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基于双目标定的独居老人摔倒检测算法

传感器与微系统 2014年第10期33卷 100-103页

作者：程添杨思思冯蓉周泓浙江大学生物医学工程与仪器学院浙江杭州310027

独居老人摔倒已成为一个备受关注的问题。为快速有效获取摔倒信息从而使老人得到及时救助,提出一种基于双目标定的独居老人摔倒检测算法。该算法通过色彩不变性分割前景目标(老人),采用双目视觉标定计算人体在三维坐标中高度作为特征信... 详细信息

独居老人摔倒已成为一个备受关注的问题。为快速有效获取摔倒信息从而使老人得到及时救助,提出一种基于双目标定的独居老人摔倒检测算法。该算法通过色彩不变性分割前景目标(老人),采用双目视觉标定计算人体在三维坐标中高度作为特征信息,能够有效区分易混淆动作,防止误判,提高检测准确率。实验结果表明:该算法易于实现,具有较好的鲁棒性和实时性。

关键词：双目标定色彩不变性摔倒检测

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双目标定系统精度提高的方法

武汉工程大学学报 2012年第1期34卷 69-73页

作者：杨明王海晖陈君万妮武汉工程大学计算机科学与工程学院湖北武汉430205 武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室湖北武汉430205

针对双目标定系统精度提高的问题,介绍了摄像机标定方法、原理及双目标定系统的标定流程.通过用张正友平面模板两步法实验分析总结出影响双目标定系统精度的因素,并提出了提高精度的方法.在各种影响因素达到最小时的实验表明重投影误差... 详细信息

针对双目标定系统精度提高的问题,介绍了摄像机标定方法、原理及双目标定系统的标定流程.通过用张正友平面模板两步法实验分析总结出影响双目标定系统精度的因素,并提出了提高精度的方法.在各种影响因素达到最小时的实验表明重投影误差不超过0.2像素,可以满足双目标定系统的实用性.

关键词：摄像机标定双目标定标定精度

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基于平面模板的机器人双目标定与目标定位

计算机技术与发展 2013年第6期23卷 27-30,34页

作者：晁衍凯徐昱琳周勇飞吕晓梦王明上海大学机电工程与自动化学院上海200072

视觉是机器人获取外界信息最主要的途径,通过视觉系统准确地定位目标物体是机器人控制中的关键技术。为了使机器人准确地获取目标物体的位置,文中采用平面模板法对双目摄像头进行标定,构建机器人坐标系,完成对目标物体的定位。经过标定... 详细信息

视觉是机器人获取外界信息最主要的途径,通过视觉系统准确地定位目标物体是机器人控制中的关键技术。为了使机器人准确地获取目标物体的位置,文中采用平面模板法对双目摄像头进行标定,构建机器人坐标系,完成对目标物体的定位。经过标定,双目摄像头可以获取目标物体在空间坐标系中的位置,经过坐标系转换,可以获得目标物体在机器人世界坐标系中的坐标值,该值是机器人实现对目标物体伺服跟踪和抓取的重要数据。最后,本方法在家庭机器人上得到了验证,机器人能够准确地定位目标物体。

关键词：双目标定平面模板目标定位服务机器人

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基于双目立体视觉的纱线运动参数识别

河南理工大学学报（自然科学版） 2023年第3期42卷 103-110页

作者：赵鹏翔冯培欧建鑫李姝佳王永兴东华大学机械工程学院上海201620 东华大学纺织装备教育部工程研究中心上海201620

针对目前运用传统接触方法难以准确、无干扰测量纱线运动参数的问题,提出基于双目立体视觉的纱线运动参数识别方法。采用双目高速相机采集运动纱线图像,开发双目高速同步抓帧存图程序;利用高精度标定板进行双目标定;经滑动窗口和线面交... 详细信息

针对目前运用传统接触方法难以准确、无干扰测量纱线运动参数的问题,提出基于双目立体视觉的纱线运动参数识别方法。采用双目高速相机采集运动纱线图像,开发双目高速同步抓帧存图程序;利用高精度标定板进行双目标定;经滑动窗口和线面交点方法定位纱线测试点;对极线校正后严格行对准的像对使用块匹配、原始和改进半全局块匹配等立体匹配算法计算深度图,并采用视差原理求得纱线测试点空间位置坐标;结合存图时刻求得纱线运动参数。实验表明,本文方法得到的纱线运动参数中位移误差均值为0.132 mm,与实际情况吻合良好。

关键词：双目立体视觉纱线运动参数非接触测定双目标定极线校正改进SGBM算法

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钢轨全轮廓线结构光双目视觉测量系统标定

仪器仪表学报 2019年第3期40卷 203-211页

作者：李文涛王培俊陈亚东李柏林胡家盈西南交通大学机械工程学院成都610031 柳州工务机械段柳州545027

线结构光视觉测量技术因非接触和精度高的特点被用于钢轨磨耗测量。为解决钢轨断面全轮廓测量和线结构光测量系统现场标定困难的问题,提出了一种基于自由平面靶标的线结构光双目现场标定方法。首先,基于线结构光双目视觉测量模型搭建测... 详细信息

