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基于机器视觉的蛾类三维姿态中前翅间夹角计算方法

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林业科学 2017年第11期53卷 120-130页

作者：张睿珂陈梅香李明杨信廷温俊宝北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室北京100083 国家农业信息化工程技术研究中心农业部农业信息技术重点开放实验室北京市农业物联网工程技术研究中心北京100097

【目的】在农林业害虫自动识别分类过程中,目标蛾类三维姿态的准确获取可以优化识别过程,提高识别效率。通过对复杂的蛾类害虫三维姿态进行量化,准确获取虫体三维姿态的信息数据,可克服二维姿态识别的信息缺失问题,提高算法的鲁棒性,为... 详细信息

【目的】在农林业害虫自动识别分类过程中,目标蛾类三维姿态的准确获取可以优化识别过程,提高识别效率。通过对复杂的蛾类害虫三维姿态进行量化,准确获取虫体三维姿态的信息数据,可克服二维姿态识别的信息缺失问题,提高算法的鲁棒性,为蛾类虫体的自动识别奠定基础。【方法】以棉铃虫为例,提出一种基于机器视觉原理的蛾类虫体前翅间夹角计算方法,以确定虫体的三维姿态,即:通过角点检测原理提取蛾类虫体前翅的标记特征点,获取标记特征点的空间坐标,进而计算虫体前翅间夹角角度。【结果】此方法能够快速、便捷、准确地获取棉铃虫成虫虫体前翅间夹角,且相对误差0.10%~3.96%;该计算方法与激光测量进行偏差分析,均方根误差为1.421 6;配对T检验无显著性差异,表明本文提出的方法可行。【结论】以棉铃虫为例提出一种基于机器视觉的标记特征点虫体前翅间夹角计算方法,平均用时仅14.6 s,少于激光测量法的1 min,在计算效率上也有所提高,为多姿态蛾类害虫的自动监测、快速识别提供重要的技术手段。

关键词：机器视觉三维姿态蛾类前翅间夹角特征点提取

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全自动测量轴对称目标三维姿态的新方法

光电工程 2008年第7期35卷 6-11页

作者：王鲲鹏李由李立春张小虎于起峰国防科学技术大学航天与材料工程学院长沙410073

针对靶场试验中目标三维姿态测量的问题,研究了一种全自动测量轴对称目标三维姿态的新方法。首先对靶场目标成像模型进行分析,其次采用几何主动轮廓模型(GAC)和改进的Hough变换算法高精度提取图像上目标的中轴线,在此基础上利用目标成... 详细信息

针对靶场试验中目标三维姿态测量的问题,研究了一种全自动测量轴对称目标三维姿态的新方法。首先对靶场目标成像模型进行分析,其次采用几何主动轮廓模型(GAC)和改进的Hough变换算法高精度提取图像上目标的中轴线,在此基础上利用目标成像的共线方程对传统中轴线法求出的俯仰角和偏航角进行自动修正,消除了传统中轴线法求取目标姿态结果的二义性,得到了符合实际情况的目标三维姿态参数。实验证明,该算法能高精度地提取目标中轴线,并可快速求解真实的三维姿态角。

关键词：三维姿态几何主动轮廓 Hough变换姿态角修正轴对称目标

惯量椭圆法在单站光测目标三维姿态测量中的应用

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光子学报 2007年第3期36卷 568-573页

作者：彭晓东周泗忠刘波唐惠君闫闵奇中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院空间科学与应用中心北京100080

对于从单站获得的目标图像进行轨迹及姿态的精确判读的问题,提出了一种新方法,即通过对图像中分割出来的目标图像,计算其惯量椭圆,并根据该惯量椭圆推算出目标的空间姿态角.这种方法充分利用了单站获得的二维目标图像的几何信息,并对目... 详细信息

对于从单站获得的目标图像进行轨迹及姿态的精确判读的问题,提出了一种新方法,即通过对图像中分割出来的目标图像,计算其惯量椭圆,并根据该惯量椭圆推算出目标的空间姿态角.这种方法充分利用了单站获得的二维目标图像的几何信息,并对目标图形的细节程度要求不高,适用于各种轴对称目标.在用vc ++实现了该方法后对几组试验图片进行了判读,并对实验结果做了对比分析后表明:方法准确度较高,结果稳定.

关键词：三维姿态单站光测图像惯量椭圆

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基于弱透视成像模型的目标三维姿态测量

光子学报 2014年第5期43卷 138-143页

作者：赵汝进刘恩海张文明赵连军中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院大学北京100049

为了准确获取空间目标跟踪、视觉导航等领域中目标的三维姿态，进行了目标三维姿态单目视觉测量方法研究．提取图像目标的典型特征点构造出直角三角形，并通过其边长比例先验信息以及弱透视成像模型推导出目标三维姿态的单目解算算法．... 详细信息

为了准确获取空间目标跟踪、视觉导航等领域中目标的三维姿态，进行了目标三维姿态单目视觉测量方法研究．提取图像目标的典型特征点构造出直角三角形，并通过其边长比例先验信息以及弱透视成像模型推导出目标三维姿态的单目解算算法．与传统测姿方法相比，该算法在相机焦距等内参量未知条件下依然可解算姿态，增大了测姿应用范围；与传统迭代测姿方法相比，避免了循环迭代求解过程，无需设置迭代初值，提高了解算效率．数值仿真试验结果表明目标在离相机1～3km成像时姿态测量误差低于1．5°；实际图像序列测量结果表明目标俯仰角和偏航角测量结果拟合残差小于1°，翻滚角拟合残差小于2°．实验验证了算法的正确性和稳定性，表明该算法在内参量未知条件下能有效测量中远距离成像目标三维姿态．

