基于射影对应的距离信息扩展原理及其应用

利用稀疏距离图象与灰度图象相结合，通过射影对应可使灰度图象特征有条件地获取距离信息，这称为基于射影对应的距离信息扩展原理。利用这些距离信息可计算物体表面平面图形的欧氏空间不变量并对景物中的物体产生假设。由于初始假设建立在可靠的基础上，并使用了带反馈的混合控制策略，使这种基于模型的物体识别定位技术具有实用的前景。本文讨论了整个方法的原理及其实施方案，并用实验验证了原理的正确性与有效性。     

基于虚拟平面的广角镜头全景拼接

基于多图像级联拼接的全景成像技术常常使用广角镜头采集源图像。针对非线性的柱面模型、球面模型拼接鲁棒性较差,以及传统平面拼接模型占用存储空间过大的问题,提出一种基于虚拟平面的广角镜头拼接算法。通过将最后显示面进行网格化,并通过虚拟平面间、显示面、原图与虚拟平面间映射关系,找到网格点与原图的对应关系;再对显示面非格点区域进行位置索引插值,完成显示面填充。还通过基于虚拟平面的移动直接线性变换进行拼接优化;并使用级联拼接实现全景。实验证明与移动直接线性变换方法相比,细节效果相当且有速度提升,比柱、球面拼接方法拼接更为鲁棒。     

数码相机定位模型研究

本文针对如何确定像的坐标和相机间的距离，设计了一个计算系统，可以算出物平面上的点对应的像点的坐标，也可以通过像点和靶标中的特征点算出数码相机间的距离．该问题的核心是用数码相机摄制物体的相片来确定物体表面某些特征点的坐标．其中涉及到几何问题与凸透镜成像问题．     

用Kinect定位平面上单一圆柱型物体

通过Kinect设备获取物体所在场景的3D点云图像,再用积分图像计算场景中点云的法向量,根据法向量Y方向分量与XOZ平面所成角度的正切阚值滤除放置物体的平面,同时利用坐标输出阏值的设定滤除其它背景点和噪点。随机采取物体点云图中任意法向量不同的两点,根据它们的法向量和坐标,用异面直线公垂线的计算方法得到圆柱体的中心轴。再用点到空间直线的距离公式计算圆柱型物体的半径。最后通过计算物体点云X,Y,Z方向坐标的取值范围,实现对物体的定位。使用采集的场景点云图对算法结构进行测试,结果表明,算法结构可以可靠提取放置物体的平面和平面上的圆柱形物体,可以为机器人抓取提供准确数据信息。     

基于弧形修正滤波的柱面AR码识别算法

AR码在增强现实系统、空间视觉定位系统中应用广泛,正确识别AR码是增强现实系统和空间视觉定位系统中实现物体识别和定位的关键技术,经典的AR码识别方法对于平面上的AR码有较高识别率,粘贴于柱面上的码由于在空间中发生畸变,经典的识别方法无法准确识别AR码所携带的信息,为此提出一种针对产生柱面畸变的AR码的识别方法.首先采用一种通过添加定位标志位的改进的AR码编码方法对AR码进行编码,利用弧形修正滤波算法对产生柱面畸变的AR码图像进行二维与三维空间校正,在获得校正后的AR码图像后,再利用AR码的行数与每个数据位之间长度的非线性关系对AR码进行划线分割,最后利用像素值统计法实现AR码的识别,并给出了相应的实验结果.实验结果表明,该方法对产生一定程度的柱面畸变的AR码具有鲁棒的识别效果.     

髋臼软骨参数化曲面模型

为了提高髋关节模拟研究精度,提出一种基于逆向工程技术建立和验证髋臼软骨参数化曲面模型的新方法.首先通过激光扫描获得髋臼软骨表面完整的几何信息———点云数据;然后通过髋臼三维坐标系的建立与坐标变换,实现髋臼点云坐标的归一化;最后运用优化拟和方法建立了一种新型的髋臼软骨参数化曲面模型,并将这种新模型与传统球面模型进行了解剖匹配度(即模型与真实髋臼软骨面之间平均偏离距离)的统计分析.结果表明,新模型的解剖匹配度显著高于传统的球面模型(P<0.001),尤其在髋臼软骨的臼顶区域新模型较球面模型更具精确的解剖匹配.     

