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基于梯度的多图像小波变换运动测量

华南理工大学学报（自然科学版） 2007年第1期35卷 39-43页

作者：卢清华张宪民华南理工大学机械工程学院广东广州510640

利用小波变换的特性,设计了一种基于梯度的多图像小波变换运动测量算法.该算法利用多幅图像的数据计算两幅图像的运动,精度得到了较大的提高;同时结合可靠性检验,对通过了可靠性检验的光流约束利用快速的小波变换,进行多层并行的时间微... 详细信息

利用小波变换的特性,设计了一种基于梯度的多图像小波变换运动测量算法.该算法利用多幅图像的数据计算两幅图像的运动,精度得到了较大的提高;同时结合可靠性检验,对通过了可靠性检验的光流约束利用快速的小波变换,进行多层并行的时间微分.同传统运动估计算法相比,这种多层并行小波变换运动测量算法避免了估计中的误差传播,从而提高了测量精度.实验模拟结果表明,该算法不但实现简单,而且运动测量精度高.

关键词：运动测量小波变换多图像可靠性

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空间非合作目标特征提取与运动测量方法

中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第1期52卷 110-119页

作者：胡海东杜航王殿佑黄璐谢心如魏春岭北京控制工程研究所北京100094

在轨服务空间目标通常具有"非合作"特性,难以提取其特征并测量运动状态,针对这一问题,本文提出了一种空间非合作目标特征提取与运动测量方法.首先,对双目相机采集的目标图像进行阈值分割,将目标对接环区域与背景环境分割开来,采用Canny... 详细信息

在轨服务空间目标通常具有"非合作"特性,难以提取其特征并测量运动状态,针对这一问题,本文提出了一种空间非合作目标特征提取与运动测量方法.首先,对双目相机采集的目标图像进行阈值分割,将目标对接环区域与背景环境分割开来,采用Canny算子方法来检测星箭对接环边缘;其次,通过对目标边缘外形特点分析,采用Hough变换来提取十字支架直线特征,采用最小二乘法来拟合星箭对接环轮廓;再次,采用"平行等效投影"结合"极线对准"的方法,实现汇聚式双目视觉的左右相机图像匹配;最后,通过对星箭对接环和十字支架特征点进行三维重建,获取星箭对接环相对位置,采用双矢量定姿方法来确定星箭对接环相对姿态.地面仿真试验表明,该算法能够有效测量星箭对接环相对位置和姿态,在距目标1.5 m处,相对位置精度优于15 mm,相对姿态精度优于1.12°.本文的研究能够实现非合作目标对接环相对位置和姿态的精确测量,为空间非合作目标抓捕、维修、加注、模块更换、轨道转移等在轨服务任务提供测量基础和重要支撑,具有重要实际应用价值.

关键词：空间非合作目标特征提取运动测量

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基于显微图像处理的MEMS运动测量方法

纳米技术与精密工程 2012年第1期10卷 1-5页

作者：赵新郭春艳张玮光孙明竹卢桂章南开大学机器人与信息自动化研究所天津300071

为实现对MEMS的高精度运动测量,采用了基于显微图像处理的运动测量方法.在该方法中,针对特定的MEMS器件,首先将其放置在显微镜下摄取其可动部位的运动录像,由运动录像获取显微图像序列;然后针对MEMS自身结构的特点,设计有效的显微图像... 详细信息

为实现对MEMS的高精度运动测量,采用了基于显微图像处理的运动测量方法.在该方法中,针对特定的MEMS器件,首先将其放置在显微镜下摄取其可动部位的运动录像,由运动录像获取显微图像序列;然后针对MEMS自身结构的特点,设计有效的显微图像处理方法提取其运动位移,由位移最终获取MEMS器件的运动轨迹.基于上述方法,以微加速度计为例,根据其结构和运动特点,提出一种具有亚像素级精度的像素平移法提取其运动位移,将稳态位移的检测结果与理论值对比,得到检测结果为理论值的90.21%.检测结果与理论值良好的一致性,初步验证了方法的有效性.

关键词： MEMS 亚像素运动测量

基于计步器的运动测量在慢性病患者中的应用进展

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现代预防医学 2021年第5期48卷 884-887页

作者：张秋实张晓夏徐晖张振香郑州大学护理与健康学院河南医学高等专科学校

本文围绕基于计步器的运动测量在慢性病患者中的应用现状,从计步器的种类和适用范围、计步器测量的有效性和精确度、计步器干预对慢性病患者身体活动的效果等方面进行综述,旨在挖掘计步器在慢性病患者中的应用价值,为相关研究提供新思路。

关键词：慢性病计步器运动测量身体活动综述

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远程多点三维实时运动测量仪

实验力学 2021年第4期36卷 429-439页

作者：黄诚关棒磊苏志龙张东升于起峰上海大学力学与工程学院上海应用数学和力学研究所上海市能源工程力学重点实验室上海200444 国防科技大学空天科学学院图像测量与视觉导航湖南省重点实验室湖南长沙410073

