双目视觉法测量接触线几何参数的误差与灵敏度分析

给出了双目视觉法测量接触线几何参数的数学模型,系统地分析了双目测量系统的结构参数和相机光学参数与测量误差及灵敏度之间的关系,并应用Matlab进行仿真计算。结果表明,双目视觉系统对接触线高度变化的灵敏度远低于对拉出值变化的灵敏度,故导高测量误差远大于拉出值测量误差。要同时提高二者的测量精度,一是通过图像处理实现亚像素分辨;二是适当增加两相机CCD光敏面中心距离2L以增大相机光轴相对垂直平面的倾斜角α,并增大相机焦距f以提高测量灵敏度,减小测量误差。     

双目立体视觉系统测量精度的分析

双目立体视觉系统的几何参数影响双目视觉的测量精度,且各几何参数间存在着一定的约束关系.通过分析双目视觉系统的几何参数及约束关系,讨论了两相机光轴和基线之间的夹角α1和α2、基线距B、投影角等几何参数对测量精度的影响,并采用Matlab软件对不同的几何参数下的测量精度进行仿真,找出最佳的几何参数范围,从而提高了双目立体视觉系统的测量精度.最后,通过试验验证了理论分析的正确性.     

双目视觉法测量接触线几何参数的图像处理方法研究

给出一种通过图像处理实现接触线几何参数测量的双目视觉方法。该方法无需激光辅助照明指引,通过对双目视觉系统中两相机采集的图像进行区域框选和平滑去噪,有效减小图像噪声和视场中承力索的干扰;利用亚像素边缘检测和最小二乘法对接触线的图像边缘进行直线拟合,提高了被测点在两相机中成像点位置的计算精度,从而提高了接触线几何参数的测量精度。测量实验表明,导高和拉出值的测量精度分别达到±4mm和±2mm,为接触线几何参数的快速高精度测量提供了一种切实可行的方案。     

射线检测中视差法定位仿真与误差分析

以双目视觉为理论基础,建立数学模型,通过X射线成像方法对试件内部缺陷进行定位。在检测过程中,使试件移动一个小的距离,获得移动前后两幅图像,用视差方法求出缺陷深度。用仿真方法对数学模型进行了验证,用误差理论分析方法对可能影响测量结果的误差进行了重点分析,给出了各误差和测量结果的关系曲线,依据分析结果提出了调整系统参数等减小误差影响的方法。     

双目立体视觉在管件回弹参数测量中的应用

在管件弯曲成形过程中,回弹对实现管件无应力装配的弯管角度和弯曲半径两个关键因素有很大影响。针对采用常规检具测量管件几何参数存在精度低、效率低、自动化程度不高的问题,提出一种基于双目立体视觉技术的测量方法,其基本思想是通过相机标定得到相机内外参数,然后对图像进行特征提取以及中心轴线的拟合和匹配,结合双目立体视觉理论计算获得管件的弯曲角度和弯曲半径,将结果与标准参数进行对比得出误差,再将误差反馈给弯管机以实现参数修正。实验表明该测量系统能实现对管件快速、稳定、精确的参数测量。     

舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响分析

为对基于雷达探测系统的舰炮弹道修正弹进行快速、准确的弹道解算及精度分析,通过建立舰船运动与雷达测量参数间的关系研究了舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响。建立了舰船摇摆角、航速、航向角及其升沉等因素测量误差对雷达测量弹道参数坐标转换精度影响的数学关系。结合扩展卡尔曼滤波预报弹道模型,计算分析了舰船运动中各因素测量误差对预报弹道落点的影响。计算结果显示:在同时考虑舰船摇摆角测量误差的情况下,与仅考虑雷达测量误差的计算结果相比较,雷达测量弹道参数的坐标转换误差和预报弹道落点误差增大了约1倍;在纵向和方向上,在同时考虑舰船航速、航向角及升沉测量误差的情况下,与仅考虑雷达测量误差的计算结果相比较,雷达测量弹道参数的坐标转换误差和预报弹道落点误差分别增大了约0.5和2倍。     

