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基于单目视觉的平面测量 被引量：56
1
作者 尹英杰 徐德 +2 位作者 张正涛 王欣刚 屈稳太 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第4期347-352,共6页
针对平面上目标的定位及长度测量等问题,提出了一种基于单目视觉测量平面上物体位置的方法,并讨论了标定点的选取原则。在被测目标所在平面上放置平面靶标,在平面靶标上选取标定点,通过最小二乘法求取模型参数,实现单目视觉测量模型的... 针对平面上目标的定位及长度测量等问题,提出了一种基于单目视觉测量平面上物体位置的方法,并讨论了标定点的选取原则。在被测目标所在平面上放置平面靶标,在平面靶标上选取标定点,通过最小二乘法求取模型参数,实现单目视觉测量模型的标定。利用标定出的模型参数,根据目标的图像坐标计算出其平面坐标位置,从而实现目标的定位及长度测量。标定点个数至少为4个,并且标定点需满足特定的位置关系。实验中测得目标长度的相对误差小于0.3%,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 测量模型 标定 平面靶标 单目视觉 视觉测量
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一种高精度线结构光视觉传感器现场标定方法 被引量：46
2
作者 刘震 张广军 +1 位作者 魏振忠 江洁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3124-3128,共5页
针对现有线结构光视觉传感器标定方法存在的局限性,提出一种不需要求解光平面标定点的标定方法。根据光条图像求解平面靶标上光条在摄像机坐标系下的Plücker矩阵。在视觉传感器前合适位置将平面靶标摆放多次,联立所有光条空间直线... 针对现有线结构光视觉传感器标定方法存在的局限性,提出一种不需要求解光平面标定点的标定方法。根据光条图像求解平面靶标上光条在摄像机坐标系下的Plücker矩阵。在视觉传感器前合适位置将平面靶标摆放多次,联立所有光条空间直线的Plücker矩阵,求解光平面在摄像机坐标系的平面方程。最后通过非线性优化方法得到光平面方程在最大似然准则下的最优解。在标定过程中,所有光条点都参与光平面参数的计算过程,因此该方法标定结果精度高、稳健性强。实验证明,与现有方法相比该方法标定精度提高30%左右。 展开更多
关键词 机器视觉 线结构光视觉传感器 平面靶标 Plücker直线坐标
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基于共面靶标的线结构光传感器标定新方法 被引量：29
3
作者 陈天飞 赵吉宾 吴翔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期172-180,共9页
现有的线结构光传感器标定方法中,结构光平面上标定点的计算精度将会直接影响到传感器最终的标定精度。提出了一种基于共面靶标的线结构光传感器标定新方法,该方法无需计算光平面上的标定点,也无需反复计算摄像机的外参数。多次移动共... 现有的线结构光传感器标定方法中,结构光平面上标定点的计算精度将会直接影响到传感器最终的标定精度。提出了一种基于共面靶标的线结构光传感器标定新方法,该方法无需计算光平面上的标定点,也无需反复计算摄像机的外参数。多次移动共面靶标计算不同方向激光条纹直线的消隐点,并对其拟合直线得到光平面的消隐线,完成光平面法向的标定。根据交比不变原理计算共面靶标上标定点间的距离,并以其为约束来标定剩余参数。考虑到误差传递的影响,定义了优化目标函数,以已求得参数为初值进行非线性优化。对比实验表明了该方法具有较高的标定精度,测量误差均方根为0.0306mm,且标定过程简单,计算复杂度低,适合现场标定。 展开更多
关键词 测量 线结构光 共面靶标 标定 消隐点 消隐线 交比不变
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基于圆形标志点的深空探测全景相机标定方法 被引量：27
4
作者 吴凡路 刘建军 +1 位作者 任鑫 李春来 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期139-145,共7页
为满足深空探测全景相机的高精度标定要求,针对大型室外三维标定靶标构建困难、不能现场标定,平面棋盘靶标标定精度不高等问题,提出了一种基于圆形标志点的相机标定方法。大量圆形标志点按矩阵形式均匀分布在平面靶标上,以其中一个圆形... 为满足深空探测全景相机的高精度标定要求,针对大型室外三维标定靶标构建困难、不能现场标定,平面棋盘靶标标定精度不高等问题,提出了一种基于圆形标志点的相机标定方法。大量圆形标志点按矩阵形式均匀分布在平面靶标上,以其中一个圆形标志点为原点建立世界坐标系。基于相机成像模型及物点、相机原点、像点的共线性约束,以投影误差最小作为目标函数,采用非线性优化方法得到了相机参数的最优解。标定实验结果显示所提标定方法可行、有效,具有较高的标定精度和较好的稳健性,相机参数的标定精度优于0.3pixel;采用的畸变模型合适,标志点投影误差优于0.07pixel。 展开更多