基于图像和视觉的非接触运动跟踪是目前光测力学中一个活跃的研究领域,在科研和工程测量方面都得到了广泛的应用。本文基于立体视觉原理介绍了一种远程多点三维实时运动测量仪,该系统由2个可独立工作的测量站构成,每个站具备完整的高速... 详细信息

基于图像和视觉的非接触运动跟踪是目前光测力学中一个活跃的研究领域,在科研和工程测量方面都得到了广泛的应用。本文基于立体视觉原理介绍了一种远程多点三维实时运动测量仪,该系统由2个可独立工作的测量站构成,每个站具备完整的高速图像采集、距离测量、姿态感知、运动控制和数据处理功能。为了实现远程测量,站点之间通过网线或者无线传输的方式进行通信和数据交互,形成"主站+辅站"的协作测量模式。在三维计算上,利用场景特征实现双站相机的自动标定,并基于高效的数字图像相关原理进行立体匹配和时序跟踪,实现了多点三维运动的实时测量。通过室内刚体平移实验评估了该测量系统的精度;对实际风电叶片运动轨迹的测量,证明了该测量系统在远程大视场测量中的可行性。

关键词：三维视觉测量数字图像相关外参标定相机同步运动测量

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基于点云的空间非合作目标运动测量技术研究

计算机仿真 2016年第6期33卷 41-45,58页

作者：高伟杨光北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

在空间非合作目标准确探测和捕获问题的研究中,存在目标模型完全未知以及运动情况不明的问题。根据空间非合作目标的上述特点,提出了采用点云的非合作目标从模型获取到相对运动测量的技术方法。首先提出一种曲率度量提取关键点并结合特... 详细信息

在空间非合作目标准确探测和捕获问题的研究中,存在目标模型完全未知以及运动情况不明的问题。根据空间非合作目标的上述特点,提出了采用点云的非合作目标从模型获取到相对运动测量的技术方法。首先提出一种曲率度量提取关键点并结合特征提取的方法完成多视点云配准,之后针对运动测量提出了一种哈希索引表方法。利用多视点云配准获取的整体点云模型建立哈希索引表,待求姿态的点云在哈希索引表中查询匹配,获得目标的相对姿态。最后软件系统仿真结果表明,多视点云配准结合哈希索引表的方法,速度快,精度高,满足目标对准测量实时性和精度的要求。

关键词：空间非合作目标运动测量点云配准哈希索引表

基于光学和惯性跟踪数据融合的上肢运动测量技术及应用研究

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基于光学和惯性跟踪数据融合的上肢运动测量技术及应用研究

作者：张姹浙江大学

学位级别：硕士

人体上肢运动测量技术在临床诊断、康复工程、体育训练和虚拟现实等领域有着广泛的应用。目前主流的人体运动测量技术主要有机械式、电磁式、视频式、光学跟踪式和惯性跟踪式5大类。其中光学式最为常用,但高精度的光学测量设备价格昂贵... 详细信息

人体上肢运动测量技术在临床诊断、康复工程、体育训练和虚拟现实等领域有着广泛的应用。目前主流的人体运动测量技术主要有机械式、电磁式、视频式、光学跟踪式和惯性跟踪式5大类。其中光学式最为常用,但高精度的光学测量设备价格昂贵,低成本设备的测量精度又难以满足用户的要求。在此背景下,本文针对目前低成本的光学跟踪系统进行人体运动测量时精度较低,数据处理算法复杂、当标记点混淆或被遮挡时需要人工后处理等问题,提出了一种基于数据融合的人体运动测量方案,并将其运用于外骨骼康复训练系统,主要研究工作如下：1.根据人体上肢的运动特点和人体建模的原则,建立了上肢四自由度简化模型,并运用D-H参数方法对模型进行参数化,建立其运动学方程,完成了上肢关节角度解算方案,并利用MATLAB虚拟现实工具箱建立了人体的虚拟现实模型。2.针对光学跟踪系统测量在某些区域测量精度较低、光标被遮挡时无法测量等问题,提出基于光学和惯性跟踪数据融合的测量方案,采用卡尔曼滤波算法进行预测和补偿。搭建了实验平台,设计并完成多组数据融合实验,包括光学标记点被遮挡和无遮挡等情况下的实验,验证了融合算法的正确性,提高了测量精度和可靠性。3.将论文所提出的人体运动测量方法应用于外骨骼康复训练系统,完成了系统的整体方案设计,搭建了系统的软硬件平台并进行了一系列实验,包括系统的虚拟现实仿真实验和样机实验,实验结果表明,该系统能够实时测量人体上肢的运动信息并控制外骨骼完成相同的动作,从而验证了系统方案的可行性。本文探索了人体运动测量新方法并在外骨骼康复训练系统上进行了应用实验,为日后在此方向上更为深入的研究提供了初步的理论和实践基础。

