双目视觉

摘要： 高超声速风洞试验中,模型的姿态信息是试验数据是否可靠的重要判断依据,其测量精度对试验结果有着重要影响。双目视觉测量系统能测量高超声速风洞自由飞试验模型的姿态参数,通常将其放在风洞试验段外,通过试验段壁上窗口玻璃观测试验段内部的模型。然而,窗口玻璃产生的成像畸变将降低系统的测量精度。为此,本文提出了窗口玻璃成像畸变校正下的自由飞模型姿态测量技术。通过对窗口玻璃折射造成像面畸变进行建模,提出基于标记点线性拟合的校正方法,快速减小成像畸变。在此基础上,在Φ1 m高超声速风洞试验现场搭建了视觉测量系统。试验结果表明:当测量范围为1 m×1 m×1 m时,测量精度优于0.5 mm,并完成了自由飞试验模型六自由度姿态的测量工作,满足气动数据分析的要求。

摘要： 随着工业制造技术和加工工艺的提高和改进,传统的人工配合双目视觉机械设备连铸浇钢工艺流程已经无法满足现代工业的数字化和智能化生产发展和需求。以三维(3D)成像技术、多维感知系统技术结合机器人或机械设备为代表的智能装备,正成为制造业数字化和智能化发展的主流。钢铁工业场景生产环境复杂,存在很多的危险源,对操作人员的人身安全构成很大的威胁。因此,使用可精准进行三维定位的飞行时间(TOF)相机配合连铸机器人系统在浇钢连铸自动化场景的应用,在提高生产效率的同时,可以不受环境的干扰,能够在一定程度上替代只依赖于人工配合机械设备的连铸浇钢传统工艺流程。

摘要： 自动化运输机械在丘陵山区的应用可以节省大量农业生产所需劳动力,多种因素的影响使得精确引导路径比较困难,很大程度上制约了自动化运输机械的推广使用。对基于双目视觉的机器人定位与导航算法进行研究,建立丘陵山区道路图像处理模型,强化对阴影的识别与信息的融合,有效将道路和周边环境区分开来。考虑到道路图像形状特征不明显且灰度值差异小的特点,提取道路区域中心点为统计量,经过平滑处理作为立体匹配的几何基元。利用极面约束和单应矩阵进行匹配和三维重建,最终获得丘陵山区田间运输道路自主导航路径。将提出的算法应用于自主机器人运输载体中进行复杂道路和起伏道路试验,结果表明,道路实际中线和自动轨迹平均偏差为0.031、0.069 m,这对道路识别和三维导航的研究具有一定的参考价值。

摘要： 针对飞机蒙皮的化学铣削加工区域轮廓的测量问题,构建了一套基于双目视觉的测量系统。以双目相机作为视觉传感器,结合光源系统和多曝光融合算法得到融合图像,基于Canny算法和双三次插值法提取亚像素轮廓,通过基于ZNCC的立体匹配,最终实现化铣区域轮廓三维重建,获取区域的轮廓信息。实验结果表明,提出的系统具有较高的测量精度,显著提升了测量效率,其稳定性与精确性满足飞机蒙皮检测要求。

摘要： 自然场景下苹果采摘对目标的精准识别和三维定位是苹果智能采摘设备的关键技术。融合YOLOv3算法和双目视觉技术,通过YOLOv3算法对多种自然场景下的样本进行训练,构建识别模型,利用双目视觉获取苹果图像,运用YOLOv3模型得到图像中目标苹果的二维坐标,再利用双目视觉视差原理得到深度坐标信息,从而实现对目标苹果的三维空间定位。将该算法应用于不同自然场景下苹果的识别和定位,并进行识别效果和定位精度的评价。结果表明,在光照不均、果实上存在阴影并且存在相互遮挡的情况下,最小相对误差为0.193%,最大相对误差为3.670%;在夜晚光照不足且存在相互遮挡的情况下,最小相对误差为0.831%,最大相对误差为4.417%;有露水在苹果表面形成反射并且果实存在相互遮挡的情况下,最小相对误差为0.176%,最大相对误差为4.205%;在光线较弱、阴影小、存在遮挡时,最小相对误差为0.168%,最大相对为误差3.776%。研究中所运用的算法只需适量样本就可以满足不同场景下的识别和定位训练,在不同场景下的mAP(mean Average Precision)达96.60%。该算法具有较强的稳定性,能够识别重叠、夜间、光照折射等不同应用场景下的目标苹果,能够较好地满足智能机器人在识别定位方面的精度需求。