关键词 机器视觉 相机标定 圆形标志点 全景相机 平面靶标 镜头畸变
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基于单经纬仪的视觉测量三维数据拼接方法 被引量：14
5
作者 张广军 孙军华 +1 位作者 魏振忠 周富强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期441-445,共5页
本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题,建立了经纬仪透视投影模型,提出了以平面靶标为中介坐标系,以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标,通过视觉传感器拍... 本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题,建立了经纬仪透视投影模型,提出了以平面靶标为中介坐标系,以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标,通过视觉传感器拍摄平面靶标上的特征点,求得视觉传感器坐标系到靶标坐标系的变换矩阵;通过经纬仪观测靶标上的特征点,求得靶标坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。因此,可求得视觉传感器坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。将视觉传感器所测得的各子区域的三维数据统一到了经纬仪坐标系下,即完成了大型自由曲面的全局测量。经实验验证,数据拼接的RMS误差小于0.487mm。 展开更多
关键词 自由曲面 视觉测量 三维数据拼接 经纬仪 平面靶标
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基于自由靶标的线结构光视觉测量系统标定研究 被引量：16
6
作者 杨凯 余厚云 杨超 《机电工程》 CAS 2016年第9期1066-1070,共5页
针对现有的线结构光视觉测量系统现场标定方法存在效率低、操作复杂等不足,提出了一种基于自由移动平面靶标的标定方法。该方法以平面靶标作为标定对象,首先采用张正友的方法标定出了摄像机内部参数,然后引入了线结构光和自由移动平面靶... 针对现有的线结构光视觉测量系统现场标定方法存在效率低、操作复杂等不足,提出了一种基于自由移动平面靶标的标定方法。该方法以平面靶标作为标定对象,首先采用张正友的方法标定出了摄像机内部参数,然后引入了线结构光和自由移动平面靶标,以各种位姿下靶标内的激光条纹与棋盘格角点边线交点作为特征点,求取了特征点在摄像机坐标系下的坐标,并拟合出了结构光面平面方程,从而完成了整个测量系统的标定。试验结果表明,采用上述方法标定后的线结构光视觉测量系统测量误差小于1%,达到了较高的标定精度,能够满足使用要求。 展开更多
关键词 线结构光 视觉测量 标定 光平面 平面靶标
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脉冲激光引信探测平面目标的回波特性研究 被引量：16
7
作者 陈杉杉 张合 徐孝彬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1095-1102,共8页
针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题,建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布,利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上,仿真... 针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题,建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布,利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上,仿真分析了不同参数对回波波形与信噪比的影响。对脉冲激光引信进行了回波试验,结果表明:实际回波波形与数值计算得到的回波波形保持一致,且峰值随着入射角的增大而衰减,峰值时刻前移。研究结果可为脉冲激光引信在高速动态条件下实现高精度测距提供理论参考依据。 展开更多
关键词 脉冲激光引信 平面目标 回波特性 重尾函数 椭圆高斯分布
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基于激光点云的平面标靶中心坐标提取方法研究 被引量：15
8
作者 陈俊杰 闫伟涛 《工程勘察》 2013年第8期53-57,共5页
