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NAO机器人的视觉伺服物品抓取操作 被引量：8
1
作者 袁丽 田国会 李国栋 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期57-63,共7页
针对家庭环境中服务机器人物品的抓取问题,提出一种改进的基于位置的视觉伺服抓取算法。首先,利用Naomark标签完成对物体的快速识别,并通过世界平面单应矩阵分解对物体的位姿进行估计;然后,对NAO机器人的机械臂进行运动学建模,并分别设... 针对家庭环境中服务机器人物品的抓取问题,提出一种改进的基于位置的视觉伺服抓取算法。首先,利用Naomark标签完成对物体的快速识别,并通过世界平面单应矩阵分解对物体的位姿进行估计;然后,对NAO机器人的机械臂进行运动学建模,并分别设计单臂和双臂抓取的视觉伺服控制律;最后,为进一步提高抓取的稳定性和鲁棒性,对末端执行器进行路径规划。实验结果表明,本方法能够快速、稳定地抓取目标物品。 展开更多
关键词 视觉伺服 NAO 机器人 单应分解 运动学模型 单臂双臂抓取
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移动机械臂手眼关系标定及视觉伺服控制方法 被引量：6
2
作者 杨元慧 李国栋 +2 位作者 吴春富 王小龙 蔡小伟 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期54-63,101,共11页
将视觉传感器集成到移动机械臂上构成眼在手上构型的视觉伺服系统是服务机器人实现物品抓取与搬运操作的一种有效方法,但存在手眼关系标定算法复杂非线性,以及难以处理移动机械臂的非完整性约束等难题。为了克服以上难题,首先将移动机... 将视觉传感器集成到移动机械臂上构成眼在手上构型的视觉伺服系统是服务机器人实现物品抓取与搬运操作的一种有效方法,但存在手眼关系标定算法复杂非线性,以及难以处理移动机械臂的非完整性约束等难题。为了克服以上难题,首先将移动机械臂抽象为一个广义机械臂,对其进行运动学建模,并求出其运动学解析逆解;然后提出一种全新的线性主动视觉摄像机标定方法对手眼关系进行标定;最后设计包含眼注视逼近和look-thendoing开环抓取的视觉伺服切换控制律来控制移动机械臂实现家庭物品的抓取操作。仿真及试验结果表明,该线性手眼关系标定法易于实现,且具有极高的标定精度,同时设计的视觉伺服切换控制律能够有效克服移动机械臂的非完整性约束带来的控制困难。 展开更多
关键词 视觉伺服 手眼关系标定 移动机械臂 切换控制 单应分解 主动视觉
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基于人工地标的双足机器人视觉自定位 被引量：4
3
作者 丁娜娜 田国会 +1 位作者 李国栋 张庆宾 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期51-56,共6页
针对家庭或者办公室等室内环境下双足机器人的自定位问题,提出一种通过对世界平面的单应矩阵进行分解来实现自定位的方法。首先设计一种新型AR-mark人工地标,利用颜色信息分割感兴趣区域提取出AR-mark的特征点,然后对特征点与空间3D点... 针对家庭或者办公室等室内环境下双足机器人的自定位问题,提出一种通过对世界平面的单应矩阵进行分解来实现自定位的方法。首先设计一种新型AR-mark人工地标,利用颜色信息分割感兴趣区域提取出AR-mark的特征点,然后对特征点与空间3D点进行匹配。通过直接线性变化法计算出世界平面的单应矩阵后,利用世界平面的单应分解算法获得摄像机坐标系与AR-mark人工地标坐标系间的位置关系,最终实现双足机器人的局部精确定位。实验结果表明,AR-mark人工地标易于识别,信息内容丰富,同时利用世界平面单应矩阵分解算法定位精度高,能够很好地辅助双足机器人完成室内自定位任务。 展开更多
关键词 单应分解 人工地标 自定位 双足机器人
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一种景物平面法向已知条件下的单应矩阵快速分解算法 被引量：4