摘要： 针对现阶段核反应堆容器检测平台视觉定位系统定位精度低,需人工参与等问题,研究了一种基于双目视觉与线结构光的精确定位方法。首先在核反应堆容器检测平台定位系统即有平台上搭建了精确引导系统,其次采用最小二乘法对设计的标定辅助件进行空间圆拟合实现探头轴线的标定,并基于空间公共特征点奇异值分解的方法实现了全局坐标系的统一,然后利用双目视觉结合线结构光的方法对被测贯穿件轴线进行了测量,最后对精确引导系统的测量精度进行了实验。实验结果表明:精确引导系统的定位精度为0.897 mm,提高了检测平台定位精度,实现了核反应堆容器检测平台的自动定位。

摘要： 混凝土搅拌站生产过程具有连续性,骨料通过皮带轮持续输送到料仓。当料仓骨料不足或溢料时,需及时进行补料或溢料控制。传统的接触式料位传感器易磨损、误差大,带来了安全隐患。为此,本文提出一种基于双目视觉的非接触式连续料位检测方法。针对物料表面曲面连续、相邻点之间高度不会突变的特征,采用基于料堆点云深度值的分布统计法实现点云异常点的辨识和修正。同时,针对料仓壁与料堆接触区域颜色、点云高度相近,导致二者难以准确分割的问题,提出一种基于区域颜色相似度和点云深度相似度动态加权法的物料分割法,实现了料堆的准确提取。最后,结合时间窗口进行曲面高度滑动平均及曲面积分,实时获取料堆的体积、物料消耗率,实现物料的自动补料及防止溢料。

摘要： 为监测液体运载火箭箭体长期储存状态下的晃动情况,保证产品的安全稳定,提出一种基于双目视觉测量的箭体晃动在线监测方法。利用全站仪等设备对像机内、外参数进行高精度标定;测量在箭体坐标系下同一标识点不同时刻的精确坐标;通过不同时刻标识点的坐标变化及约束条件构建方程组并求解位姿变换参数,进而得到实时箭体晃动量。实验验证结果表明:单个标识点最大测量误差、总偏差分别为0.026 mm和0.079 mm,能够有效满足箭体晃动在线监测的实际需求。

摘要： 为便于多自由度的机械臂识别抓取特定包装,对包装外边缘轮廓精确定位,强化机械臂作业系统对包装的外边缘轮廓抓取精度与视觉特征识别。基于双目机器视觉中的SURF特征点的定位,提高检测系统的图像信息收集精度,确定复杂环境下的目标包装物边缘标定核心识别定位要点。在传统单眼视觉的基础上,进行双目视觉SURF特征点的应用建设分析。以实际复杂环境下的瓶类包装为例,论证该类包装外边缘的特征提取方法,进行SURF局部特征提取结果对照试验。结果表明,基于双目视觉的SURF特征点以及优化措施,较单目识别定位CDF值降低了约46%,为机械臂在视觉复杂环境下的目标包装物标定方式建立,提供更加精确的识别方法,满足复杂环境下目标包装物识别作业的有效定位要求。

摘要： 针对特征立体匹配方法只能得到稀疏视差以及弱纹理匹配率低以及视差精度不足导致视差连续处不平滑而呈阶梯状等问题,提出一种改进的特征立体匹配算法.对预处理后的左右图像提取特征并进行特征匹配,再经过筛选获取准确的匹配点对;将得到的稀疏匹配点对作为种子点,依据视差连续性与极线约束准则建立一维搜索空间,利用积分图简化的快速零均值归一化互相关系数作为相似度量函数,通过双向匹配策略实现区域生长,大大提升匹配准确性的同时降低算法复杂度;通过亚像素拟合和加权中值滤波后处理提升视差精度,去除视差阶梯分层、噪声和条纹现象.Middlebury数据集实验结果表明,本算法得到了准确性更高且稠密的视差,提高了弱纹理区与深度不连续处的匹配效果以及整体视差精度,同时具有很强的鲁棒性,能抑制一定亮度差异和噪声的影响.

