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Human-inspired lighting control in robot systems with the intention of glare avoidance

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Engineering Sciences 2011年第4期9卷 16-22页

作者： Chen Shengyong Guan Qiu Liu Sheng bi dexue College of Computer Science Zhejiang University of Technology Hangzhou 310023 China Box 140 Tianjin University of Science and Technology Tianjin 300222 China

This paper presents some human-inspired strategies for lighting control in a robot system for best scene interpretation,where the main intention is to avoid possible glares or highlights occurring in images. It firstly compares the characteristics of human eyes and robot eyes. Then some evaluation criteria are addressed to assess the lighting conditions. A bio-inspired method is adopted to avoid the visual glare which is caused by either direct illumination from large light sources or indirect illumination reflected by smooth surfaces. Appropriate methods are proposed to optimize the pose and optical parameters of the light source and the vision camera.

关键词： robot vision computer vision lighting control human-inspired eye

基于激光交线的结构光视觉传感器现场标定新方法

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仪器仪表学报 2009年第8期30卷 1697-1701页

作者：毕德学刘方滔薛强李泽国天津科技大学机械工程学院天津300222

提出了一种可适用于未知环境的线结构光三维视觉传感器现场标定的新方法。与基于交比不变性求解特征点坐标来标定激光平面的方法不同,该方法可直接基于激光交线图像实现快速标定。通过拍摄一个与线结构光相交并以不同姿态随机自由移动... 详细信息

提出了一种可适用于未知环境的线结构光三维视觉传感器现场标定的新方法。与基于交比不变性求解特征点坐标来标定激光平面的方法不同,该方法可直接基于激光交线图像实现快速标定。通过拍摄一个与线结构光相交并以不同姿态随机自由移动的平面靶标的图像(至少3幅),就可同时实现三维视觉传感器CCD和激光平面的快速标定。该方法不必求解标定点坐标,方便、快捷、简单,可实现自动化,标定精度高,标定方法鲁棒性强。实验结果证明了该方法的方便和有效性。

关键词：线结构光视觉传感器激光交线标定

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机器人工具和相机位姿标定的新方法

仪器仪表学报 2019年第1期40卷 101-108页

作者：毕德学王欣亮刘志芳王晓鸣天津科技大学机械工程学院天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室天津300222

传统机器人手眼(机器人手腕法兰和相机)标定精度受限于机器人运动链的准确性,而且往往很难标定工具与机器人手腕法兰之间位姿关系。提出一种基于三坐标测量仪的高精度手眼标定新方法,利用三坐标测量仪将机器人末端工具、法兰盘、相机构... 详细信息

传统机器人手眼(机器人手腕法兰和相机)标定精度受限于机器人运动链的准确性,而且往往很难标定工具与机器人手腕法兰之间位姿关系。提出一种基于三坐标测量仪的高精度手眼标定新方法,利用三坐标测量仪将机器人末端工具、法兰盘、相机构建成闭环系统,避开了机器人的运动链,能够同时标定相机及工具-法兰三者之间的位姿关系,具有很强的实用性。实验表明,本标定方法的位置精度可达0.3 mm以内,角度精度可达0.062°。

关键词：机器人手眼及工具-法兰标定三坐标测量仪

基于有序图像序列与可控外部参数的远心镜头标定方法

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天津科技大学学报 2015年第4期30卷 60-64页

作者：李林娜毕德学马丽天津科技大学机械工程学院天津300222

以远心镜头放大率、远心度及镜头畸变作为标定参数,提出一种新型远心镜头标定方法.该方法通过控制旋转和平移2个外部参数矩阵,利用已知的外部参数对内部参数进行标定,而不再同时标定外部参数.通过一维高精度移动平台精确控制标定板到镜... 详细信息

以远心镜头放大率、远心度及镜头畸变作为标定参数,提出一种新型远心镜头标定方法.该方法通过控制旋转和平移2个外部参数矩阵,利用已知的外部参数对内部参数进行标定,而不再同时标定外部参数.通过一维高精度移动平台精确控制标定板到镜头的物距,获得一系列有序图像,从而获得可控的高精度外部参数.实验表明:该方法可解决目前远心镜头难以标定或标定参数不全、精确度差等问题,且标定模型简单、快捷,具有较高的实用性.

