一种多相机视觉测量系统的全局标定方法

提出了一种基于双平面靶标的多相机全局标定方法,要求两靶标之间为刚性联接,绕同一根轴旋转,但它们之间的相对位姿关系可以是未知的.该方法不仅适用于立体视觉测量系统,也适用于基于单目视觉的多相机测量系统,应用于四轮定位仪中多相机相对位姿关系的出厂标定,标定精度满足出厂要求.     

基于平面靶标的相机内部参数标定精度分析

相机内部参数标定是实现机器视觉测量的必要环节.目前常用的标定方法有Tsai两步法、DLT方法以及基于平面标靶的张正友法等.张正友法简单易行,因而得到广泛应用,标定精度取决于平面靶标的制作精度、图像特征点坐标的提取精度、镜头畸变、靶标摆放数目以及位姿分布等.对张正友标定方法的精度进行探讨,分析各影响因素对标定精度的影响,提出基于均匀设计的思想进行靶标位姿分布的设计思想.仿真和实际测试证明,采用均匀设计的靶标布局明显提高相机内部参数标定精度.     

平面3-RPR机构运动学标定的矩阵重构法

机构的标定是通过对终端位姿的测量来求取机构的结构误差。采用间接测量方法对机构进行标定 ,容易出现测量误差被放大的问题 ,为解决测量噪声的干扰问题 ,提出了一种新的解决方案—矩阵重构法 ,该方法避免了繁杂的大规模寻优计算。仿真计算表明 :通过此方法计算出的机构结构误差能够满足对实际机构标定的精度要求 ;该方法可向空间机构推广 ,继而用来解决虚轴机床的标定问题     

非接触式动态位姿测量方法研究

针对非接触式动态位姿测量系统在人体运动信息检测的应用中对人体精细、微小动作测量精度的要求,提出了非接触式动态位姿测量系统的重构修正模型.该模型以三维重构理论知识为基础,综合考虑影响测量系统精度的多种因素,给出了测量误差理论体系,确定了该模型的修正成像方程.实验表明:通过基于修正模型的非接触式动态位姿测量系统进行静态标定和动态位姿参数测量,测量精度比修正前有明显提高.     

基于运动轨迹的单目相机位姿自标定方法

为了减小轨迹图像分析中的透视效应,使用提取出的运动平面目标特征点,基于相机小孔成像模型与目标特征点运动约束,构建了一种相机位姿的自标定模型来标定相机位姿.通过标定的相机位姿,可将轨迹进行重投影,实现了将轨迹图像校正为正投影图像.实验结果表明:本标定模型使用跟踪到的运动目标进行相机标定,相机位姿的标定精度优于张正友标定法.     

大射电望远镜馈源精调试验平台的标定

为提高大射电望远镜馈源精调试验平台的定位精度,提出基于激光跟踪仪测量的标定方法.激光跟踪仪可间接测量出平台的空间6自由度位姿.为保证参数辨识性能,在腿长输入空间内选择测量位形.进行了仿真研究和实际试验,并检验了误差补偿后的实际精度效果.采用较少的测量数据时,精度仍有明显的改善效果.通过标定,试验平台定位精度大约提高到0.2mm,满足了大射电望远镜馈源精调的定位要求.试验结果证明基于激光跟踪仪测量标定大射电望远镜馈源精调平台是可行的.     

数控机床几何精度的位姿测量原理

为了获得数控机床全部的几何误差信息,根据激光跟踪仪的三维空间测量特性,提出一种数控机床几何精度位姿测量原理和几何误差分离原理。借助于一台固定安装于机床上的数控精密转台和一台激光跟踪仪获得机床运动轴的位姿信息,然后辨识出机床各项几何误差。首先,详细描述了位姿测量方法的基本原理,给出了平动轴误差测量数学模型,包括测量点、基点空间坐标的标定原理以及姿态偏差的获取步骤;然后,根据解析几何知识先后分离出3项转角几何误差和3项位置几何误差,并综合得出单个运动轴6项几何误差分离模型;最后通过数值模拟、测量实验以及对比实验验证了该原理的可行性和准确性。实验表明,采用位姿测量原理可以在2h内实现一台3轴高速数控铣床的精度检测,并准确分离出各项误差。位姿测量原理具有很高的测量精度与效率,解决了基点标定难题,且标定精度更容易提高。该原理为数控机床精度检测提供了一种新的思路,应用前景广阔。     

结合精度补偿的机器人优化手眼标定方法

为了解决制造现场机器人高精度视觉测量定位的问题提出了一种结合模型精度补偿的机器人方位与手眼关系同步标定方法。该方法首先将视觉系统与机器人之间的位姿关系即手眼关系以及标定板与机器人坐标系的空间转换关系作为待优化求解对象,用齐次坐标矩阵分别表示机器人运动学正解以及视觉系统与标定板之间的位姿关系,进而构建闭环的机器人手眼关系优化方程;然后,使用三维旋转群表示旋转矩阵,建立了标定模型方程,用非线性全局优化的方式同步得到标定方程中矩阵的旋转和平移初始解,采用最小化相机的重投影误差提高了标定精度;最后,使用机器人运动学标定设备提升了本体的模型精度,再进行视觉标定得到了更准确的标定结果。实验结果表明:该标定方法只需提前示教若干点即可自动完成,操作简易高效;在补偿了机器人本体的臂长和关节零位误差后,算法精度从0.15mm提升至0.10mm。与经典的手眼标定方法相比,所提方法在不同测试数据集下的标定精度和稳定性均最优。     

单张大角度影像后方交会初值确定方法

为建立一种确定单张大角度影像位姿初值的计算机视觉方法,将共线方程描述为矩阵形式,在齐次坐标系下将像方坐标与物方坐标分别做归一化处理;通过加权直接线性变换方法估计得到物像间的投影矩阵,将其奇异值分解得到旋转矩阵和平移向量,经转化得到摄影测量中的外方位元素.研究结果表明:该方法确定的位姿初值模型形式简洁,容易收敛,精度能够满足影像量测对位姿初值的需要.     