关键词：运动测量光学跟踪系统惯性测量单元卡尔曼滤波外骨骼

基于SINS的高精度水下运动测量装置的设计与实现

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基于SINS的高精度水下运动测量装置的设计与实现

作者：张永超哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

水下运动测量一直是水下导航领域研究的热点问题,因光纤捷联惯导自主性强、精度高、工作稳定可靠等优势,成为了高精度水下自主性导航的主要方式,但捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System,SINS)存在累计误差的劣势,... 详细信息

水下运动测量一直是水下导航领域研究的热点问题,因光纤捷联惯导自主性强、精度高、工作稳定可靠等优势,成为了高精度水下自主性导航的主要方式,但捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System,SINS)存在累计误差的劣势,必须有辅助导航设备实时输出外部信息对SINS进行误差修正。本文以水下航行器运动测量为研究背景,在水池特定环境下,提出一种基于SINS的水下运动测量方案,研究压力深度计辅助导航,抑制SINS高度通道发散等相关技术。针对测量方案和工程需求,进行SINS和水下导航系统总体设计和系统搭建、水下导航系统的基本原理研究和误差补偿、水下导航系统初始对准和高度通道阻尼技术的研究,最后完成试验验证。论文具体研究内容如下:(1)完成水下运动测量系统的总体设计:针对实际工程需求,进行总体方案设计和拟定系统指标;其次,参考预期指标,完成光纤陀螺、加速度计和压力深度计关键器件的选型;针对器件尺寸设计系统机械结构,针对关键器件的输出信号和电源需求设计电源、信号采集和导航解算等硬件电路板以及驱动程序的编写;最后为了满足输出数据的实时显示和工程后期试验数据的处理分析,设计上位机对数据进行实时显示和保存。(2)水下组合导航系统的基本原理和误差补偿:分析了SINS和压力深度计的基本原理和误差模型;针对惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)确定性误差,建立陀螺仪和加速度计误差模型,估计零偏、标定因数和安装误差并进行补偿,提高惯导测量精度;针对IMU随机误差,进行Allan方差随机误差参数分析,辨识随机游走系数和零偏稳定性,为第4章节中的算法验证提供参考;最后,分析了压力深度计的静态测量误差,并进行滤波和温度补偿,提高压力深度计量测精度。(3)初始对准研究及深度测量误差修正:进行初始对准研究,提高对准和导航精度;其次,分析SINS高度通道的基本原理和误差,并仿真验证了SINS高度通道按指数型发散;针对SINS高度通道发散问题,引入外部深度信息,对高度通道进行阻尼抑制,并仿真分析了加表零偏、初始深度误差和深度计测量误差对天向位移的影响,结果表明,经典阻尼算法解决了天向位置发散问题,稳态误差达到厘米级,但存在初始时段的系统幅值振荡问题;针对幅值振荡问题,进行数学建模、Kalman滤波算法仿真,验证了该算法的有效性,从而又解决阻尼算法存在的幅值振荡问题。(4)水下运动测量系统试验验证:设计环境适应性试验,验证该系统在多环境条件下,工作均稳定可靠;其次,设计性能试验测试,进行对准(静态和摇摆)、对准重复性、静态导航和室外航姿基准对比试验,结果表明,对准航向精度测量精度达到厘米级。模型系泊、垂向运动和重复性试验,验证了水下运动测量系统的可行性与稳定性,其中水平位置误差精度1m/30s,达到良好的预期值,证明了水下运动测量系统满足工程应用要求。

关键词：水下导航运动测量光纤捷联惯导压力深度计高度通道

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运动测量系统游泳运动健儿的助力器

军民两用技术与产品 2021年第8期 5-7页

作者：无葛宏升北京航天时代光电科技有限公司不详

习近平总书记在党的十九大报告中提出,要"广泛开展全民健身活动,加快推进体育强国建设"。近年来,随着体育运动科技化程度的不断提高,奥运项目已发展成运动员和科技装备紧密联系的综合竞赛,采用高科技手段进行参数分析、指导训练,被全世... 详细信息

习近平总书记在党的十九大报告中提出,要"广泛开展全民健身活动,加快推进体育强国建设"。近年来,随着体育运动科技化程度的不断提高,奥运项目已发展成运动员和科技装备紧密联系的综合竞赛,采用高科技手段进行参数分析、指导训练,被全世界的高水平运动员广泛采用,成为助力奥运夺金的要素之一。国家体育总局局长苟仲文提出,要充分利用先进的科学技术助力体育强国建设。中国航天科技集团有限公司积极响应。

关键词：高科技手段国家体育总局运动健儿党的十九大报告助力器运动测量高水平运动员全民健身活动