平面标靶在三维激光扫描仪坐标系转换、点云拼接等过程中具有十分重要的作用,通过提取的标靶中心坐标可以衡量测量的精度。在分析目前平面标靶中心坐标提取算法的基础上,探讨了重心类及几何类标靶中心坐标提取算法的实用性。在对初始数... 平面标靶在三维激光扫描仪坐标系转换、点云拼接等过程中具有十分重要的作用,通过提取的标靶中心坐标可以衡量测量的精度。在分析目前平面标靶中心坐标提取算法的基础上,探讨了重心类及几何类标靶中心坐标提取算法的实用性。在对初始数据进行预处理后,使用重心类、几何类方法获得了平面标靶中心坐标,并分别对其精度进行了分析和比较。结果表明,重心类方法具有更好的实用性,而几何类方法目前尚无法满足相关工程精度要求。 展开更多
关键词 点云 平面标靶 中心坐标 三维激光扫描仪
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基于单应性矩阵的线结构光参量标定法 被引量：15
9
作者 洪磊 田啟良 嵇保健 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期107-112,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 标定 线结构光 单应性矩阵 平面靶标 拟合 消失点
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一种新的经纬仪自准直方法 被引量：13
10
作者 陈继华 黄剑波 +1 位作者 牟爱国 孙纪章 《测绘科学技术学报》 北大核心 2006年第5期338-340,344,共4页
在高精度方位传递及方位保存中,常常采用平面镜法线作为方位基准,在使用方位基准时,采用经纬仪自准直的方式来获得平面镜法线方向。常用的自准直方法需要在经纬仪上安装自准直灯,以平行光作为准直方向,但该法存在调焦误差大、作用范围... 在高精度方位传递及方位保存中,常常采用平面镜法线作为方位基准,在使用方位基准时,采用经纬仪自准直的方式来获得平面镜法线方向。常用的自准直方法需要在经纬仪上安装自准直灯,以平行光作为准直方向,但该法存在调焦误差大、作用范围小灯缺点,为弥补传统自准直方法的不足,提出一种新的经纬仪自准直方法,即外觇标自准直法。该法具有适用面广、调焦误差小、操作方便等优点。严密的几何证明及实验数据验证表明外觇标自准直法准确可靠,在工程实践中具有实用价值。 展开更多
关键词 自准直 经纬仪 平面镜 立方镜 外觇标
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双传感器激光视觉测量系统的校准 被引量：10
11
作者 周富强 陈酉玫 张广军 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期828-831,共4页
构建了由2个结构光传感器组成的激光视觉三维测量系统,建立了测量系统的数学模型。提出了一种基于未知运动的平面靶标获得测量系统全部参数的现场校准方法。实验表明,传感器校准后的三维坐标精度为0.011、0.008和0.115mm,所提出的校准... 构建了由2个结构光传感器组成的激光视觉三维测量系统,建立了测量系统的数学模型。提出了一种基于未知运动的平面靶标获得测量系统全部参数的现场校准方法。实验表明,传感器校准后的三维坐标精度为0.011、0.008和0.115mm,所提出的校准方法无需依赖专门的三维测量设备,操作简单,促进了双传感器激光视觉测量系统的工程化三维测量应用。 展开更多
关键词 双传感器 激光视觉 校准 平面靶标 三维测量
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等离子体浸没离子注入(PIII)过程中初始离子阵鞘层尺度内各物理量的时空演化 被引量：10
12
作者 黄永宪 田修波 +3 位作者 杨士勤 黄志俊 Ricky Fu Paul K.Chu 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期115-119,共5页
等离子体浸没离子注入(PIII)是用于材料表面改性的一种较新的、廉价的、非视线的技术。靶体被浸没在等离子体中,等离子体中的离子在靶体负脉冲偏压的作用下注入靶体而实现材料的表面改性。为了描述等离子体浸没离子注入过程,我们引用了... 等离子体浸没离子注入(PIII)是用于材料表面改性的一种较新的、廉价的、非视线的技术。靶体被浸没在等离子体中,等离子体中的离子在靶体负脉冲偏压的作用下注入靶体而实现材料的表面改性。为了描述等离子体浸没离子注入过程,我们引用了一维粒子模型(PIC)对其进行了数值模拟,该模型通过求解空间电势的Poisson方程,电子的Bolzmann分布以及离子在网格中受力运动的Newton运动方程来完成。本文重点研究了一个初始离子阵鞘层内电势、离子浓度、离子注入靶体的速度和动能以及离子流密度的时空演化规律。 展开更多
关键词 等离子体浸没离子注入 离子注人 鞘层 子阵 PⅢ 物理量 Poisson方程 材料表面改性 Newton 时空演化规律 离子流密度 脉冲偏压 数值模拟 粒子模型 求解空间 运动方程 离子浓度 靶体 电势 一维 电子 动能
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线结构光多传感器三维测量系统误差校正方法 被引量：12
13
作者 张维光 赵宏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期75-80,共6页