棋盘格图像角点坐标亚像素提取方法

针对基于视觉测量的物体位姿测量系统要求标定系统精度较高的需求,提出了一种自动识别和亚像素提取黑白平面棋盘格模板图像内部角点的方法.该方法在详细分析了棋盘格图像局部特性的基础上,建立了准确高效的改进SUSAN角点检测算法和精确的亚像素级提取角点坐标的方法,计算出总体标定误差为0.2个像素.通过实验验证了该算法的可行性和有效性,能够为高精度标定系统提供可靠数据.     

采用三音校准法的星载多波束天线校准系统

为了解决宽带多波束天线系统中常规校准不能兼顾工作频带的低频段和高频段的问题,根据星载多波束天线系统的特点,提出了三音校准法.采用3个单音信号作为校准信号对多波束系统的通道进行测量,以二次拟合得到全工作带宽内的通道幅相特性曲线,并采用多次测量形成拟合点,降低了测量误差的影响;再以拟合的特性曲线的逆函数进行通道幅相补偿,使全带宽内通道特性曲线成为水平直线,从而完成了单通道的校准;最后以补偿项补偿通道间幅相差异,从而达到通道间误差校准的目的.并将三音校准法应用到卫星天线的近场校准和内部校准2种校准系统中.结果表明:三音校准法比传统的单点校准和分段式校准更利于通道间误差的校准,能够有效地抑制通道的不一致性.     

弧焊机器人系统标定

介绍了在研发昆山一号机器人的过程中所设计的标定工具坐标系的七点法和标定工件坐标系的三点法,实现了机器人工具坐标系及工件坐标系的标定.机器人工具坐标系的标定就是确定工具坐标系相对于末端坐标系的齐次转换矩阵.机器人工件坐标系的标定就是确定工件坐标系相对于基坐标系的齐次转换矩阵.通过系统标定,机器人的定位精度达到了±0.5 mm.实际的焊接试验表明该方法是一种可靠简便,精度高的系统标定方法,完全满足实际加工要求.     

Flexible planar-scene camera calibration technique

0　IntroductionCalibrationofcamerasisaprerequisitefortheextractionofprecisethree dimensionalinformationfromimageryinpho togrammetry,computervision ,roboticsandotherareas.Muchworkhasbeendoneinthephotogrammetrycommunity[1 3] ,andmorerecentlyincomputervision[4,5] .Anumberofauto calibra tionapproachesbasedonactive visiontechniquehavebeenad dressedbycomputervisioncommunities,butmanyofthemneednon linearoptimizationwhichtakesmoretimethanlinearonesorcameramotionsneedtobepartlyknown[3 \〗.Insomecases,…     

基于迭代优化的平面模板定标方法

相机定标是计算机视觉中的关键步骤，通过相机定标可以从二维图象序列中获取物体的三维信息。本文提出了一种基于迭代优化的平面模板定标方法。该方法既具有摄影测量学的精确性，同时也具有自定标算法的灵活性。模拟实验和真实图象实验表明，本方法的定标结果稳定，精度较高。     

高频地波雷达的阵列互耦校正

针对分布式高频地波雷达（HFSWR）的工程应用,研究了基于自适应混合算法（AHA）的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性.     

Johnson-Cook本构方程的参数标定

在Johnson-Cook本构方程的理论基础上,从一维应力波实验原理、实验设备及实验数据处理等方面对动态冲击压缩SHPB实验进行系统研究.论述根据准静态实验MTS和冲击压缩实验SHPB的实验数据标定Johnson-Cook本构方程中A、B、n、C、l/ε.plim、m等参数的方法.作为参数标定的实例,给出一个铝锂合金Johnson-Cook本构方程的实验标定参数,说明John-Cook模型的参数标定方法的实用性.     

水下相机标定算法研究

光线在水下成像过程中经过水、玻璃和空气3种折射率不同的介质而发生折射现象。在这种情况下,利用简单针孔成像模型表征水下成像将产生非线性误差。针对这一问题,本文在分析多介质环境中光线的折射效应的基础上建立水下相机模型,并基于该成像模型提出一种水下相机标定算法。在实验室条件下完成水下双目相机的标定工作并与同类标定算法进行比较。实验对比结果显示,基于水下成像模型提出的相机标定算法能够有效的修正折射效应对水下图像产生的畸变影响,更加准确的表征水下成像过程。     

惯性秤定标的几种方法

通过对惯性秤定标方法的讨论 ,引入了 SPSS统计方法 ,对其在惯性秤定标中的应用做了阐述