基于不确定性的2D激光雷达和摄像机标定方法

为了解决2D激光雷达和摄像机标定受多解问题的困扰,提出基于不确定性的标定方法,通过改进真解选择机制来提高标定的置信度和准确度.首先,基于观测不确定性的似然度对多解的优劣进行评价,提高真解的置信度.其次,将激光点和边界直线的几何约束引入到真解选择的误差度量,提高真解的准确度.试验结果表明:在不同的棋盘格个数下,相比Francisco方法和Zhang方法,所提方法的有效解概率分别提高了2%~20%和30%~260%;在不同的噪声水平下,相比于Francisco方法和Zhang方法,所提方法的旋转矩阵精度提高了1°~5°和3°~14°.试验结果表明所提方法标定结果的可靠性和准确性更高.     

多点动位移数字图像相关法光测技术研究

动位移测量在诸多工程领域中有着大量需求,针对现有各种测量技术仍然存在着效率低、精度差、成本高等局限性。基于数字图像相关(digital image correlation, DIC)原理,建立了一套多点动位移高精度光测技术及系统。首先设计了一种基于同心圆的靶标专用图案,用于测点的自动识别及图像的自动标定,并通过对硬件配套软件SDK(software development kit)的二次开发,构建形成了可同时适用于无线和有线工业相机的硬件架构,最终开发形成多点动位移DIC光测软件系统。采用3等精度量块对该系统进行精度校准试验,结果表明该系统测量精度为0.01 mm,系统基本误差为0.05%,灵敏度为0.2%。进一步开展典型应用场景测试,发现该系统在低频振动测量时具备与高精度激光位移传感器相当的精度,而对于高频振动场景,采用高频率相机也可实现动位移高精度实时测量。可见该系统与激光位移传感器等相比有显著优势,可在实验室测量、工程现场测试等场景中推广应用。     

CCD摄像机标定中角点亚像素定位方法

CCD摄像机的标定是实现光学三维轮廓测量技术的必要步骤,其标定精度在很大程度上取决于标定特征点的定位精度.在分析现有棋盘格角点像素级和亚像素级定位方法不足的基础上,提出了一种基于改进SV方法的棋盘格角点亚像素定位方法.首先,采用SV算子对角点进行像素级检测;其次,选取标定图像中以初定位角点坐标为中心的5×5像素区域,对其灰度值进行双线性插值;最后,计算插值图像的灰度质心,再根据插值放大倍数,将质心转换到亚像素坐标,实现了角点亚像素定位.实验结果表明,该方法可以获得亚像素级角点坐标,实现CCD摄像机的高精度标定,标定平均误差为0.108 mm.     

光笔式三维坐标视觉测量方法研究

基于便携式双目测量系统,提出了一种新型便携式光笔测量方法。利用标定参数已知的双目像机进行图像采集,结合图像坐标系与空间坐标系的对应关系求得标志点空间坐标;利用最小二乘方法拟合空间直线,得到测头三维坐标与标志点三维坐标数学关系,求解测头坐标。实验结果表明,在摄像机视场范围内,空间坐标测量精度达到1 mm,证明了该光笔测量系统的实用性。     

基于四连杆机构的起落架缓冲器行程测量方法

针对小型飞机起落架缓冲支柱行程测试提出了一种测量方法。利用四连杆机构将位移变量转化为角度变量,通过标定试验得到角位移和行程的对应关系;再将实测得到的角位移代入标定方程,即得到实测的缓冲支柱压缩行程。经验证,该方法可以得到满足精度要求的结果;并已成功应用于某型飞机起落架缓冲支柱压缩行程的实测试验。     

压电陶瓷微位移驱动器在FY-3卫星G型辐射制冷器上的应用

压电陶瓷微位移驱动器是利用逆压电效应来实现电控位移并产生驱动力的一种新型微位移器件。FY-3气象卫星有效载荷中分辨率光谱成像仪（MERSI）采用大冷量G型辐射制冷器冷却碲镉汞（HgCdTe）红外探测器,即长波红外和短波红外线列探测器,分别安装在辐射制冷器二级和一级上。在对G型辐射制冷器的后光路校核过程中,根据传递函数（MTF）值确定其相对于红外探测器组件的最终位置。压电陶瓷微位移驱动器作为真空和低温下红外透镜组件的驱动工具。     

基于虚拟深度的聚焦型显微光场相机深度测量标定

针对聚焦型显微光场相机在内部光学参数未知的情况下,进行了基于虚拟深度的深度测量标定。首先基于高斯光学建立光场成像模型,推导出虚拟深度与实际深度间的函数关系。然后选择单一角点的标定板,在不同深度位置进行拍摄;该角点在多个宏像素中重复成像,相邻重复像点的间距随深度位置改变而变化;利用图像匹配的方法计算相邻重复像点的距离和虚拟深度值,并与实际深度一一对应进行曲线拟合。根据拟合结果,分析了不同深度位置下,该光场成像系统的深度测量分辨率。最后,通过拍摄已知倾角的倾斜棋盘格标定板,进行深度测量并分析测量误差,在主镜头工作距离靠近镜头方向2 mm(10倍景深)范围内,测量误差小于5.35%。     

波浪模拟标定系统的设计

基于重力加速度式波浪传感器的工作原理,设计了一套波高在05~9 m范围可调、周期在2~40 s连续可调的波浪模拟标定系统。系统根据正弦波浪理论,将波浪传感器安装在可做匀速转动的一圆形桁架上,波浪传感器的运动轨迹可看做正弦运动,以此进行模拟标定,再由控制系统控制波浪传感器的旋转半径和桁架的转动周期,从而实现对波高和波周期的模拟和标定。最后通过有限元对桁架的整体结构强度和刚度进行分析,并在理论上对系统的模拟标定精度作出分析,得到波高精确度为±2 mm,周期精确度为±01 s,达到设计和使用要求。     

井震结合精细储层建模方法与实践

 融合地震资料与井资料分别在横向和纵向上高密度采样的特点,以中国海上某气田B 区块为例,通过井震联合标定,进行精细构造解释,用准确的速度模型搭建了时间域与深度域联系的桥梁;利用地震解释的断层、层位构建储层骨架模型,应用地质统计学协变量方法,以井数据作主变量,地震反演实现统计得到的岩性概率体作为第二变量约束井间插值、外推和模拟,建立砂体展布模型;依靠砂体展布模型约束沉积相建模,在相模型基础上构建物性模型。实践表明,井震结合储层建模研究断层更精确,能够弥补井间信息不足的缺陷,有效降低井间砂体预测的不确定性,提高模型预测精度。     

基于Matlab的图像预处理技术在相机标定中的应用研究

在视觉测量系统中,测量的速度决定着工程应用的实用性。本文从相机标定的角度入手,通过Photoshop软件对图像进行二值化和平滑化处理,然后利用MATLAB标定工具箱进行标定,得出预处理过的图像重投影误差会有所增大,但是满足一般的应用需求,并且大大提高了标定速度。