针对线结构光多传感器三维轮廓测量系统中多传感器坐标系统一误差及线结构光带特征平面方程求解误差的校正问题,应用一种可进行特征点多分辨率提取的平面靶标,选择两传感器共同测量范围内部分特征点作为参考点,应用迭代求解最近临点算法... 针对线结构光多传感器三维轮廓测量系统中多传感器坐标系统一误差及线结构光带特征平面方程求解误差的校正问题,应用一种可进行特征点多分辨率提取的平面靶标,选择两传感器共同测量范围内部分特征点作为参考点,应用迭代求解最近临点算法,求解两标定坐标系精确统一的参数,实现多传感器测量系统中两坐标系统一误差的校正.提出了一种带参数的线结构光带图像特征点亚像素提取算法,通过参数设置改变线结构光带特征平面的位置,对线结构光带特征平面方程求解误差进行校正.实验结果表明,误差校正算法精度高、重复性好,确保测量系统可以获得复杂型面物体高精度的截面测量配准数据. 展开更多
关键词 三维测量 误差校正 平面靶标 迭代求解最近临点算法 多传感器
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基于回光强度的平面标靶自动识别方法 被引量：10
14
作者 王力 李广云 张洪新 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1910-1913,共4页
平面标靶在中长距离三维激光扫描仪的检校、数据采集、单点测量等环节中发挥着重要作用,而平面标靶的高精度、自动化识别是在其使用中面临的一个关键问题。在分析扫描数据特点的基础上,提出一种基于回光强度的平面标靶自动识别方法。具... 平面标靶在中长距离三维激光扫描仪的检校、数据采集、单点测量等环节中发挥着重要作用,而平面标靶的高精度、自动化识别是在其使用中面临的一个关键问题。在分析扫描数据特点的基础上,提出一种基于回光强度的平面标靶自动识别方法。具体的步骤为:改正回光强度以消除距离的影响;基于回光强度进行阈值分割以得到平面标靶点云;提出一种基于扫描线的聚类算法,将平面标靶点云聚集在一起;采用形状检测技术排除非标靶对象;采用回光强度加权法计算平面标靶中心的三维坐标。通过对Riegl公司的三维激光扫描仪LMS Z620获取的实测数据进行实验,结果表明:此方法能完成标靶的快速、全自动识别,点位精度优于2 mm,能够满足测量任务的需要。 展开更多
关键词 目标识别 平面标靶 回光强度 聚类分析 标靶定位
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等离子体浸没离子注入的二维元胞粒子法计算机模拟与剂量分布研究 被引量：11
15
作者 吴志玮 丁可 +2 位作者 顾昌鑫 孙琦 单莉英 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期303-307,共5页
采用二维元胞粒子模型(PIC),模拟了一个完整脉冲时段内,等离子体浸没离子注入平板靶的过程。重点研究了等离子体鞘层的时空演化规律,以及入射离子流密度、入射离子角度与能量的分布,由此得到了注入离子剂量在靶表面的分布。模型结果表明... 采用二维元胞粒子模型(PIC),模拟了一个完整脉冲时段内,等离子体浸没离子注入平板靶的过程。重点研究了等离子体鞘层的时空演化规律,以及入射离子流密度、入射离子角度与能量的分布,由此得到了注入离子剂量在靶表面的分布。模型结果表明:等离子体鞘层的扩展先快后慢,且形状由椭圆柱形向圆柱形演化,对靶的保形性逐渐变差;注入离子剂量在靶表面的分布不均匀,在边角附近出现峰值;同时,在得到的入射离子信息基础上,对注入离子在改性层中的浓度深度分布研究表明,在靶的不同位置注入的离子在改性层中的浓度深度分布有显著差别,在靶边角处,注入离子的保留剂量很低,投影射程浅,浓度深度分布展宽较窄。 展开更多
关键词 等离子体浸没离子注入 二维元胞粒子模拟 平面靶 剂量分布 浓度深度分布
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简化UKF算法在摄像机标定中的应用 被引量：9
16
作者 陈益 赵高鹏 刘娣 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第19期274-276,共3页
提出一种基于简化无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的摄像机标定方法。将平面靶标图像上的不同特征点坐标视为同一个特征点在不同时刻的运动坐标。为避免欧拉角描述法带来的奇异问题,用单位四元数描述世界坐标系和摄像机坐标系之间的变换关系,... 提出一种基于简化无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的摄像机标定方法。将平面靶标图像上的不同特征点坐标视为同一个特征点在不同时刻的运动坐标。为避免欧拉角描述法带来的奇异问题,用单位四元数描述世界坐标系和摄像机坐标系之间的变换关系,选取摄像机内外参数作为系统状态变量。结合实际应用背景,简化标准UKF算法,将其用于摄像机参数估计,在保证标定精度的前提下降低运算复杂度。仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 摄像机标定 平面靶标 简化UKF算法