基于形状不变特征和三维几何参数的工件识别方法

该文提出一种扁平工件识别新方法。首先根据图象平面和工作台平面之间的变换计算出工件轮廓点的近似三维坐标,并根据这些近似三维坐标计算出有关的几何参数,然后利用几何参数和工件物体的形状不变特征,采用分层匹配的方法进行识别。根据文中方法设计并实现了一个由单个摄像机构成的工件识别系统,实验结果表明该方法是可行且有效的。     

一种快速的三维图象显示方法

本文提出了在物体空间和图象空间中的三维图象有效显示技术。图象数据来源于(CT)层面X线照相术数据或医学处理切片数据,采用简单的表面提取技术提取物体表面,利用修改的线性八叉树数据结构对数据进行编、译码存贮。采用BTF(Back-To-Front)方法转换三维数据到二维屏幕,避免了花费大量时间的隐面消除过程,同时直接利用灰度值表进行浓淡计算及图象显示,节约了计算时间,提高了计算的有效性。     

薄膜干涉在检查光学元件表面时应用的分析与探讨

在制造光学元件时，常常需要得到十分精确的平面、球面等，为此我们必须检查元件表面的质量，最简单的方法是用样板检验。我们通过观察干涉条纹的形状来判断被检表面的缺陷，从而进行相应的磨制，最终达到我们的标准要求。     

基于摄影测量三维点云的岩体结构面自动识别方法

建立了一种用数字摄影测量得到的三维点云数据识别和分析岩石边坡出露的面状结构面的方法。该方法使用每一个点及其相应的邻近点构成的子集平面来形成识别结构面的候选,使用主成分分析(PCA)计算平面法向量并剔除异常点,识别结构面并计算其产状(倾向和倾角)。以甘肃北山一岩石边坡为例,使用该方法进行结构面识别。最后对结构面进行优势分组;同时与实测产状进行了对比,结果表明识别效果较好。     

三维空间形体在二维空间上的图象显示

本文用带消隐线的方法在二维平面上来描绘三维曲面，例如波表面等。从投影基 础和图形调整入手，采用了点间连线的方法实现曲线模拟和线的消隐。为了适用大型 数值模拟的需要，编制了 ＦＯＲＴＲＡＮ模块程序。     

基于三维直方图聚类特性的非监督图像变化检测方法

针对图像非监督变化检测算法进行了研究,提出了一种新的检测方法. 基于差异图像的三维直方图聚类特性,利用改进的一维最大熵寻找三维直方图最佳的平面阈值和平面方向;由其共同确定三维直方图的最佳划分平面,将三维直方图划分成变化聚类和非变化聚类;再根据三维直方图聚类划分结果完成差异图像的变化检测. 理论分析和实验结果表明,该方法相对传统检测方法具有更好的检测性能.     

3-D Shape Measurement of Complex Objects by Combining Color-Coded Fringe and Neural Networks

A new approach for three dimensional (3-D) shape measurement was proposed based on color-coded fringe and neural networks. By applying the phase-shift technique to fringe projection, point clouds were generated with high spatial resolution and limited accuracy. The picture element correspondence problem was solved by using projected color-coded fringes with different orientations. Once the high accurate corresponding points were decided, high precision dense 3-D points cloud was calculated by the well trained net. High spatial resolution can be obtained by the phase-shift technique and high accuracy 3-D object point coordinates are achieved by the well trained net, which is not dependent on the camera model and will work for any type of camera. Some experiments verify the performance of this method.     

