一种基于数字图像的空间测距算法及仪器研发

基于数字图像的空间测距技术是非接触测量,其中汇聚式双目视觉系统具有测量视野大、对相机空间布局没有具体要求的特点,是目前基于数字图像的空间测距技术的研究热点之一。根据相机小孔成像原理,利用双目相机采集被测物在空间坐标系的平面图像信息(像素坐标),标定相机内外部参数以及相机外部参数旋转矩阵,平移向量,确定像素坐标系、图像坐标系、相机坐标系和世界坐标系之间的关系,构建测量对象平面图像像素坐标与世界坐标系中的坐标值之间的关系,建立基于数字图像的空间测距数学模型,通过平面图像上的像素坐标计算被测物两点之间的空间距离。按照便携式、低功耗、兼容性的原则,以RK3288为核心处理器,选用IMX-179作为图像传感器,基于Linux系统,研制基于数字图像的空间测距仪器,设计仪器的图像采集、数据传输、数据交换、数据处理模块,具有实时性好、测量效率高、系统结构简单、成本低等优点。实验证明,基于数字图像的空间测距仪器对10 cm的空间距离,在被测物位于相机前50~100 cm处的测量误差小于1%。基于该算法的测量仪器在机器人视觉、非接触工程测量、智能制造等领域具有广泛的使用价值。

辐射等效假人数字化建模方法

辐射等效假人主要依靠手工制作,生产周期长、加工精度低,无法满足参数化设计的要求,而通过建立辐射等效假人数字化模型可以有效解决这些问题。以"成都剂量体模"CT扫描切片集为基础,建立辐射等效假人的扫描坐标系(o)s-xs,ys,zs,利用Mimics软件重建人体主要器官和组织的三维模型;以器官的几何中心点为坐标系原点,根据器官的"特征点"建立器官局部坐标系(oJ-xJ,yJ,zJ),利用器官"特征点"在扫描坐标系和局部坐标系的坐标值,计算两个坐标系的变换矩阵;根据人体解剖学方位建立辐射等效假人的人体坐标系(or-xr,yr,zr),利用"控制点"在扫描坐标系与人体坐标系中的坐标值计算扫描坐标系与人体坐标系的变换矩阵,进而推导出器官局部坐标系与人体坐标系的变换矩阵。至此可以得到不同器官在人体坐标系中的几何参数,包括器官几何中心点坐标值以及局部坐标系与人体坐标系的旋转角。根据不同器官和组织的三维模型及其几何参数在pro/E软件中建立辐射等效假人数字化模型。建立辐射等效假人数字化模型可以实现辐射等效假人的数字化设计和制造,提高加工精度,缩短生产周期,并为辐射仿真假人的参数化设计打下基础,具有重要的理论意义和实用价值。

一种用于实时控制物流仓库寻迹机器人的编码和解码方法

根据机器人视觉原理,设计了一种基于简单图元的非同步流编码。流编码由"F"、"T"、"R"三种图元组成,分别表示"0"、"1"、"复码",设计了编码和解码规则,通过图像识别可以将流编码(图形)编译为计算机原始码。较传统的条形码和二维码,流编码具有编码和解码简单、信息量大、识别准确率高、能够在寻迹机器人运动过程中完成解码的特点,满足物流仓库对寻迹机器人的控制和定位的要求,提高物流仓库运行效率。该编码和解码方法可以广泛应用于信息识别和传输领域,取代条形码和二维码。