摘要： 针对管路位姿测量过程中管路的无纹理、少特征等难点,提出了一种基于双目视觉的管路位姿精确测量方法.首先,利用双目视觉原理从二维图像中计算管路的初始位姿;然后利用基于边缘像素点的位姿优化算法建立3D-2D的投影映射关系,通过优化边缘像素点到投影模型边缘的距离,对投影模型边缘和图像边缘进行拟合,从而实现管路初始位姿的优化.本算法仅在投影模型边缘的一定区域内选取具有高灰度值梯度的像素点,从而增强算法的鲁棒性并提高计算效率.测量实验表明,该方法测量精度较高,且操作简单、测量时间只需2-3s,可有效提高管路位姿的测量精度及效率,满足工业应用需求.

摘要： 大尺寸空间测量是现代大型机械制造业中亟待解决的关键技术之一，它涉及航空航天、造船工业、汽车制造、港口机械等诸多工业领域。其中双目视觉方案为常用技术方案，但双目视觉系统不能满足系统要求，因此增加激光测距进行精度补偿。融合图像处理模块和激光测距模块的信息，经过数据融合算法，得到靶标的精确坐标值。此系统的成功应用,解决了特制相机带来的固有误差、双目视觉系统测量误差大及综合误差无法修正等问题,从而解决系统测量精度低的问题.

摘要： 针对双目视觉手术导航系统中两摄像机采集图像不同步问题,利用图像传感器MT9V032搭建了一套双目视觉系统进行图像采集,FPGA作为核心处理芯片.通过FPGA产生MT9V032图像传感器的同步采集时序,控制两传感器的同步曝光,并自主设计FPGA控制电路,实现等长信号线,进一步提高采集信号的同步性.实验结果表明,系统工作稳定,两摄像机采集图像具有很高的同步性.

摘要： 无人机产业飞速发展并在城市环境中得到广泛应用.但城市密集楼宇、管线环境下需要无人机高精度、高连续的时空保障.城市间的不明干扰导致GPS失效,因此本文将无人机与双目视觉相结合对位置和姿态信息进行恢复,提高单机自主定位的时空保障能力.针对无人机在城市中复杂管线环境下的自主定位问题,根据线路的重复低纹理特性和目前通用区域匹配算法运行时间长等问题,将单帧图像中提取的线特征转换为连续帧参数空间中的点特征,实现了对线特征的稳定跟踪,并设计了两层图像金字塔分层匹配结构,将算法运行时间缩短了48％.通过连续帧下视觉自主跟踪实验分析了无人机自主导航时姿态角的调整情况,实验结果表明在强光与弱光工作环境下,算法仍具有较高鲁棒性.针对无人机执行任务后的对地自主回收需求,研究了组合地标的视觉识别算法和空间位姿获取算法.最后完成近地面双圆环地标和远距离移动ArUco地标的对地自主定位,实现了无人机空地协同任务的连续性和鲁棒性,为城市复杂环境下的无人机自主导航提供了理论基础和技术验证.

摘要： 针对岩质隧道中结构面产状测量中,传统人工测量方法效率低下且风险较大的现状,应用近景摄影测量方法对岩体结构信息进行采集,结合双目摄影原理进行掌子面岩体表面三维模型的构建,通过人机交互方式进行岩体结构面标识,并基于模型对岩体稳定性进行了分析.

摘要： 在深空或空间小目标的探测中,需要利用脉冲式激光雷达测量与目标之间的距离.当距离目标由几十千米到几十米范围变化时,探测器接收到的光通量动态范围达60dB以上.激光测距仪具有指向性好、空间分辨率高等特点,可以精确测定到被测物体之间的距离,因此被广泛用于深空探测中.分析了双目视觉方案和激光雷达方案的可行性并提出一种双目视觉和激光雷达结合的动态大范围测量系统.阐述了此系统的工作原理,分析其关键技术,实验论证其可行性.

摘要： 滑水运动是人借助动力的牵引,在水面上"行走"的水上运动.在比赛中,滑水者要平稳地落在水面上并保持一定距离的滑行姿态,才被确定为一次成功的跳跃,并且裁判会以运动员的着水点到跳台斜坡顶端垂直面的距离来测算运动员的成绩,距离远者为优胜者.应用双目立体视觉测距技术、视频采集技术，基于OpenCV计算机视觉库的使用，以面向对象编程语言C#进行程序设计，开发出一套精度较高的双目滑水跳跃测距系统。可以在比赛现场通过双目摄像机采集视频,经计算机处理,判定运动员跳跃的距离(成绩).相比单目测距系统而言,此测距系统能有效提升测量精确度,提升比赛的公平性、公正性.