基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术

地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础。针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题,首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果,建立了地磁测量误差的参数化模型。采用ANSYS仿真软件,通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场,从而实现了对地磁场的模拟。在此基础上,将磁力仪和干扰源建到仿真模型中,通过360°旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值,然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计,最终实现了对磁场测量误差的补偿。仿真结果表明:该方法简单易行,简化了参数的求解过程,具有较高的误差补偿能力,地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特。     

流体套管温度计测温原理及其测量误差的分析

从传热学角度分析套管温度计测量流体温度的物理模型,并阐述了其测温基本原理。通过实验数据和计算结果定量分析了该方法引起的测量误差的大小,探讨了产生测量误差的可能原因及影响误差大小的具体参数,总结出减小测温误差的基本途径和具体措施,对工程实际中提高测量精度有良好的效果。     

基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术研究

地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础。论文针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题，首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果，建立了地磁测量误差的参数化模型。采用ANSYS仿真软件，通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场，从而实现了对地磁场的模拟。在此基础上，将磁力仪和干扰源建到仿真模型中，通过360度旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值，然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计，最终实现了对磁场测量误差的补偿。仿真结果表明，该方法简单易行，简化了参数的求解过程，具有较高的误差补偿能力，地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特。     

基于GSI靶标与立体视觉的双目相机结构参数标定

针对大视场双目相机结构参数标定问题,提出了一种基于GSI靶标的标定方法。相机的内参数已知,利用同名编码点在双相机像面上成像点及双目视觉测量原理,解算出双目相机的相对方位。该方法无需移动靶标,只需要双目相机同时对靶标平面拍摄一次,简单方便。     

基于标志点的多相机数字图像相关方法精度分析及土木工程中的应用

为实现土木工程构件的高精度全场变形测量,分析了基于标志点的多相机测量方法的实际精度,并将该方法用于BFRP筋海水海砂珊瑚UHPC组合梁的抗弯实验.利用编码标志点对多套双目系统的结果进行坐标统一,并通过引入拼接误差un对多相机测量结果的坐标统一精度进行定量评估分析.实验结果表明:面内位移量较小时,拼接误差un基本等同于双目系统自身的匹配误差水平,随着位移量增大,un随之增大;拼接误差的标准偏差σu始终在0.01 mm内波动,且位移量最大时拼接误差的均值u-与实际位移的相对误差仍小于0.03％,多套测量系统的坐标系统一精度满足工程需求;对于混凝土组合梁的全场位移和应变场的测量,局部位移数据与位移计数据基本吻合.多相机数字图像相关方法可以大幅提高变形测量分辨率,适合在大型土木工程构件变形测量中推广运用.     

光轴外扩式布置的双目相机图像立体校正

摘要： 针对宽视野光轴外扩式布置双目图像采集和显示系统的图像立体校正问题,利用三维重建误差,提出了一种基于双目图像视差特性的立体校正方法.在分析光轴外扩式布置双目相机图像视差特性的基础上,针对相机光心与显示投影中心间的位置误差和相机光轴与显示视轴间的角度误差,建立图像仿射变换、水平视差畸变和垂直视差的校正函数,利用一组空间采样点的三维重投影误差作为目标函数通过优化方法求解校正参数.仿真实验表明：在视轴外扩夹角为30°时,本方法可以有效地消除光心位置误差和光轴角度误差对图像视差造成的影响.真实图像校正实验表明：校正后的图像水平畸变小,在显示宽视野双目图像时,能保持正确的三维立体感.
关键词：中图分类号：文献标志码： A     

采用双相机多尺度方法的机制砂级配测量及空隙率预测

为了解决图像法难以准确测量粒径为0.150 mm以下的机制砂颗粒的问题,设计双相机多尺度测量装置,并提出一种使用形态参数预测空隙率的方法.使用基础相机和精密相机搭建测量装置,基于该装置测量机制砂的粒形参数和粒径参数,通过实验数据构建空隙率预测模型.结果表明:双相机多尺度方法的最大级配测量误差为-2.57%,构建的随机森林模型最大空隙率预测误差为0.62%,测量精度满足工程要求.     