关键词：远心镜头摄像机标定有序图像序列可控外部参数

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四旋翼直升机爬升速度检测方法与实验研究

计算机测量与控制 2014年第5期22卷 1475-1477,1501页

作者：杨志永毕德学李林娜天津科技大学机械工程学院天津300222

为实现四旋翼直升机爬升速度的精确测量,提出了一种新型的检测方法;该方法首先采用加权平均法和均值滤波方法测量高度值,然后采用平滑鲁棒噪声微分法计算爬升速度,通过对实时数据的采集与处理,得到精确的信息;基于MEAS公司MS5611-01BA... 详细信息

为实现四旋翼直升机爬升速度的精确测量,提出了一种新型的检测方法;该方法首先采用加权平均法和均值滤波方法测量高度值,然后采用平滑鲁棒噪声微分法计算爬升速度,通过对实时数据的采集与处理,得到精确的信息;基于MEAS公司MS5611-01BA气压传感器的实验结果表明,经过平滑鲁棒噪声微分法处理后的爬升速度精度明显提高,标准差只有中心差分法的34%,比Lanczos微分法减少了13%,具有较好的鲁棒性,满足实际应用要求。

关键词：气压计高度测量爬升速度滤波

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基于GIS地图的移动机器人路径规划

天津科技大学学报 2012年第3期27卷 68-70,78页

作者：张丽娟毕德学天津科技大学机械工程学院天津300222

针对移动机器人路径规划实现条件的限制,提出基于GIS(geographic information system)地图的移动机器人路径规划.该方法应用改进A*算法,较好地实现了移动机器人的最优路径规划.在任意给定的地图中,只要确定了机器人的起点和终点,就可以... 详细信息

针对移动机器人路径规划实现条件的限制,提出基于GIS(geographic information system)地图的移动机器人路径规划.该方法应用改进A*算法,较好地实现了移动机器人的最优路径规划.在任意给定的地图中,只要确定了机器人的起点和终点,就可以找到该机器人在实际工作环境中符合需求的路径规划轨迹.应用VC++编程进行实验,证明了该方法的有效性.

关键词：机器人路径规划 GIS地图改进A'算法估价函数

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基于辐射标定的机械零件精密测量方法研究

计算机科学与应用 2013年第4期3卷 216-221页

作者：毕德学李相旭刘咏梅天津科技大学机械工程学院天津北京出入境检验检疫局北京

提出了一种基于辐射标定的机械零件精密测量方法。通过辐射标定求出摄像机CCD传感器的响应函数,建立图像灰度值与传感器收集的辐射能量之间非线性映射关系,恢复了图像中机械零件的真实场景,使机械零件的边缘轮廓更加接近实际。实验表明... 详细信息

提出了一种基于辐射标定的机械零件精密测量方法。通过辐射标定求出摄像机CCD传感器的响应函数,建立图像灰度值与传感器收集的辐射能量之间非线性映射关系,恢复了图像中机械零件的真实场景,使机械零件的边缘轮廓更加接近实际。实验表明,该方法有效地提高了机器视觉的测量精度,在机械零件非接触测量领域具有重要的意义。

关键词：机器视觉辐射标定响应函数非接触测量

H-Bot型3D打印机动力学参数辨识与定位误差补偿

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天津科技大学学报 2021年第2期36卷 40-45页

作者：曹深深毕德学邹绍昕天津科技大学机械工程学院天津300222 中国人民解放军32182部队北京100042

为提高经济型3D打印机的打印精度,以H-Bot型3D打印机为研究对象,对传统的运动模型进行简化,建立新的运动学方程,并搭建动力学仿真模型.通过引入正交实验和参数辨识方法对模型参数进行优化,对打印机的单轴运动进行标定,利用微分误差补偿... 详细信息

为提高经济型3D打印机的打印精度,以H-Bot型3D打印机为研究对象,对传统的运动模型进行简化,建立新的运动学方程,并搭建动力学仿真模型.通过引入正交实验和参数辨识方法对模型参数进行优化,对打印机的单轴运动进行标定,利用微分误差补偿法对运动进行误差补偿.提出一种基于以上方法的单轴运动标定方法,该方法可显著提高打印机喷嘴的定位精度.

关键词： 3D打印机动力学仿真参数辨识误差补偿

四旋翼飞行器航姿参考系统的误差补偿方法研究

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计算机测量与控制 2016年第2期24卷 267-270页

作者：杨志永毕德学孟强王济阳天津科技大学机械工程学院天津300222 独山子石化公司乙烯厂橡胶联合车间新疆克拉玛依833600

航姿参考系统是四旋翼飞行器姿态控制和惯性测量的关键,基于MEMS的惯性导航系统长期稳定性较差,陀螺仪传感器和加速度计存在明显的零漂现象,因此在使用前必须对陀螺仪传感器和加速度计的误差系数进行标定;论文首先以航姿参考系统的陀螺... 详细信息

航姿参考系统是四旋翼飞行器姿态控制和惯性测量的关键,基于MEMS的惯性导航系统长期稳定性较差,陀螺仪传感器和加速度计存在明显的零漂现象,因此在使用前必须对陀螺仪传感器和加速度计的误差系数进行标定;论文首先以航姿参考系统的陀螺仪和加速度计实时数据的采集与处理,并通过对陀螺仪和加速度计的误差产生原理的分析,提出了陀螺仪和加速度计的新型误差补偿模型,并推导了基于高斯牛顿法的误差补偿与标定方法,由此简化了标定过程,得到了标定结果;实验结果表明了在不提高成本和降低精度的情况下该基于高斯牛顿法的误差补偿与标定方法的有效性。

关键词：航姿参考系统高斯牛顿法误差补偿与标定