基于图像理解的移动机器人定位问题研究

为了能够提高在一般环境下移动机器人定位的精度,文章采用栅格地图来描述环境;提出基于图像理解的移动机器人定位的概念,将栅格地图当成图像来处理,从而可以将图像配准中的优秀算法引入移动机器人定位中;对于栅格化的图像提取其Harris角点,同时提出两步匹配法寻找相邻2个时刻的2幅图像中匹配的Harris角点。首先采用里程计的数据对角点进行粗匹配,而细匹配采用的是基于随机抽样算法,能够有效地剔除粗匹配过程中误匹配的角点对,提高了定位算法的鲁棒性;最后用非线性最小二乘法估计机器人的位姿。通过实验可以看出在一般的环境中,基于图像理解的定位算法要优于基于线段特征的定位算法。     

一种改进的Harris-RANSAC长焦相机标定算法

长焦相机采集近距离棋盘格图像时易出现相机离焦现象，导致棋盘格图像产生散焦模糊，极大地增加了相机标定的难度，同时传统的Harris角点检测算法对散焦模糊的棋盘格图像进行角点检测的结果即使经过非极大值抑制处理也仍然存在大量冗余角点.针对上述问题，基于随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)算法提出一种改进的Harris-RANSAC长焦相机标定算法.首先，引入感兴趣区域将Harris角点检测的区域缩小到棋盘格区域以避免背景干扰；其次，采用随机抽样一致算法替代传统的非极大值抑制方法剔除冗余角点；最后，针对模糊棋盘格图像的特性构造新的响应函数，进行亚像素级角点定位，从而得到精确的角点坐标.结果表明，改进的Harris-RANSAC算法对模糊棋盘格图像进行角点检测时耗时短且精度较高，角点检测的反投影误差仅为0.432像素.     

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.     

校正几何失真和像素失真的印刷数字水印算法

针对印刷图像存在的几何失真和像素失真问题,提出一种数字水印算法.该算法采用Harris角点检测和Hausdorff距离来校正几何失真,采用非线性灰度变换来纠正像素失真.水印嵌入算法首先对图像进行一级离散小波变换后,再对低频子图进行奇异值分解;然后,在奇异值上嵌入水印序列,并在提取水印前校正失真.实验表明,该算法对打印扫...     

基于智能空间的家庭服务机器人SLAM

提出了基于智能空间的家庭服务机器人同步定位与地图构建(SLAM)方法.利用双目立体视觉传感器提取环境特征,获取环境中物体的Harris角点,通过立体匹配算法获取角点的三维几何信息,同时获取环境中这些几何特征对应的图像特征信息,并将混合信息进行绑定,作为实时更新信息存入智能空间信息库中,构建出三维立体混合特征地图.在SLAM实现过程中,首先建立系统模型并对该模型进行重构以实现线性化;其次移动机器人与智能空间实时地进行交互,实现快速数据关联;最后利用卡尔曼滤波算法处理信息的不确定性,估计出机器人的位姿,同时保存环境特征,逐步构建出环境地图.实验表明,该方法实时性好、精确度高.     

基于二维码的相机位姿求解

针对视觉机器人定位问题,提出基于二维码的相机位姿求解方法,以实现视觉机器人的精准定位.利用开源计算机视觉库(open source computer vision library,OpenCV),首先对二维码的标准位置和相机进行标定;其次对图像进行预处理,得到二维码准确的边缘轮廓;然后利用循环遍历和最大距离算法求解特征点,对于像素过低导致的边缘失真采用"像素突变"算法进行优化;最后利用特征点通过坐标变换求解出相机位姿.在实际场景中对该方法进行测试,试验结果表明算法的旋转轴误差为±0.18 m,旋转角误差为±2°,平移量总误差为±0.02 m,可以有效地对视觉机器人进行精准定位.     