摘要： 文中提出一种运用结构光进行主被动融合的双目视差计算方法.该算法作用于对双目相机进行标定后,利用相机的内外参对获得的图像进行极线校正,为进行极线匹配而新生成的左右图片中.之后利用BM算法对在视场中加入结构光和未加入结构光的图片计算视差图,以证明结构光对极线匹配算法结果的重要性;引入了3种不同编码方式结构光的生成方法及其最小汉明距离(MHD).通过实验找出结构光对视差生成提升的优点和瑕疵,利用所提算法对加入结构光的图片进行计算,以减小结构光对视场中强纹理区域的影响,通过对25个实验样本的数据进行分析后总结出该改进方案的有效性.

摘要： 文中提出一种运用结构光进行主被动融合的双目视差计算方法.该算法作用于对双目相机进行标定后,利用相机的内外参对获得的图像进行极线校正,为进行极线匹配而新生成的左右图片中.之后利用BM算法对在视场中加入结构光和未加入结构光的图片计算视差图,以证明结构光对极线匹配算法结果的重要性;引入了3种不同编码方式结构光的生成方法及其最小汉明距离(MHD).通过实验找出结构光对视差生成提升的优点和瑕疵,利用所提算法对加入结构光的图片进行计算,以减小结构光对视场中强纹理区域的影响,通过对25个实验样本的数据进行分析后总结出该改进方案的有效性.

摘要： 文中提出一种运用结构光进行主被动融合的双目视差计算方法.该算法作用于对双目相机进行标定后,利用相机的内外参对获得的图像进行极线校正,为进行极线匹配而新生成的左右图片中.之后利用BM算法对在视场中加入结构光和未加入结构光的图片计算视差图,以证明结构光对极线匹配算法结果的重要性;引入了3种不同编码方式结构光的生成方法及其最小汉明距离(MHD).通过实验找出结构光对视差生成提升的优点和瑕疵,利用所提算法对加入结构光的图片进行计算,以减小结构光对视场中强纹理区域的影响,通过对25个实验样本的数据进行分析后总结出该改进方案的有效性.

摘要： 本发明涉及计算机视觉技术领域，公开了一种双目视觉系统的三维重建方法、装置及双目视觉系统。所述双目视觉系统的三维重建方法，包括：获取双目摄像设备像素位置与场景点位置的摄像模型参数；对双目摄像设备采集的图像进行预处理；对预处理后的图像进行去模糊处理；从去模糊处理后的图像中提取图像中物体的特征点；对提取的图像中物体的特征点进行立体匹配处理，以获取图像中物体的空间离散点；以及根据摄像模型参数和空间离散点生成图像中物体的三维模型。本发明针对模糊图像通过图像预处理和去模糊处理快速获取清晰和高质量的图像，提高了特征点提取和空间离散点立体匹配的精确度，提高了双目视觉系统的三维重建的精确度、效果和工作效率。

摘要： 本发明公开了一种基于单目视觉与双目视觉相结合的垂直度检测方法，其利用单目和双目视觉相结合，以双目视觉的方式检测平面上MARK点的三维坐标，并根据MARK点三维坐标获得平面与相机的位姿关系，然后通过两个单目视觉，即双目视觉相机分开使用来检测直线在相机成像中的角度，结合平面与相机的位姿关系，计算直线与平面在两个垂直维度的角度偏差，最后根据两个垂直维度的角度偏差计算直线与平面的垂直度。

摘要： 一种双目视觉与未标定光度视觉结合的方法，它涉及一种方法，具体涉及一种双目视觉与未标定光度视觉结合的方法。本发明为了解决双目视觉与光度立体视觉结合后，在未标定光度视觉的情况下，难以获得具有较丰富细节的表面深度的问题。本发明包括两个摄像机和多个不共线的光源，光源分时向物体投射光，摄像机采集图像序列，多个光源与两个摄像机构成两个未标定光度视觉系统，摄像机与摄像机构成双目视觉系统，可获得物体表面深度，由双目视觉获得的深度出发，获取光源方向，再由光源方向获取表面法向，由深度和法向联合优化获取最优表面深度。本发明属于工业检测领域。

摘要： 本发明提供一种双目视觉系统的三维重建方法、装置及双目视觉系统，所述三维重建方法为：使用预先标定参数模型的双目摄像头获取两幅图像；基于所述两幅图像，使用YOLO目标检测算法获取目标物体图像的识别信息与检测窗口，对所述两幅图像的检测窗口作为特征点进行立体匹配，获得目标物体图像的空间离散点云；基于所述空间离散点云与所述参数模型，通过三角测绘的原理，获取实际空间中目标物体的位置坐标，以完成三维重建。本发明提供的双目视觉系统的三维重建方法，可以对目标物体进行识别，结合识别结果进行特征点匹配，完成立体视觉，从而为服务机器人完成抓取与操作任务提供必要参数。