线结构光视觉测量技术因非接触和精度高的特点被用于钢轨磨耗测量。为解决钢轨断面全轮廓测量和线结构光测量系统现场标定困难的问题,提出了一种基于自由平面靶标的线结构光双目现场标定方法。首先,基于线结构光双目视觉测量模型搭建测量系统,分别采集两侧摄像机公共视角下任意位置的不含和包含线结构光的棋盘格平面图像;然后,采用棋盘格平面标定法获取两侧摄像机内部参数。利用线结构光平面与不同位置标定板相交产生的特征点拟合出线结构光平面在两侧摄像机坐标系中的平面方程,采用罗德里格斯变换原理求解出线结构光平面与两侧摄像机的外部参数;最后,结合摄像机内部参数和线结构光平面与摄像机外部参数实现钢轨全轮廓测量,并进行现场测试。试验结果表明,相机内参数标定误差约为0.03 pixel,结构光平面拟合度达0.999,钢轨断面全轮廓总测量偏差为0.54 mm,满足测量精度要求。

关键词：线结构光视觉测量双目标定钢轨全轮廓罗德里格斯变换

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物体三维重构与位姿估计

物体三维重构与位姿估计

作者：朱贺勇浙江大学

学位级别：硕士

随着人口出生率的不断下跌以及人口老龄化问题的不断加剧,我国的人口红利正在快速消失,如何尽快实现智能制造、完成制造业的产业升级变得越来越重要,机器人是实现智能制造的重要抓手。三维重建与物体6D位姿估计是操作机器人中视觉技术... 详细信息

随着人口出生率的不断下跌以及人口老龄化问题的不断加剧,我国的人口红利正在快速消失,如何尽快实现智能制造、完成制造业的产业升级变得越来越重要,机器人是实现智能制造的重要抓手。三维重建与物体6D位姿估计是操作机器人中视觉技术的关键,其中物体6D位姿估计算法的速度与精度直接决定了操作机器人操作任务的成败,三维重建则为物体6D位姿估计算法提供模型数据,使得物体6D位姿估计成为可能。基于此,本文开展了机器人作业场景中的物体位姿估计与三维重建的研究,主要工作包含以下三个方面:1)针对操作机器人作业场景中物体6D位姿估计缺乏三维模型的问题,本文搭建了一个基于转台的物体快速三维重建系统。该系统主要由一个深度相机、一个彩色相机和一个转角可控的旋转转台组成,为了重建出高精度的三维模型,本文对彩色相机、彩色相机与深度相机、转台进行了标定,实验表明标定精度满足三维重建的需求。2)设计实现了基于转台的物体快速三维重建方法,其中旋转平台可以围绕旋转转台中轴线以预设角度旋转,通过多次调整物体在转台上的姿态以及标定好的深度相机和彩色相机可以采集目标物体的多视角彩色点云数据,对多视角点云数据进行配准、融合,并利用泊松表面重建算法重建出物体表面,即可得到物体完整的三维模型。实验表明,该方法重建精度可以达到0.42mm。3)采用点对特征算法利用基于转台的物体快速重建系统重建的三维模型与深度相机采集的场景点云数据进行6D位姿估计。首先对物体的三维模型计算点对特征进行全局建模存储成哈希表建立点对特征库,然后对场景点云计算点对特征索引哈希表查找对应点计算位姿,并通过投票选取最优位姿,最后通过迭代最近点算法对位姿做进一步矫正。实验表明,该方法位姿估计精度可以达到1.51mm,满足了机械臂抓取需求。

关键词：三维重建 6D位姿估计相机标定双目标定点云配准旋转平台

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基于双目视觉的水火弯板三维测量技术研究

基于双目视觉的水火弯板三维测量技术研究

作者：时丹江苏科技大学

学位级别：硕士

目前国内造船企业主要依靠经验丰富的工人来完成船体外板的加工工作。传统的水火弯板检测方式效率低误差大,且不能满足现代造船业对自动化加工生产的要求,这也是制约船舶生产周期和质量的瓶颈。船体外板成型自动化检测是一个急需解决的... 详细信息