4
作者 李国栋 田国会 +1 位作者 王洪君 周风余 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期735-738,共4页
针对机器人混合视觉伺服控制中的摄像机位姿估计问题,分析欧氏单应矩阵的基本性质,提出一种景物平面法向已知情况下的欧氏单应矩阵快速分解算法.仿真实验结果表明,所提出的算法实现简单,避免了矩阵奇异值分解运算和从多组分解结果中确... 针对机器人混合视觉伺服控制中的摄像机位姿估计问题,分析欧氏单应矩阵的基本性质,提出一种景物平面法向已知情况下的欧氏单应矩阵快速分解算法.仿真实验结果表明,所提出的算法实现简单,避免了矩阵奇异值分解运算和从多组分解结果中确定惟一解的过程,能够较好地满足视觉伺服控制系统的实时性要求. 展开更多
关键词 位姿估计 单应分解 混合视觉伺服
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利用平面单应分解实现服务机器人视觉伺服 被引量：3
5
作者 李国栋 田国会 +1 位作者 周风余 薛英花 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第5期19-22,31,共5页
智能空间中家庭服务机器人所需完成的主要任务是协助人完成物品的搜寻、定位与传递。而视觉伺服则是完成上述任务的有效手段。搭建了由移动机器人、机械臂、摄像头组成的家庭服务机器人视觉伺服系统,建立了此系统的运动学模型并对安装... 智能空间中家庭服务机器人所需完成的主要任务是协助人完成物品的搜寻、定位与传递。而视觉伺服则是完成上述任务的有效手段。搭建了由移动机器人、机械臂、摄像头组成的家庭服务机器人视觉伺服系统,建立了此系统的运动学模型并对安装在机械臂末端执行器上的视觉系统进行了内外参数标定,通过分解世界平面的单应来获取目标物品的位姿参数,利用所获取的位姿参数设计了基于位置的视觉伺服控制律。实验结果表明,使用平面单应分解方法来设计控制律可简单有效地完成家庭物品的视觉伺服任务。 展开更多
关键词 视觉伺服 单应分解 家庭服务机器人
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风电叶片铺层三维激光投影系统标定方案
6
作者 周爱国 尉皓智 +1 位作者 朱玉田 梁钊泉 《起重运输机械》 2024年第7期73-78,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 风电叶片 三维激光投影 单应性矩阵 奇异值分解 标定方案
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风电叶片动态数据获取及运动分析 被引量：3
7
作者 刘其林 燕必希 +1 位作者 董明利 孙鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第8期48-52,共5页
将动态摄影测量方法应用于运行中风力发电机叶片在自然风力载荷下关键点的空间坐标动态数据测量中。风电叶片因其独有的形貌特征、运动特点及现场测量环境,令测量面临许多问题。为此提出以风机自身为标定墙及摄影比例尺的动态摄影测量方... 将动态摄影测量方法应用于运行中风力发电机叶片在自然风力载荷下关键点的空间坐标动态数据测量中。风电叶片因其独有的形貌特征、运动特点及现场测量环境,令测量面临许多问题。为此提出以风机自身为标定墙及摄影比例尺的动态摄影测量方案,数据处理与风电叶片模态分析数据需求对接。测量所涉及的关键技术有五点法相对定向、单应性匹配、关键点动态数据跟踪分解等。实验结果表明,测量距离在1.5m时,测量运行中风电叶片点空间距离的标准差小于0.637,系统内部测量稳定性良好;与V-Star系统测量值对比,测量运行中风电叶片点空间距离误差优于0.705mm,相比V-Star系统误差扩大10倍;在实地测量中,测量距离在100m时,理论精度可达5cm;设备搭建方便快捷,测量数据丰富且测量范围广,满足风力发电机测量需求。 展开更多