基于提升小波和动态两阈值分块角点检测算法

为了更有效地检测高频图像,提出了基于提升小波和动态两阈值分块的角点检测算法。该算法根据图像中像素点周围像素灰度的相似性和角点的特性,引入提升小波变换理论,首先对图像进行提升小波变换,得到图像的高频区域;再对高频图像进行分块,对每个图像块分别采用动态两阈值算法对角点进行准确定位。实验结果表明:该算法可以较大地提高运算速度,并能够实现角点的准确定位。     

基于人眼特征信息的驾驶人眼视线估计

提出了一种新的基于人眼特征信息的驾驶人眼视线估计的算法,且研究使用普通的摄像头。采用Harris角点检测算法对驾驶人上、下眼睑外轮廓进行角点检测,拟合人眼轮廓曲线;再对人眼区域图像进行色彩空间转换提取灰阶值分量,图像亚像素下进行Hough边缘检测,设定相应的虹膜边缘曲率阈值,准确识别人眼虹膜边缘信息。算法结合虹膜和人眼轮廓信息对驾驶人眼视线进行估计。将提出的算法应用到实车试验中,采用facelab5眼动仪对驾驶人视线估计角度结果进行验证。试验结果表明,所采用的人眼视线角度估计算法在实际的驾驶环境中准确率较高。     

基于改进凸包和颜色对比度的彩色图像分割方法

基于特征对比度的显著性检测方法在处理复杂背景图像时,容易将对比度较高的背景区域误判为目标,导致分割结果不准确.为解决上述问题,提出了一种基于改进凸包和全局颜色对比度的彩色图像分割方法.首先以超像素为基本计算单元,根据图像颜色及其空间分布,计算基于颜色对比度的基本显著图;然后利用颜色增强Harris角点得到目标的凸包,并利用FH方法生成的超像素对凸包进行修正,以此为基础计算基于改进凸包的中心显著图;最后将上述2个显著图进行加权融合得到最终显著图,并使用大津法得到图像中的目标.通过在MSRA1000和ECSSD数据集上进行实验,结果表明本文算法相较于其他算法在可视效果和准确率、召回率等评价指标方面有明显的优势.     

基于Harris角点特征的贴片元件视觉定位算法

为了实现贴片机视觉系统对贴片元件的高精度定位,提出了一种基于Harris角点特征的贴片元件偏转角度与偏移量检测方法.首先对元件图像进行预处理,以改善引脚部分的图像质量,然后标记元件引脚的连通区域,判别元件引脚形状,再通过Harris角点特征提取、分类和直线拟合等得到元件的偏转角度,最后对元件图像进行旋转和放大处理,并进行基于Harris角点特征的图像配准,得到元件的偏移量.检测结果表明,文中算法能够检测贴片元件的偏转角度和偏移量,对偏转角度的检测误差小于0.1°,对偏移量的检测误差小于25μm,满足贴片机对视觉系统定位算法的精度要求.     

基于概率密度分割的特征约束角点匹配方法

为克服Harris算子特征点匹配的角点群聚现象, 提出了一种基于概率密度的角点匹配算法。该方法将角点间的图像距离作为基本区域划分的主要参考系数, 利用划分区域的角点概率密度减少匹配区域, 然后将区域外的特征点判定为伪角点并将其去除。实验表明, 该改进算法的匹配结果有效地减少了干扰点, 从而提高了算法的实时性和准确性。     

改进的MOPs图像匹配算法

针对MOPs算法在处理图像旋转方面的不足,提出了一种新的旋转不变的特征描述子,用以匹配存在缩放、旋转、平移的图像.用Harris角点检测算法,检测金字塔模型的每层图像,在特征点处提取旋转不变特征描述子,用特征描述子之间的匹配来寻找两图像间的匹配点,最后用RANSAC方法剔除误配点,实验结果表明比MOPs算法具有明显的优越性.     

一种高分辨率遥感卫星帧间图像配准的方法

针对某高分辨率遥感卫星高精度图像配准要求,提出了一种采用边缘特征的提取和特征点提取相结合的方法,解决了卫星云图存在云层遮挡导致图像边缘信息无法准确提取的问题。该方法基于改进的Canny算法和Harris检测算子对图像的边缘特征和特征点进行提取,并采用Hu氏不变矩实现图像特征点的匹配,通过仿真试验验证了该方法对提高图像配准精度的有效性。     