目前国内造船企业主要依靠经验丰富的工人来完成船体外板的加工工作。传统的水火弯板检测方式效率低误差大,且不能满足现代造船业对自动化加工生产的要求,这也是制约船舶生产周期和质量的瓶颈。船体外板成型自动化检测是一个急需解决的难题。高弯曲度、大面积的曲板必须采用新的有效的测量方法。双目视觉测量技术可以做到无接触、高效率地对曲板进行测量。所以,本文设计了一个基于双目视觉的水火弯板三维测量系统。本文的研究工作如下:(1)在张氏标定法的基础上解决了对相机精度要求高和左右图重投影误差大的问题。使得标定实验只需由3个非共线点和2幅图像就可以得到相机的内外参数,而无需进行复杂的矩阵计算。(2)采用灰狼算法对水火弯板实验图像进行Otsu多阈值分割,解决曲板在自然光照下光照不均影响图像预处理质量的问题。利用灰狼智能优化算法获得最佳阈值,并进行Otsu多阈值分割对比实验。(3)选用Steger算法来实现图像边缘检测。Steger算法需要对整个图像的每个点计算Hessian矩阵进行五次高斯卷积,利用高斯函数的可分离性,将二维高斯卷积简化成一次高斯行卷积和一次高斯列卷积。在此基础上,应用递归算法将图像按照行、列的顺序进行了递归卷积,从而获得与二维卷积相同的结果,运行速度大大提高。(4)针对船体外板弱纹理特性带来的立体匹配问题,选取SAD算子、SSD算子和NCC算子对曲板左右图进行相似性测度实验,得到适合曲板的算子;针对船体外板大尺寸带来的立体匹配问题,选取不同窗口大小进行对比实验,得到适合曲板的窗口大小。(5)为了满足水火弯板自动化测量的要求,设计了一个基于双目视觉的水火弯板三维测量系统,该系统主要由图像导入、二维图像预处理、三维重建和重置模块组成。双目相机实时拍摄曲板图像,将图像导入系统,得到曲板的三维测量数据,将偏差值反馈给系统,调整加工工艺参数,进行再次加工。实验表明,与传统的双目标定法相比,本文提出张氏标定法的改进算法将标定误差降低到0.06以内。本文采用的Otsu图像多阈值分割处理方法,体现了良好的分割效果,图像的噪声点比原图像减少50%,在问题的求解精度和收敛速度方面都有良好的性能。与原先的Steger图像边缘检测相比,本文提出的方法引入递归思想,算法的运行速度大大提升,而且这种提升与高斯参数的选择没有任何关系。选取SAD算子和9×9大小的匹配窗口,视差图质量得到了明显提升。采用肋位线点云偏差比对,判断曲板的成形精度是否满足船体建造要求。若曲板的成形精度不满足船体建造要求,则将偏差值反馈给曲板成形系统,调整加工工艺参数,进行再次加工,实现了曲板的自动化测量。

关键词：水火弯板双目标定 Otsu多阈值立体匹配三维测量

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一种实用的双目显微镜视觉系统标定设计

高技术通讯 2018年第5期28卷 442-450页

作者：李惠光梁毕辉邹立颖沙晓鹏燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 齐齐哈尔大学通信与电子工程学院齐齐哈尔161006 东北大学秦皇岛分校控制工程学院秦皇岛066000

本文针对显微镜光路复杂对三维物体的放大倍数过大使得采集的图像样本不理想的情况,将双目视觉系统的标定原理与显微系统产生的虚拟双目成像原理结合,提出了一种双目显微小孔成像模型。深入分析了显微摄像机系统的标定及畸变模型,然后,... 详细信息

本文针对显微镜光路复杂对三维物体的放大倍数过大使得采集的图像样本不理想的情况,将双目视觉系统的标定原理与显微系统产生的虚拟双目成像原理结合,提出了一种双目显微小孔成像模型。深入分析了显微摄像机系统的标定及畸变模型,然后,根据张正友的平面模板标定方法和Brown的方法,提出了一种双目标定算法,求解了摄像机内外参数和非线性畸变参数。最后结合Bouguet算法对图形进行校正,通过实验验证了本文所提方法的有效性。

关键词：显微镜双目标定小孔成像机器视觉

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视觉系统在玩具小车装配中的应用

机械设计与制造 2020年第10期 256-260页

作者：安宁翟晓彤赵华东徐博凡郑州大学机械工程学院河南郑州450001

为了满足视觉系统对于玩具小车的识别、定位和抓取,使用HALCON对相机进行系统标定,以消除相机畸变的影响。视觉系统创新性的使用了三相机进行图像采集,其中一个彩色相机用于识别,配套8mm镜头,两个黑白相机用于定位,配套12mm镜头。基于... 详细信息

为了满足视觉系统对于玩具小车的识别、定位和抓取,使用HALCON对相机进行系统标定,以消除相机畸变的影响。视觉系统创新性的使用了三相机进行图像采集,其中一个彩色相机用于识别,配套8mm镜头,两个黑白相机用于定位,配套12mm镜头。基于双目立体视觉系统和手眼标定系统,进行双目标定和手眼标定,得到对应的标定结果和标定误差。然后,通过得到的参数实现玩具小车的识别、定位和抓取,实验测试定位误差可以控制在0.3mm以内,能很好的实现玩具小车的抓取,满足工业生产的需求。

关键词： HALCON 视觉系统三相机双目标定手眼标定