关键词：弱透视特征点检测三维姿态单目视觉

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基于单张二维照片的三维姿态计算

计算机工程 2006年第6期32卷 232-233页

作者：刘晓宁周明全耿国华西北大学计算机科学系可视化研究所西安710069

通过一张二维照片计算其三维姿态是三维人脸识别和颅像重合中的难点问题。该文主要研究了绕轴的平面旋转、垂直深度旋转和侧深度旋转的姿态计算问题。通过两外眼点间的关系计算平面旋转角度;通过眉间点、鼻下点与颏下点的距离关系计算... 详细信息

通过一张二维照片计算其三维姿态是三维人脸识别和颅像重合中的难点问题。该文主要研究了绕轴的平面旋转、垂直深度旋转和侧深度旋转的姿态计算问题。通过两外眼点间的关系计算平面旋转角度;通过眉间点、鼻下点与颏下点的距离关系计算垂直深度旋转角度;通过鼻下点与两外眼点的角度关系计算侧深度旋转角度。试验证明提出的方法误差小,能够比较准确地计算出三维姿态。

关键词：人脸识别颅像重合三维姿态

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三维姿态实时显示的小型无人机飞控仿真系统

实验室研究与探索 2015年第1期34卷 73-78,83页

作者：张云洲胡禹超吴成东宋云宏东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 奥维通信股份有限公司辽宁沈阳110179

本文设计并实现了一种小型无人机飞行控制仿真系统,规划了合理的系统架构,由在环程序、飞行动力学模型、地面站程序及三维可视化显示等部分共同构成仿真系统。针对实际问题,提出了飞行姿态的三维直观显示、动力学仿真模拟的方法,结合硬... 详细信息

本文设计并实现了一种小型无人机飞行控制仿真系统,规划了合理的系统架构,由在环程序、飞行动力学模型、地面站程序及三维可视化显示等部分共同构成仿真系统。针对实际问题,提出了飞行姿态的三维直观显示、动力学仿真模拟的方法,结合硬件在环和软件在环等两种方式建立了数据链路,构建了三维飞行器模型并导入仿真系统。仿真与实际飞行数据表明,所构建的仿真系统能够很好地满足小型无人机姿态控制和飞行仿真,实现了较高的精度和良好的实时性。

关键词：无人机飞行控制仿真系统三维姿态数据链路在环程序

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钢壳沉管端钢壳三维姿态验收测量技术

广东公路交通 2022年第1期48卷 63-66页

作者：朱书敏李创武王永方圆保利长大工程有限公司广州510620

在钢壳沉管隧道施工中,钢壳管节浇筑前后的验收主要是对端钢壳进行三维姿态测量,主要包括端钢壳面板(端面板)平整度、端钢壳横向垂直度(水平偏角)和竖向倾斜度(竖向偏角),目的是保证沉管精确地沉放安装。根据深中通道沉管隧道端钢壳施... 详细信息

在钢壳沉管隧道施工中,钢壳管节浇筑前后的验收主要是对端钢壳进行三维姿态测量,主要包括端钢壳面板(端面板)平整度、端钢壳横向垂直度(水平偏角)和竖向倾斜度(竖向偏角),目的是保证沉管精确地沉放安装。根据深中通道沉管隧道端钢壳施工验评标准,要求端钢壳总体测量精度达到mm级,难度较大。为满足测量精度,采用了一种钢壳沉管三维姿态测量技术,主要是利用高精度全站仪+全圆法观测软件+MATLAB数学软件对钢壳沉管端钢壳三维姿态进行测量并处理分析各项数据指标,评定端钢壳在钢壳管节浇筑前后的精度,同时能确保工序之间合理衔接。

关键词：钢壳沉管隧道端钢壳三维姿态高精度测量技术

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单站光测图像确定空间目标三维姿态

光子学报 2004年第12期33卷 1480-1485页

作者：唐自力马彩文刘波单金玲陈良红中国科学院西安光学精密机械研究所西安710068 中国华阴兵器试验中心华阴714200

充分利用空间目标的几何先验知识,提出了一种基于特征点提取的单站经纬仪等光测设备确定空间目标三维姿态的迭代算法,避免了多站图像的立体匹配,并在此基础上用vc++进行了模拟仿真.实验表明该方法准确度较高,结果稳定,应用价值高.

关键词：姿态测量图像处理三维姿态单站定姿特征提取先验知识

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改进型互补滤波在三维姿态估计中的应用

控制工程 2019年第5期26卷 910-915页

作者：陈薇赵铭陈梅合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

在四轴飞行器的姿态解算过程中,一般是通过互补滤波算法融合多传感器数据解算姿态角的,但将互补滤波算法应用到三维姿态解算中遇到了偏航角的变化引起俯仰角和横滚角的变化这一问题。针对这个问题,详细分析了四轴飞行器三维姿态角的解... 详细信息

在四轴飞行器的姿态解算过程中,一般是通过互补滤波算法融合多传感器数据解算姿态角的,但将互补滤波算法应用到三维姿态解算中遇到了偏航角的变化引起俯仰角和横滚角的变化这一问题。针对这个问题,详细分析了四轴飞行器三维姿态角的解算过程,并对三维姿态解算算法进行改进,修改了互补滤波器中的误差补偿成分,去掉X、Y轴的磁力计误差补偿、添加了Z轴磁力计误差补偿。实验平台包括STM32控制器、MPU6050和AK8975姿态传感器,在该实验平台下验证改进的三维姿态解算算法的有效性。通过实验验证,改进后的姿态解算算法能实时准确的解算出四轴飞行器的三维姿态角,解决了姿态角互相干扰的问题。

关键词：三维姿态互补滤波误差补偿互相干扰