内置零件装配质量的多双目视觉测量标定技术

内置零件的装配质量检测由于受到空间的限制,常需要多个双目立体视觉测量子系统协同完成,而对多双目立体视觉测量系统进行准确的标定是保证内置零件测量精度的关键.提出了一种面向多双目立体视觉测量系统的综合标定方法,分析了标定数学模型,介绍了具体实施方案,包括单个双目立体视觉系统的标定和多个系统间空间位姿关系的标定.在上述研究的基础上,对一个双双目立体视觉测量系统进行了标定实验,通过对圆柱标准件的测量验证了多双目立体视觉测量综合标定方法的正确性和可行性.     

一种基于多目立体视觉的手术器械跟踪定位策略

提出了一种基于多目立体视觉的手术器械跟踪定位策略.利用2个以上的摄像机构建多目立体视觉系统,采用投影线交点法重建靶标的空间坐标.当无光线遮挡时,通过扩展投影线方程数量进行多目立体重建;当某一摄像机的光线被遮挡时,进行双目立体重建.利用自行搭建的三目立体视觉系统,通过自制的多标志点手术器械的跟踪定位试验,实现对该策略有效性的测试.结果表明:在不同光线遮挡条件下,系统均能实现定位功能,且静态定位和动态定位误差均小于0.15 mm;该策略能够在一定程度上解决光线遮挡问题,避免手术器械定位信息丢失,在满足使用精度需求的情况下,提高了系统的可靠性.     

三维计算机视觉及在场景分割解释中应用

介绍一种实用的三维立体计算机视觉方法 ,以自动汽车的简单立体视觉系统为例 ,利用一些与立体视觉相对应的关键特征 ,结合多目标并行图象信息和色彩信息进行场景描述 ,同时使用场景中有关物体的先验知识和已知模型等 ,基于这些描述、知识和模型 ,大多数的场景目标可以根据预处理所获得的信息进行有效的分割解释处理 .     

双目立体视觉传感器结构参数优化设计

采用最优回归设计311-A方案设计实验,研究双目立体视觉传感器的结构参数对传感器测量精度的影响.根据实验结果,建立了双目立体视觉传感器的测量精度与传感器结构参数间的回归方程,并通过对优化模型的求解,得到了使双目立体视觉传感器测量精度更高的参数组合.结果表明,利用上述方法可以有效地提高双目立体视觉传感器的测量精度.     

基于双目立体视觉的排爆机器人自动目标抓取

目前各种多关节、多自由度的排爆机器人在实战中都存在操作复杂、速度慢的问题.为此,基于双目立体视觉设计并实现了一个排爆机器人的目标物自动抓取系统.该系统能根据目标物在两摄像机获取的图像坐标计算其三维坐标,从而对机械臂进行轨迹规划和控制,完成目标物自动抓取.首先,建立了一个完整的双目立体视觉系统数学模型,然后,用张氏平面法标定两摄像机的内参数,再采用最小二乘法进行立体标定,得到双目立体视觉系统的外参数,从而根据目标物在左右摄像机成像得到的图像坐标计算其三维坐标.实验表明该系统能在满足作业精度要求的前提下,大大提高排爆作业的易操作性.     

眨眼特征与颜色不对称立体图像视觉舒适度的相关性分析

提出了一种从眼动生理指标角度客观评价立体内容视觉舒适度的模型.选用颜色色调不对称的立体图像进行了视觉舒适度的主观评价实验,并开展了记录眨眼数据的眼球追踪实验,通过对主客实验数据的分析,验证了在色调不对称立体图像的刺激下视觉舒适度与眨眼次数呈高度负相关关系,而与平均眨眼持续时间没有明显的相关关系;得到了基于眨眼次数的立体图像视觉舒适度客观评价模型.分析模型可知：观看颜色色调不对称立体图像10 s内平均眨眼次数超过9.99次时,开始感觉到视觉不舒适.研究结果可为立体显示的视觉适度评价提供借鉴.     