基于模型微调与AM Softmax的极化SAR图像分类

针对极化SAR图像分类中卷积神经网络（CNN）方法训练时间长、收敛速度慢,原始Softmax函数无法对极化SAR图像的类内差异有效应对的问题,提出一种基于模型微调与加性边际Softmax（AM-Softmax）的极化SAR图像分类方法。该方法通过预训练网络的整体微调,来改进CNN模型的效率和分类准确率,然后以AM-Softmax替代Softmax,以解决SAR图像中类内变化较大的问题,进一步提升分类精度。实验表明该方法具有快收敛的优势并且能够较好解决极化SAR图像类内差异较大的问题,模型的分类总体精度达到96%以上。     

基于RGB分量小波分解的数字图书馆图像检索技术

图像检索技术是数字图书馆进一步发展的核心技术,目前主要受到检索准确度和检索速度之间矛盾的制约.为此提出了一种基于RGB分量小波分解的图像检索方法.首先,利用原始图像信息生成RGB三色分量图像.然后,将每一幅分量图像进行小波分解,求取其低频分量成分.最后,利用RGB三色分量图像的低频成分进行融合,生成最终的相似性测度.实验结果表明,此方法可以在确保准确性的前提下,快速地实现图像检索.     

一种基于特征点的图像匹配算法

本文提出一种图像特征点匹配算法，并在该算法的基础上形成构建全景图的图像拼接算法．此算法采用Harris角检测算子进行特征点提取，并为其分配特征描述符．在进行相邻图片的特征比对时，提出一种基于小波系数的特征索引算法，提高搜索效率．运用稳健的RANSAC算法将伪匹配点集合划分成为内点与外点，在内点域中精确计算图像之间的变换关系．算法的重要特点为：基于小波系数的特征索引，可以使不同图像之间匹配特征点的搜索效率显著提高．实验结果表明：该算法得到的匹配点精确，受图像的形变、噪声影响较小；图像拼接处理的效果较好，具有较高的实用价值．     

基于全局信息的卷积神经网络模型剪枝微调优化方法

为解决因卷积神经网络模型规模大,模型剪枝方法引起的精度下降问题,提出一种模型剪枝微调优化方法.该方法引入原卷积神经网络模型权重全局信息至剪枝后模型,使原模型信息体现在剪枝后模型的权重上,提升剪枝后模型的精度.在图像分类任务和目标检测任务中的实验结果表明,所提出的微调优化方法可获得更大的压缩率和更小的模型精度损失.     

利用多级社区中心标签实现大规模图上距离查询

距离查询是图数据挖掘应用中的最基本的操作之一,但是目前的现存查询算法均无法高效处理大规模图数据.针对这个问题,提出建立多级社区中心的标签机制,即首先在原图中将结点按社区划分为多个集合,然后再将各集合中的中心结点建成带权查询子图,经过多次递归操作,最终为各结点建立一个基于社区中心的树状结构标签集,该标签集可以实现利用较短的创建时间和较小的存储代价大幅度提高距离查询的效率.从实验结果可以看出,该方法综合效率明显优于现存的高效算法.     

水泥混凝土机场道面板角脱空判定分析

针对机场水泥混凝土道面板角脱空问题，把道面板划分为弹性地基上的梁，得出道面板板中及板角的弯沉公式．根据接缝的传荷性能，提出了应用板角弯沉值与板中弯沉值之比判定板角脱空的方法；通过某机场水泥混凝土道面实测弯沉数据及现场钻芯取样验证了该法的正确性；详细讨论了影响板角脱空的几个主要因素，为实际工程中板角脱空的判断及防止提出了一些有益的建议．     

基于边缘流和区域合并的岩屑颗粒图像分割

边缘流分割算法可利用图像的多种特征进行准确的图像分割,但传统的边缘流分割算法运算复杂度高,容易造成过分割.针对这些问题,作者对边缘流算法进行改进,并提出一种基于边缘流和区域合并的图像分割方法.该方法首先对原始彩色图像进行改进的边缘流分割;再通过曲线演化和边缘连接得到封闭的边缘;最后根据区域颜色相似度对初分割的图像进行区域合并,得到最终的分割结果.实验表明,该方法提高了分割效率,解决了过分割问题,将该方法应用于岩屑颗粒图像分割取得了较好效果.