显微像面全息散斑照相分离术及其应用

提出了用显微像面全息散斑照相分离术测量裂纹尖端三维位移场的新技术，该方法用两张全息干板分别放置于两个分离的像面上同时记录像面全息和散斑图．由于记录散斑图的底片不受参考光的影响，因此可以获得高对比度的散斑杨氏条纹图，这为条纹图的自动分析处理奠定了基础．把此方法与放大技术相结合，测试了裂纹尖端约２ｍｍ２范围内的弹塑性三维位移场及塑性区．     

曲面法线平行于投影面时曲面曲线与投影曲率半径间的关系

“画法微分几何”的主要内容之一是研究曲线以及曲线投影的曲率。迄今为止,曲面曲线在投影中的曲率一般需借助于曲线的密切平面方能求出,从而使利用曲率圆简化绘制曲线的作用受到了限制。本文推导了一个公式,可以不借助密切平面而直接求出曲线投影的曲率,解决了在此之前难以解决的作图问题。     

密集三维散乱点数据的拓扑矩形网格自组织压缩重建

探讨了曲面密集三维散乱点数据的拓扑矩形网格自组织压缩重建方法。建立了基于自组织特征映射神经网络的三维散乱点数据的拓扑矩形网格自组织压缩重建模型。该模型利用神经元对曲面散乱点的学习和训练来模拟曲面上的点与点之间的内在关系,结点连接权矢量集作为对散乱点集的工程近似化并重构曲面样本点的内在拓扑关系,实现曲面密集三维散乱点数据的自组织压缩。按矩形阵列侧抑制邻区训练调整网络神经元权重矢量,使网络输出层结点呈矩形阵列分布,可生成测量点集压缩后的拓扑矩形网格,可用于NURBS曲面重构。计算机仿真实验表明,所建模型可以实现三维密集散乱点数据自组织压缩,生成期望疏密程度和精度的双有序点列,重建矩形拓扑网格。     

汽车车身曲面点云数据分割方法的研究

车身曲面是由多张曲面经过延伸、过度、裁剪拼接而成,直接对测量获得的车身密集点云数据进行曲面拟合非常困难,需要对点云数据进行区域分割.探讨了点云数据的常用分割方法,结合车身曲面特点,研究并实现了一种点云分割的算法-基于平面度的直接分割方法.该方法通过最小二乘拟合平面法矢量夹角的均方差值来搜索具有几何相似特性的连续曲面片,将不同性质的曲面片分块保存.并结合ATOS测量设备得到的车身曲面点云数据,给出不同的实例,证明了该方法的有效性.     

3-D Shape Measurement of Complex Objects by Combining Color-Coded Fringe and Neural Networks

A new approach for three dimensional (3-D) shape measurement was proposed based on colorcoded fringe and neural networks. By applying the phase-shift technique to fringe projection, point clouds were generated with high spatial resolution and limited accuracy. The picture element correspondence problem was solved by using projected color-coded fringes with different orientations. Once the high accurate corresponding points were decided, high precision dense 3-D points cloud was calculated by the well trained net. High spatial resolution can be obtained by the phase-shift technique and high accuracy 3-D object point coordinates are achieved by the well trained net, which is not dependent on the camera model and will work for any type of camera. Some experiments verify the performance of this method.     

简化的图像三维重建算法

提出了一种简化的图像三维重建算法,该算法利用灰度信息的相似性测度自动寻找两幅图像对应点,再根据双目成像几何模型计算图像的深度信息.给定了相似性测度,两幅图像的匹配可以描述为一个最小化的问题.在实际应用中利用区域对应、唯一性控制等机制以增强算法的精确度和稳定性.     

线结构光多传感器三维测量系统误差校正方法

针对线结构光多传感器三维轮廓测量系统中多传感器坐标系统一误差及线结构光带特征平面方程求解误差的校正问题,应用一种可进行特征点多分辨率提取的平面靶标,选择两传感器共同测量范围内部分特征点作为参考点,应用迭代求解最近临点算法,求解两标定坐标系精确统一的参数,实现多传感器测量系统中两坐标系统一误差的校正.提出了一种带参数的线结构光带图像特征点亚像素提取算法,通过参数设置改变线结构光带特征平面的位置,对线结构光带特征平面方程求解误差进行校正.实验结果表明,误差校正算法精度高、重复性好,确保测量系统可以获得复杂型面物体高精度的截面测量配准数据.