基于双目融合网络的立体图像质量评价

立体图像质量评价为3D技术的发展与应用提供了技术支撑.如何根据立体图像特点,构建更加符合立体视觉认知机制的立体图像质量评价模型,已成为该领域的关键问题之一.现有的立体图像质量评价方法要么先分别处理左右视图,然后结合左右视图质量得到立体图像质量分数;要么先对左右视图进行融合得到融合视图,然后评价平面的融合视图得到立体图像质量分数.事实上,大脑对立体视觉信号的处理是一个长期的复杂融合与处理的过程,并最终在视觉皮层完成对视觉信号的认知与判断.受大脑立体视觉认知机制的启发,本文提出一种基于双目融合网络的立体图像质量评价模型,实现了双目信息的多次融合与处理,模拟了大脑对双目信息进行处理和判决的视觉传导通路.所提出的双目融合网络包含左视图通道、右视图通道和融合通道,模拟立体视觉信息在视觉通路中的逐层并行处理过程;左右视图通道在网络中多次交互,模拟视觉通路中双目信息的多次融合与处理;网络末端的3个全连接层,模拟视觉信息经过视觉通路处理后复杂的质量判断过程.本文实验在两个公开立体图像库LIVE3D Phase Ⅰ和LIVE 3D Phase Ⅱ上进行,实验结果表明,该方法在对称与非对称失真立体图像上均能取得更好的结果,且较其他方法具有更强的普适性.     

移动机器人作战平台立体视觉三维建模方法

虚拟现实技术在移动机器人作战平台遥操作中的应用,可增强操控人员的视觉临场感,提高操控效率.基于立体视觉的三维建模是构建虚拟环境的基础.根据立体视觉的基本原理,研究了立体视觉的三维建模方法.在对比同类型中不同算法基础上,提出适合立体视觉系统的三维建模算法,提出提高空间点求解精度的改进算法,最后用Open Inventor进行三维模型可视化显示.试验结果表明,该方法具有良好的建模效果,能精确反映障碍物深度信息.     

中国人立体视觉状况评析

收集了近年来中国各地立体视觉的调查结果,综合分析了中国人的立体视觉状况,结果,立体视觉正常者39675人,占总人数（45697人）的86．82％,男性立体视觉正常者占被检男性总人数的88．79％,女性立体视觉正常者占女性总检人数的88．90％,结果表明中国人立体视觉状况良好,立体视觉无性别差异,并讨论了立体视觉的发育和影响立体视觉的因素。     

五自由度立体视觉机器人平台建模与物体跟踪

从立体视觉与机器人控制集成的角度出发,建立了一个主动立体视觉跟踪和定位系统,用于柔性装配线中装配零件的运动跟踪和装配工位的定位.该系统具有五个自由度,采用D-H方法得到五自由度立体视觉平台的运动学模型,并获得运动学的正解.该系统能在工作空间内迅速跟踪移动物体,并有较好的精度.通过该跟踪实验证明了模型的正确性和方法的有效性.     

基于下一代互联网的立体视频传输

立体视频比传统的平面视觉能够传达更多的视觉信息. 立体视频传输系统的开发和应用正在成为网络应用的一个热点. 本文首先阐明了立体视频的获取、显示和传输的基本原理,然后介绍了当前国际上已有的立体视频传输系统的应用情况,并分析了它们的不足. 提出了一套开发基于下一代互联网的立体视频传输系统的设计方案和实现方法,初步的实验验证了该方案的可行性.     

体感设备与被动立体相结合的人机交互方法研究

富有沉浸感和操纵感的人机交互技术是虚拟现实学科研究者的追求目标,立体显示与体感交互是当前的热点问题.文章将体感设备引入被动立体的显示环境,设计开发了一个立体网球游戏,利用立体显示的三维视觉特性,通过合理规划游戏中的对象、参与人的视觉感官以及体感设备三者之间的联系和映射关系,使沉浸感和操纵感得到很大的提升.     