摘要： 本发明涉及计算机视觉技术领域，公开了一种双目视觉系统的三维重建方法、装置及双目视觉系统。所述双目视觉系统的三维重建方法，包括：获取双目摄像设备像素位置与场景点位置的摄像模型参数；对双目摄像设备采集的图像进行预处理；对预处理后的图像进行去模糊处理；从去模糊处理后的图像中提取图像中物体的特征点；对提取的图像中物体的特征点进行立体匹配处理，以获取图像中物体的空间离散点；以及根据摄像模型参数和空间离散点生成图像中物体的三维模型。本发明针对模糊图像通过图像预处理和去模糊处理快速获取清晰和高质量的图像，提高了特征点提取和空间离散点立体匹配的精确度，提高了双目视觉系统的三维重建的精确度、效果和工作效率。

摘要： 本发明公开了全向单目视觉装置、全向双目视觉装置及跟踪方法，全向单目视觉装置包括：上转镜模组、下转镜模组以及相机模组；其中，上转镜模组包括上转镜，下转镜模组包括下转镜；上转镜模组中的上转镜的旋转范围在0‑360度之间，用于通过旋转上转镜的角度，将入射光反射进入下转镜模组；下转镜模组用于通过偏转下转镜的角度，将入射光反射进入相机模组，以使相机模组对目标物体成像。本发明相机始终保持不动，从而减少了机械运动产生的振动对图像的影响。相机光轴的变化由上下两转镜切换，实现了高速自由灵活切换相机视角，实现了对高动态目标的连续追踪。

摘要： 本发明公开了一种基于单目视觉与双目视觉相结合的垂直度检测方法，其利用单目和双目视觉相结合，以双目视觉的方式检测平面上MARK点的三维坐标，并根据MARK点三维坐标获得平面与相机的位姿关系，然后通过两个单目视觉，即双目视觉相机分开使用来检测直线在相机成像中的角度，结合平面与相机的位姿关系，计算直线与平面在两个垂直维度的角度偏差，最后根据两个垂直维度的角度偏差计算直线与平面的垂直度。

摘要： 本发明提出了一种小型机器人的单目视觉与双目视觉转换装置，由无线通讯摄像头、传动组件、动力组件和控制组件组成；传动组件由回转运动转直线运动组件和导轨组成，相机固定板固定在传动组件的直线运动部件上，传动组件两侧有挡板、挡板上安装有控制组件的触发开关，传动组件的回转运动部件两端通过轴承与挡板连接，回转运动部件一端穿过挡板通过联轴器与动力组件连接；控制组件包括控制电路板和分别安装在传动组件两侧挡板上的第一通路触发开关及第二通路触发开关。本发明实现小型机器人上单目双目的相互转换，从而使小型机器人的应用将更加广泛；并且双目间基线距离可调，通过调节基线距离可以获得更好的重建效果。

摘要： 本发明公开一种基于双目视觉的单目视频深度估计方法，包括以下步骤：S1，视图合成部分：利用双目数据集去训练得到数据集中双目视图之间像素点的对应关系；基于双目数据集的视差，利用输入的单目视图进行另一视点的视图估计，得到双目视图；S2，双目匹配部分：利用S1中所得的双目视图进行视差的估计，根据视差结果计算出像素的深度值；通过编码解码结构保证整体网络结构的稳定性。本发明还公开一种基于双目视觉的单目视频深度估计系统，包括视图合成网络、双目匹配网络。

摘要： 本实用新型提出了一种小型机器人的单目视觉与双目视觉转换装置，由无线通讯摄像头、传动组件、动力组件和控制组件组成；传动组件由回转运动转直线运动组件和导轨组成，相机固定板固定在传动组件的直线运动部件上，传动组件两侧有挡板、挡板上安装有控制组件的触发开关，传动组件的回转运动部件两端通过轴承与挡板连接，回转运动部件一端穿过挡板通过联轴器与动力组件连接；控制组件包括控制电路板和分别安装在传动组件两侧挡板上的第一通路触发开关及第二通路触发开关。本实用新型实现小型机器人上单目双目的相互转换，从而使小型机器人的应用将更加广泛；并且双目间基线距离可调，通过调节基线距离可以获得更好的重建效果。