相机光轴视觉反馈校正研究

提出了基于视觉伺服的相机光轴反馈校正法,将图像的线性畸变与非线性畸变相分离,先采用多幅模板图像对相机进行高精度标定,获得相机非线性系数;根据这些系数经反复迭代后消除非线形畸变;再利用线性畸变,引入反馈环节精细调节相机至精确位置。该方法不需要特殊的导引装置,很好地解决了相机光轴的高精度校正问题。     

基于HALCON的单目视觉标定研究

在一种基于机器视觉的冲床改造中,需进行图像坐标系和冲床坐标系之间坐标变换,以实现布料位置转换到机床坐标系中,实现落料控制。与此同时,需要对采集图像进行畸变矫正,防止摄像机畸变导致落料件不完整,以提高落料精度。根据实际改造方法提出了基于HALCON的单目标定方法。首先在HALCON相机模型的基础上推导出摄像机参数公式;进而阐述了标定板的选取原则和自制标定板方法;最后模拟冲床落料实验场景,进行了标定实验,求得相机参数。实验证明采用自制标定板进行标定能够满足使用要求并降低了改造成本。     

基于改进ViBe算法的运动目标检测

针对视觉背景提取(Visual background extractor,ViBe)算法在镜头抖动和动态场景下运动目标误检率高的问题,提出了一种改进的ViBe算法。首先利用背景点有无整体运动来判断镜头是否抖动,接着根据背景点的运动求出全局运动参数,然后加入运动补偿算法消除镜头抖动对背景模型更新的影响,最后通过前景图像的连通域集合对动态场景下的动态噪声进行过滤,实现更为精准的运动目标检测。多种数据集测试结果表明,改进后的ViBe算法在镜头抖动和动态场景下能准确检测出运动目标,各项评价指标均优于经典ViBe算法和其他对比算法,具有一定的实用价值。     

一种快速高精度数码相机双目定位方法

通过选择适当的靶标首先进行数码相机的标定,为了提高精确度,高精度目标量测采用子像素量测技术,取得子像素的量测精度。建立基于畸变差检测的数学模型,并通过最小二乘法求得了所有待定的参数,从而完成了相机的标定。对于双目定位,建立了简洁的数学模型,利用最基本的向量关系式,得到了三元方程组。为了能快速有效地求解此三元方程组,采用吴消元法进行。最后,进行了数学仿真实验,结果表明,本文的方法是切实可行的,能达到快速高精度定位的要求。     

基于视觉模型的双正交小波图像水印算法

提出了一种基于人类视觉系统模型的双正交小波多分辨图像水印算法,该算法充分利用小波多分辨的优点及人眼视觉系统的特性,保证了水印的不可见性及鲁棒性,同时在检测水印时也不需要原始图像,仅需涉及到相关的几个细节子图。实验表明该水印算法对于中值滤波、叠加加性噪声、JPEG有损压缩三种图像处理都是鲁棒的。检测算法还有计算量小,检测速度快的特点。     

基于数据融合的目标测距方法研究

单目视觉进行目标识别有着巨大优势,但在目标测距方面存在精度不足且测量过程不稳定的问题,一种基于4线激光雷达与摄像头融合的联合测距的方法被提出并改善这一问题。首先利用卷积神经网络检测图像中的目标,得到相应的检测框;与此同时,通过标定相机内外参,将三维的激光点云数据转换到二维平面,得到2种数据对于检测环境的一致性表达。然后利用R-Tree算法快速配准检测框与相应的点云数据。此时,利用点云的深度信息能获得目标在真实世界的位置,并提出联合测距的方法来进一步提高测距精度。最终经实车采集的数据验证了所提算法的有效性。     

缺少控制点的无人机遥感影像几何畸变校正算法

针对无人机遥感影像存在多种几何畸变,设计了缺少地面控制点的无人机遥感影像几何校正算法。在改进角点匹配算法的基础上,提出以分块的方式提取图像中心区域角点作为基准控制点对另一幅图像进行几何校正的算法。该算法先以两个图像A和B中心点连线的中垂线划分重叠区域为K1和K2两块,取图像A上靠近中心点的重叠区域块K1A为基准,选取K1A内有效角点为基准控制点,以图像B上对应的角点为待校正控制点;然后求出基准控制点和待校正控制点间的多项式对应关系式,校正重叠区域块K1B上的每个像素,以类似的方法校正另一块重叠区域K2。实验结果表明,通过算法校正后的无人机遥感影像,几何畸变残差明显减小。     

基于改进克隆选择算法的最小二乘支持向量机

针对最小二乘支持向量机的参数选取问题,引入了克隆选择算法,提出了一种基于改进克隆选择算法的最小二乘支持向量机。同时根据最小二乘支持向量机的学习能力和泛化能力,在克隆选择算法的目标函数中加入两者的动态调节机制,这样改进的克隆选择算法在寻优过程中能够准确、快速地搜索到最小二乘支持向量机的最优参数。将本文模型用于乙烯裂解炉裂解深度值的学习和预测,经仿真实验表明:该预测模型的训练速度快,预测精度高。     