三维姿态测量系统的安装误差

研究了倾角仪相对于电荷耦合器件的倾斜安装误差的标定方法和补偿技术.运用旋转矩阵描述了传感器之间的相对位置关系,并由此定义了3个安装误差参数,通过旋转矩阵的复合变换推导了测角系统因倾斜安装倾角仪而造成的测量误差的表达式,采用蒙特卡罗方法分别分析了3个安装误差参数对系统测量误差的影响,最后给出了3个安装误差参数的标定方法并进行了基于高精度三轴转台的安装误差补偿实验.实验证明所提方法有效地减小了倾角仪的倾斜安装误差对角度测量的影响,使系统获得了更高的测量精度.     

电子测量的误差分析及修正措施

本文较为详细地介绍了电子测量中测量误差的基本概念和表示方法,分析了电子测量的误差来源及产生的原因,研究修正测量误差的方法并提出相应的修正措施,为减小测量误差,提高测量准确度提供了有效的途径。     

一种计及参数误差的电网谐波状态估计方法

综合考虑测量误差和参数误差,提出利用总体最小二乘估计算法进行谐波状态估计.将母线分为非谐波源母线和可能有谐波源的母线,减少了未知状态变量的数目.通过IEEE-14节点谐波测试系统进行了仿真分析,验证了该方法的合理性和可行性.采用Matlab计算程序,随机抽样10 000次,分析了测量误差和参数误差都服从高斯分布时谐波状态估计算法的精度.结果表明,在考虑测量和参数2种误差的情况下,用总体最小二乘法对系统进行谐波状态估计能得到有效的估计结果.     

浅析三种常用雨量计误差

目前气象常用的雨量计有双翻斗遥测雨量计（SL2-1型雨量传感器）、虹吸式雨量计和雨量器等几种类型。根据各种雨量计的测量原理,分析了不同降水情况下所产生的误差的原因。分析发现测量误差有两方面,一是由于仪器本身的性能差异和不可避免的故障造成较大的测量误差,二是降雨强度突然变化和自然条件产生的影响造成误差。所以,雨量计产生的测量误差是不可避免的。文章提出增加备份仪器、分析每一种因素引起的误差及如何减小误差,为降水测量分析提供参考和帮助。     

基于序列图像的深空小天体探测自主相对导航误差补偿方法研究

深空小天体是典型的空间非合作目标.基于序列图像的空间非合作目标自主相对导航是实现小天体探测的重要技术手段.由于在轨环境复杂,相机不可避免地会出现测量偏差,进而影响相对导航状态估计精度.本文在充分利用相机视场内恒星序列图像的基础上,通过最小二乘法计算相机在轨标定初值,结合测量偏差状态转移模型和"恒星对"之间的星光角距测量方程,将测量偏差扩维成状态估计参数,构建了基于相机在轨误差补偿的相对导航状态估计模型.结合无迹卡尔曼滤波算法,通过序列图像的帧间信息对比进行迭代估计,获得相机测量偏差和相对导航系统状态,提高状态估计精度.仿真分析中采用2016HO3小天体作为相对导航目标,仿真结果说明了该方法的有效性,能够有效地补偿相机测量偏差,实现相对导航系统状态高精度估计,为后续开展相关任务提供了一定的技术支撑.     

电子计数器测量周期的误差分析

从电子计数器测量周期的原理出发,分析了测周误差产生的原因并指出测周误差由量化误差、时基误差、转换误差三部分组成,在此基础上提出了减小电子计数器测周误差的几种方法;为电子计数器在频率、时间间隔等参数测量时,如何减少测量误差提供了理论依据。     

基于修正系数法的复合制导交班误差分析

在复合制导体制下,导引头预定精度是影响中末制导交班的重要因素,在分析了制导交班主要误差源的基础上,提出用修正系数法对雷达测量误差造成的中末制导交班导引头预装误差进行分析。结合真实目标运动轨迹,利用此方法仿真计算了在地面制导雷达测量误差条件下中末制导交班的导引头预定方位角和俯仰角参数及其误差。仿真结果表明,修正系数法能够准确地分析多个不同参数对中末制导交班的影响,是研究导引头预定精度问题的一种有效方法。