小的优点，属于测量技术领域。

摘要： 本申请提供一种基于视觉测量的嵌入式引伸计和双轴视觉测量方法，应用于光测实验力学、三维数字图像技术领域，其中嵌入式引伸计包括平台机构、图像采集单元和图像处理单元，所述图像采集单元和所述图像处理单元设置于所述平台机构中，所述图像采集单元包括镜头和相机，所述图像处理单元包括嵌入式的处理器，所述处理器与所述相机电连接。通过在试样的轴向上布设标记点，且横向上无需布置其他特征标识，从而可将视觉测量中的图像采集和图像处理集成于一体构成嵌入式引伸计，可基于视觉对双轴加载试验中材料变形进行全自动变形测量，结构紧凑，成本低，可灵活应用于不同测量场合中。

摘要： 本发明提出一种视觉测量定位系统，其应用于一视觉测量定位装置上，视觉测量定位装置包括：载料治具；机械手；摄像头；处理器，适于实现各指令；存储设备，适于存储多条指令，指令适于由处理器加载并执行：控制载料治具将具有倾斜预设角度放置的工件绕中心轴转动以使所述工件水平放置；控制机械手带动摄像头移动至到工件的中心轴具有预设距离的位置，且中心轴垂直于摄像头的光心及工件的加工或者组装位置点所在的平面；控制摄像头对水平放置的工件拍摄照片；根据拍摄的照片及预设角度计算出工件的加工或者组装位置点相对于摄像头的光心的空间坐标。上述视觉测量定位系统定位效率高。本发明还提出了一种视觉测量定位方法及存储设备。

摘要： 本申请公开了一种视觉测量仪及一种视觉测量方法,其中视觉测量仪包括：机身，水平度盘，垂直度盘，镜头，图像传感器以及水平传感器，距离传感器，水平方向调节旋钮，垂直方向调节旋钮；水平度盘的中心轴和镜头的主光轴均分别垂直于垂直度盘的中心轴，并且水平度盘的中心轴、镜头的主光轴和垂直度盘的中心轴相交于一点，镜头的主光轴与图像传感器的像平面垂直相交，距离传感器的测距光轴与镜头的主光轴平行或重合、并与水平度盘的中心轴相交布置，图像传感器的感光单元阵列的行阵与垂直度盘的中心轴平行，图像传感器的感光单元阵列的列阵与垂直度盘的中心轴垂直，水平传感器的中心轴与水平度盘的中心轴平行。本申请具有非接触、高精度、高效率的特点，并且提高了摄影测量的精度。

摘要： 一种微流量视觉测量装置及视觉测量方法，所述微流量视觉测量装置包括液体输入装置、液体传输管径、取像装置、数据处理模块、计算模块及数据输出模块，其中，所述液体输入装置用于提供液体的输入；液体传输管径用于传输液体；取像装置用于对液体传输管径中的液位在t时刻及t+1时刻进行取像；数据处理模块用于对取像装置获取的图像信息进行处理，并将图像信息转换成像素值，进而获取t时刻及t+1时刻的图像像素矩阵；计算模块用于将数据处理模块获得的t时刻及t+1时刻的图像像素矩阵差进行计算，得到液体传输管径中的液位变化值Δh，进而计算得到液体传输管径中液体的瞬时流量L；数据输出模块，用于将瞬时流量L传输出去。

摘要： 提供一种立体视觉测量系统和方法。该系统包括主控装置和至少两个协同装置，主控装置与至少两个协同装置通信连接，并被配置为控制各协同装置；各协同装置为可移动装置，并带有图像获取部；各协同装置被配置为在标定阶段获取第一场景的第一图像和第一图像的第一图像信息，并将第一图像和第一图像信息发送给主控装置，各协同装置还被配置为在测量阶段获取第二场景的第二图像和第二图像的第二图像信息，并将第二图像信息发送给主控装置，主控装置被配置为在标定阶段获取各图像获取部的参数信息；主控装置还被配置为在测量阶段根据参数信息和第二图像信息获得第二场景的三维重建信息。可实现长距离/距离可调的多图像获取部的立体测量。

摘要： 本实用新型公开了三维视觉测量装置及助力车/自行车三维视觉测量装置，三维视觉测量装置包括手持接触式表笔、摄像系统和控制系统；助力车/自行车三维视觉测量装置，包括支撑平台以及设置于所述支撑平台上的对正装置、夹紧装置和三维视觉测量装置；所述对正装置通过激光发射器发射射线并照射在待测车辆上，所述夹紧装置夹紧待测车辆，本实用新型减少人工的操作时间，并且提高了测量的精度。