机械零件图像表面瑕疵的检测算法

针对机械零件表面瑕疵检测问题,将机器视觉技术用于零件表面图像瑕疵的提取和分析,提出一种基于粒子群 优化算法加权模糊C均值聚类的零件缺陷图像智能分割算法,精确定位了机械零件表面的瑕疵区域。缺陷的形状特征 是判断其类型的重要依据,提取缺陷的形状特征,设计支持向量机分类器来检测划痕、裂纹、砂眼等表面瑕疵。研究结果 表明,该方法具有较强的实用性,在实验数据库上达到90%以上的正确识别率。     

虚拟阵的TOA定位算法

为了改进经典的多维标度测量(MDS)定位法中一次测量一次定位的精度不高的缺陷,提出一种新的动态MDS虚拟阵定位算法,该算法简单,计算量小,便于实时处理。仿真结果显示在虚拟测量次数多于4次时,该算法性能明显优于Chan+虚拟阵定位算法及经典的MDS定位法,并且虚拟次数越多,该算法的性能越好。经典的MDS定位法相当于测量次数为1的无虚拟时的该文算法。     

摄像机运动参数实时跟踪算法

介绍了虚拟演播室系统典型结构,分析了带透镜径向畸变的小孔摄像机模型及采用径向排列约束求解摄像机参数的方法;提出基于相邻特征点间距比较/比值联合编码方案及特征点匹配算法,实现了高端虚拟演播室视景融合的核心技术。实际应用证明,在速度及稳定性方面具有较好的性能。     

柱状曲面容器内粒子图像测速中径向畸变校正方法

针对粒子图像测速（PIV）中速度矢量由于折射率引起的光学畸变进行了系统校正研究，提出了一种用于柱状曲面容器内PIV测量的径向光学畸变校正方法。并应用于泰勒一库埃特流测量的校正。     

基于数码相机图像的三维重构

针对传统三维坐标测量方法的局限性，提出了利用数码相机对物体进行三维重构，达到对物体进行非接触测量的目的．采用标准图像法对数码相机内部和外部参数分别标定，与传统的相机标定相比，简化了求解的复杂性．基于同一物体的两幅图像，给出了其三维重建理论和算法．并举例说明了三维重构的具体实现步骤和方法．     

室内移动机器人搜索人的算法设计

针对室内环境中经常出现的移动机器人搜索人的问题,设计并实现了一种在栅格地图基础上基于改进的遗传算法和A*算法进行路径规划的算法。移动机器人采用开源机器人操作系统（ROS）框架,在SLAM的基础上完成机器人自定位以及校准、路径规划和导航。对室内环境栅格地图应用单元分割法得到一系列以障碍物分割开的子区域,应用遗传算法规划最优的区域间转移序列,同时使用A*算法进行两点之间的导航规划。仿真与实验结果证明：该算法可以在已知的室内环境中提供最优化的搜索路径,在短时间内完成找到人的任务。     

基于误差控制的SAR投影失真快速校正算法

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展和广泛应用,为了更准确反映场景信息,几何校正成为SAR图像处理过程中的重要内容.文中根据机载SAR成像机理,分析了引起机载SAR图像几何投影失真的原因,并估算出其失真量,针对传统的非线性校正方法,提出了一种快速高效的基于误差控制的动态分段线性校正算法.该算法在保证SAR图像校正质量的前提下,通过控制SAR图像校正误差,用线性处理取代了非线性逐点运算,使得校正算法的计算复杂度大大降低.文中还从理论上推导出最佳的分段校正长度计算方法,可校正过程中动态调整分段长度,保证校正质量和运算效率.最后通过仿真试验验证了该文法的有效性和实用性.     

基于四叉树结构的小波格型矢量量化

基于格型矢量量化克服了传统矢量量化计算和存储复杂度高的缺点,提出了一种新型四叉树结构的小波格型矢量量化算法。对小波变换系数进行视觉加权,以感知的均方误差准则取代传统均方误差。改进零树编码方法,并按照小波系数的四叉树结构和其方向性来组织矢量,对重要系数作格型矢量量化。从而较好地综合利用了小波系数在空间和频域的能量集中特性。仿真实验证明,该方法具有速度快,存储量小的优点,与文献中其他算法相比,具有较高的编码效率。     

疲劳裂纹扩展试验裂纹图像采集系统

针对目前金属疲劳裂纹扩展检测方法存在效率低、操作繁琐、精度不高，不能实现实时性等缺点，文章提出了基 于机器视觉的裂纹检测方法。根据金属疲劳裂纹扩展试验过程中裂纹图像的采集要求，设计了摄像头位置可自动调整 的疲劳裂纹图像采集系统，包括摄像头安装运动装置，裂纹图像采集装置以及摄像头运动控制系统。图像采集装置由高 分辨率黑白面阵CCD摄像头、光学镜头，光源照明装置和图像采集卡组成，前3者安装在摄像头支架上，与摄像头运动 装置相连。摄像头运动装置中的X，Y，，Z轴运动机构由步进电机带动滚珠导轨机构。在基于ARM技术的运动控制系统 的控制下摄像头可沿X，Y，，Z轴作高精度直线运动，实现和试件之间精确位置的调整。实验结果表明，所设计的系统可 采集到疲劳裂纹扩展试验过程中高清晰度、高分辨率的试件裂纹图像，满足下一步裂绞尺寸计算的要求；摄像头运动定 位精度可达到0. 02 mm，满足精确的系统聚焦、位置调整、跟踪采集的要求。