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基于卡尔曼滤波的摄像机标定方法 被引量：6
17
作者 翟晋 周富强 张广军 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期60-65,共6页
本文提出了一种基于迭代扩展卡尔曼滤波的摄像机标定方法。将二维平面靶标图像上的特征点看作是匀速运动的点,以观测到的特征点图像坐标和对应世界坐标作为滤波器的输入,摄像机内外参数的估计值作为滤波器的输出,根据迭代扩展卡尔曼滤... 本文提出了一种基于迭代扩展卡尔曼滤波的摄像机标定方法。将二维平面靶标图像上的特征点看作是匀速运动的点,以观测到的特征点图像坐标和对应世界坐标作为滤波器的输入,摄像机内外参数的估计值作为滤波器的输出,根据迭代扩展卡尔曼滤波算法得到摄像机内外参数的最优估计。通过仿真和真实实验,结果表明,对于有限数量的平面靶标标定图像数据,该算法具有较高的标定精度和较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 摄像机标定 平面靶标 卡尔曼滤波 摄像机参数
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一字线结构光三维测量模型的新型标定方法 被引量：9
18
作者 李冠楠 谭庆昌 +1 位作者 寇莹 张宇鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1334-1339,共6页
建立了一字线结构光的机器视觉测量模型,并提出了基于改进的CCD相机标定法的结构光平面精确标定方法.根据结构光沿光平面法线方向的能量分布规律,采用高斯拟合法提取图像中光条中心点的亚像素坐标.标定时,在自由移动的平面靶标上建立局... 建立了一字线结构光的机器视觉测量模型,并提出了基于改进的CCD相机标定法的结构光平面精确标定方法.根据结构光沿光平面法线方向的能量分布规律,采用高斯拟合法提取图像中光条中心点的亚像素坐标.标定时,在自由移动的平面靶标上建立局部世界坐标系,利用结构光光条与标靶的共面性,将通过相机标定参量计算得到的光条中心点的局部世界坐标转换到相机坐标系中.利用光平面上求得的标定点的三维坐标,实现了一字线结构光平面在相机坐标系下的优化估计.该方法考虑了影响测量模型准确度的因素,可以获取大量的用于标定光平面参量的标定点坐标.标准量块和轴颈的测量结果表明,该方法在实际应用中具有较高的准确度. 展开更多
关键词 结构光 平面靶标 标定 相机畸变 视觉测量
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基于柔性平面靶标的摄像机现场标定方法 被引量：9
19
作者 余明浪 魏振忠 孙军华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期347-350,共4页
提出一种摄像机现场柔性平面靶标标定方法.该方法仅需在平面靶标上设置少量空间三维坐标已知特征点.在这些特征点中,任意共线的特征点可以确定一条直线,因此可以确定若干条直线.根据在透视投影变换下,直线和直线的交点均为不变量的性质... 提出一种摄像机现场柔性平面靶标标定方法.该方法仅需在平面靶标上设置少量空间三维坐标已知特征点.在这些特征点中,任意共线的特征点可以确定一条直线,因此可以确定若干条直线.根据在透视投影变换下,直线和直线的交点均为不变量的性质,可获得除已知特征点之外的大量标定特征点用于摄像机标定.基于误差传播理论,对标定点的不确定度进行了详细分析.采用研制的尺寸为100 mm×100 mm,加工精度为0.01 mm的柔性平面靶标,对摄像机进行了现场标定实验,获得了0.032mm的标定精度. 展开更多
关键词 摄像机标定 平面靶标 柔性 不确定度
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二维三温能量方程的差分格式及平面靶数值模拟 被引量：6
20
作者 勇珩 段庆生 +1 位作者 裴文兵 江松 《计算物理》 CSCD 北大核心 2005年第6期479-487,共9页
通过统一二维直角坐标与柱坐标下三温能量方程的差分格式,实现了LARED-H(laser radiationelectron dynamic holehurm)程序既可以模拟正入射激光平面靶过程,也可模拟斜入射平面靶问题,从而扩展了LARED-H程序的功能.使用发展后的LARED-H... 通过统一二维直角坐标与柱坐标下三温能量方程的差分格式,实现了LARED-H(laser radiationelectron dynamic holehurm)程序既可以模拟正入射激光平面靶过程,也可模拟斜入射平面靶问题,从而扩展了LARED-H程序的功能.使用发展后的LARED-H程序进行了直角坐标系下线聚焦打靶耦合过程数值模拟,给出了不同入射角度下靶等离子体的膨胀过程. 展开更多
关键词 二维三温能量方程 平面坐标与柱坐标 平面靶数值模拟
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