基于功能磁共振成像的立体图像分辨

视觉是人与外界互动获取信息的主要手段,而双目视差信息是人脑估计外界环境深度结构的重要视觉线索之一.因此,研究人脑处理双目视差的神经机制对了解人类的视觉系统意义重大.功能磁共振成像(f MRI)技术为双目视差研究提供了有效手段.目前在f MRI研究中,虽然已经有很多研究利用f MRI技术深入探究了人脑处理双目视差信息的神经机制,但是利用该技术采集的人脑信号如何分辨包含双目视差信息的立体图像依然有待研究.针对这一问题,设计了一种基于f MRI的实验,该实验选用随机点图生成人造立体视图像作为实验刺激;相较于自然立体图像,该种立体图像可以更加方便地提取出立体图像中包含的图像特征.结合实验特性提出了一种基于lasso回归算法的体素编码模型,该模型利用了视觉感受野的稀疏特性,可以较好地借助立体图像中的二维特征并对fMRI数据进行编码分析和解码分析.其编码分析结果表明利用体素编码模型可以较好预测人脑接收立体图像的脑信号的体素广泛分布在人脑的各个视觉区中,并且大部分体素分布在初级视区V1、V2d和V3d中.解码分析结果表明,初级视觉区V1可以利用立体图像中的二维特征实现立体图像的识别,并且背侧视觉区V3d、V7和h MT+/V5可以与V1协同工作进行立体图像的识别.     

仿人多自由度立体双目视觉导航系统的研究与开发

基于人类视觉系统原理，设计了仿人多自由度的立体双目视觉导航系统．首先给出了立体双目视觉导航系统的设计原理，然后详细讨论了仿人多自由度立体双目视觉装置的设计．该装置可同时实现水平旋转、俯仰、左右摄像机聚散度调整4个自由度伺服控制，并可实时在线调整摄像机参数．针对自由度控制电机及其驱动控制、摄像机同步控制、摄像机参数控制、基线长度选择等进行了优化设计．系统在Pioneer-2DXE移动机器人的实际应用验证了本设计方案的可行性和有效性．     

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.     

一种基于OpenCV的摄像机标定方法

针对双目立体视觉系统研制过程中的摄像机标定步骤,分析了计算机视觉函数库OpenCV中的摄像机模型,其中的非线性畸变考虑到了切向畸变和径向畸变,采用Bouguet角点提取算法,实现了基于OpenCV的摄像机标定.该算法具有很高的标定精度和计算效率、良好的跨平台移植性,可以满足双目立体视觉系统的需要.     

微装配机器人系统研究与实现

提出了一种基于显微视觉伺服和多机械手协同操作的微装配机器人系统,该系统由微操作机械手、显微视觉和微夹持器3部分构成.介绍了系统总体结构、三机械手协同操作微装配平台、双光路立体显微视觉、2种不同类型的微夹持器装置,以及面向微装配机器人的TSB分级智能控制方法.装配实验表明:该系统能实现对亚毫米零件的精密装配.     

半智能排爆机器人单手双目手眼系统的研究

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一个单手双目手眼系统用于半智能排爆机器人的自动控制.单手双目手眼系统是半智能排爆机器人的重要组成部分和关键技术,该视觉系统利用双目立体视觉原理,采用Matlab7.0作为运算引擎,调用机器视觉处理软件EVision6.2中的EasyMatch模式匹配库进行立体图像匹配,能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、确定机器人未端手爪与可疑目标物的相对位置坐标,并把图像实时显示在控制台,自动控制手臂靠近并准确地抓取可疑目标物.该半智能排爆机器人成功地抓取实验,表明了该立体视觉系统在精度上能够满足半智能排爆机器人的项目要求.     

基于非线性修正的多线阵像机的空间定位

介绍了一种基于多线阵像机构成的视觉空间定位系统.该系统利用线阵像机的快速性与高分辨率的特点,采用了非平行空间投影面相交定位的基本原理,利用几何投影关系定位求解的方法,实现了多线阵像机视觉系统的空间定位.并提出了多线阵像机的神经网络非线性修正方法,使修正后的PSD能在较宽的位置范围内输出高线性度的信号.实验结果表明,基于非线性修正的多线阵像机位姿测量系统简化了立体视觉空间定位计算的复杂性,在定位精度、定位范围和采样速度上均达到了良好效果.     

基于MATLAB与OpenCV相结合的双目立体视觉测距系统

双目立体视觉测距技术是当前机器视觉领域中的一个主要研究内容.本文设计了基于MATLABatlab与OpenCV相结合的双目立体视觉测距系统,利用MATLAB进行摄像机标定后将结果导入到OpenCV进行后续的图像处理与立体匹配.摄像机标定通过MATLAB标定工具箱来完成,较于人工标定和OpenCV标定具有更好的鲁棒性和较高的精确性.立体匹配采用区域匹配中相对快速实时的SAD匹配,能够更好的被应用于工程实际.