摘要：利用矩形角点计算了成像平面与靶标平面之间的单应性矩阵,获取了结构光中心线在靶标平面的直线方程,结合消失点原理获取了直线上任意多个标定点的三维坐标;通过多幅图像标定点的拟合得出了光平面方程.实验表明,该算法可实现光平面参量的快速准确标定,标定结果达到的定位准确度为±0.437mm,符合工业现场的实际需求.与交比不变法相比,该方法获取标定点的效率高,靶标设计简单、通用性强.

摘要：为提高风电叶片复合材料多层铺贴的质量与效率,文中设计了一套视觉辅助自动标定的三维激光投影系统。系统采用全反射镜作为标靶,引入红外相机,建立视觉辅助的投影系统模型,利用相机与激光振镜间图像的单应性关系,标定二者之间的转换关系,并由此解算投影标靶在振镜投影坐标系的位姿,最后利用奇异值分解的方法求解激光振镜的投影矩阵。通过自主搭建三维激光投影系统实验平台,以投影幕布和网格纸作为投影面进行重投影试验,证明系统的可行性。实验结果表明,系统可以实现三维激光投影系统的自动标定,在投影距离为3 m的情况下,投影精度达到3.3 mm。

摘要：智能手机在当前人类生活和工作中得到了越来越广泛地应用,尤其是作为便携式的图像采集设备,已经得到了普遍使用。但是在大多数图像采集相关的移动端应用中,对图像的预处理主要关注图像辐射质量的改善或处理,少有顾及几何畸变的改正。本研究针对多镜头手机,提出了基于单应性矩阵组的标定方法,构建了镜头间的约束关系,对无须精确标定场的棋盘格标定方法进行改进,设计符合手机使用场景的标定方法,并在实验中以三摄像头手机为例完成了各个镜头的内参数和姿态参数的计算,然后进行重投影验算并完成了畸变改正,证明本方法适用于手机多镜头相机的标定。

摘要：为避免传统的基于图像雅克比矩阵视觉伺服控制方法中深度信息的求取,克服机械手末端仅限于做微小运动的约束,设计了基于单应性矩阵分解的视觉控制器.根据对摄像机在不同时刻对同一平面所成图像间的单应性矩阵的分解,并通过中间图像插值筛选方法,确定其视觉控制器参数.最后,以Puma560机器人为例在Matlab/Simulink环境下进行系统仿真,其结果验证了该方法的有效性.

摘要：针对三维视觉测量中棋盘格标定板的角点检测,给出了基于单应性矩阵这一计算机视觉重要工具为基础的检测方法。首先通过点选得到待测角点外接四边形的4个角点坐标,接着利用单应性矩阵映射得到所有角点的初始位置,最后综合内插值法、Harris算子、Forstner算子、SVD方法等方法对所有角点进一步精确定位。实验表明,该方法对棋盘格角点位置检测效果好,能够满足实际应用要求。

摘要：针对在视觉伺服过程中采用图像雅克比矩阵方法时遇到的对目标深度信息的求取等问题,并为了进一步扩大机器人的运动空间,设计了一种基于单应性矩阵的视觉控制器应用于视觉伺服控制系统。通过摄像机针孔模型求解出该单应性矩阵后,对其进行了奇异值分解,得到了机器人控制器的输入,从而实现了对机器人的控制;该控制策略运用Matlab/Simulink仿真软件,并结合在机器人学领域中被广泛采用的机器人工具箱,构建了基于图像的视觉伺服系统仿真模型,并选取一长方体表面上的4个角点作为目标物体进行了仿真抓取实验。研究结果表明,该视觉控制器使整个控制系统具有较强的稳态特性和较高的控制精度,图像特征点从当前位置运动到了期望位置,误差最终收敛于零,具有较好的控制效果。

摘要：应用无人机对风力发电机进行自主巡检时,需对其桨叶叶尖做出精准定位。为此提出一种基于无人机视觉的叶尖定位方法。无人机利用风机粗略偏航信息到达指定位置后,并利用Yolov5模型对风机桨叶、轮毂等部位进行特征提取;根据提取到的特征点计算单应性矩阵并将其分解,得到无人机偏移量;基于混合式视觉伺服设计修正器对无人机位姿进行修正,从而使无人机正对风机并进行全景图采集,同时对其进行了稳定性分析;利用全景图以及无人机的位姿对桨叶叶尖进行三维空间定位。仿真实验表明,设计的控制器可以使无人机在15 s内自主完成正对风机操作并对其进行全景图采集,提出的方法可对风机桨叶叶尖进行精准定位,定位误差仅在±5 m内。

摘要：针对传感器多、操作复杂、检测速度慢等传统四轮定位仪的缺陷,研究了一种快速准确的3D四轮定位检测方法。首先设计了一种全新特殊的圆心标靶进行相机的标定,然后使用改进的RANSAC算法结合设计的特殊标靶对单应性矩阵的配准进行了优化,利用空间矢量原理对车轮定位系统的参数进行精确测量,得到四轮定位的参数。设计传统标靶与新型标靶之间的标定对比实验,与车厂现有四轮定位仪进行对比测试。实验结果表明,使用新型标靶结合优化算法能够提升标定效率约9%-21%,同时,提高了标定精度约10.6%-17.8%;并通过实车测试证明,使用新型标靶结合优化算法可保证四轮定位的准确性和可靠性。该方法在汽车四轮定位参数的快速检测方面具有一定的意义。

摘要：针对含有遮挡区域、深孔及凹槽等特征的多面体或回转体物体,设计了一套基于立体定向靶标的探针式多视场三维视觉测量系统。首先,基于近景摄影测量技术建立立体定向靶标的6个单元模型,计算靶标各侧面角点在各自单元模型内的坐标,单元模型的链接和光束平差,获取全部角点的精确全局坐标,作为立体定向靶标的全局控制点。然后,设计了利用共面角点辅助定位的探针,仍基于近景摄影测量技术解算出角点和测头在探针坐标系中的精确坐标。最后,利用共面的棋盘格角点与其像平面之间的单应性矩阵,推导全局坐标系、探针坐标系各自与相机坐标系的位姿关系,进而求得探针测头的全局坐标。以量块(量棒)的标准长度作为评价指标,在2m×1.5m的视场范围内测量精度优于0.1mm。测量实验表明,多视场三维视觉测量系统用于测量具有回转体结构特征的水壶,能够获取水壶表面全部区域的点云数据。

摘要：视觉伺服是机器人视觉领域的研究热点之一,具有十分广泛的应用前景.本文针对单目视觉系统,从视觉伺服的运动映射关系、误差表征、控制律设计、关键影响因素等多个层面,对视觉伺服的研究现状进行了论述,并分析了不同视觉伺服方法的特点,给出了视觉伺服在不同领域的典型应用.最后,指出了视觉伺服未来的主要发展方向.