关键词 动态摄影测量 风力发电机叶片 五点法相对定向 单应性匹配 动态数据跟踪 动态数据分解
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基于单应矩阵的相对位姿改进算法 被引量：3
8
作者 张培科 武元新 蔡奇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第15期25-30,共6页
从单应矩阵恢复相对位姿在视觉导航、视觉伺服应用中具有重要价值,证明了单应矩阵的新性质,并利用该性质改进了基于单应矩阵分解的相对位姿估计算法。与已有算法相比,该算法的候选解个数减半,并扩大了适用范围。理论分析、合成数据和真... 从单应矩阵恢复相对位姿在视觉导航、视觉伺服应用中具有重要价值,证明了单应矩阵的新性质,并利用该性质改进了基于单应矩阵分解的相对位姿估计算法。与已有算法相比,该算法的候选解个数减半,并扩大了适用范围。理论分析、合成数据和真实数据测试均表明,改进方法使从候选解中筛选出唯一解的运算时间减少了50%,提高了位姿估计的总体运算效率。 展开更多
关键词 单应矩阵 比例模糊性 相对位姿 奇异值分解
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移动机器人车载摄像机位姿的高精度快速求解 被引量：1
9
作者 唐庆顺 吴春富 +2 位作者 李国栋 王小龙 周风余 《山东大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期32-39,共8页
在分析移动机器人车载摄像机位姿的特殊性质的基础上,根据摄像机的等效转轴构造辅助旋转矩阵,利用该旋转矩阵将原始待分解本质矩阵和单应矩阵转换为一类简单的、可通过初等数学运算进行分解的本质矩阵和单应矩阵。仿真实验的结果表明,... 在分析移动机器人车载摄像机位姿的特殊性质的基础上,根据摄像机的等效转轴构造辅助旋转矩阵,利用该旋转矩阵将原始待分解本质矩阵和单应矩阵转换为一类简单的、可通过初等数学运算进行分解的本质矩阵和单应矩阵。仿真实验的结果表明,该车载摄像机位姿估计算法较传统方法具有更高的精度和更快的运算速度,对摄像机等效转轴的扰动也具有很好的鲁棒性。此外,分解出的可能解的数目较传统算法减少了一半,且在除诱导单应阵的空间景物平面与地面垂直的情况下,均能直接得到移动机器人的唯一转角,为移动机器人姿态控制提供了极大的便利。 展开更多
关键词 移动机器人 位姿估计 本质矩阵分解 单应矩阵分解 车载摄像机
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基于仿射迭代方法的大基线图像匹配技术研究
10
作者 邓宝松 高宇 +1 位作者 魏迎梅 吴玲达 《信号处理》 CSCD 北大核心 2007年第6期823-828,共6页
两幅图像中相应特征点邻域窗口之间的单应映射可以用仿射变换模型来近似。本文首先通过奇异值分解给出仿射变换矩阵4个自由度的几何含义,然后将其分解为一个相似变换矩阵和一个旋转的准单位矩阵(Rotated Quasi-Identity Matrix)的乘积,... 两幅图像中相应特征点邻域窗口之间的单应映射可以用仿射变换模型来近似。本文首先通过奇异值分解给出仿射变换矩阵4个自由度的几何含义,然后将其分解为一个相似变换矩阵和一个旋转的准单位矩阵(Rotated Quasi-Identity Matrix)的乘积,即在基于相似变换模型匹配的基础上再用基于仿射变换模型的迭代算法对相应特征点精确定位。针对相似变换中初始旋转角度的难确定性,在初始匹配中提出基于亮度最速下降方向的对齐方法,而在引导匹配阶段提出基于相应极线方向的对齐方法,这两个策略不仅提高了算法效率,还能为进一步的仿射迭代提供良好的初值。在得到最优仿射变换参数之后,实现了对相应特征点定位误差的精确补偿及其邻域窗口的透视矫正。最后通过真实图像的实验以及和现有算法的比较验证了本文算法的可行性和精确性,并给出了相应的实验数据和结果。 展开更多
关键词 特征点匹配 单应映射 仿射变换 奇异值分解 定位误差补偿
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