基于ARM的线阵CCD测距系统设计

CCD(电荷耦合器件)是一种高性能的半导体光电器件,近年来在摄像、工业检测等科技领域里得到了广泛的应用。将CCD测量系统应用于几何量测量中,可以满足高精度测量、在线动态检测和非接触测量等工程实际要求。主要研究内容是采用双目视差原理来测距,重点在于线阵CCD数据采集及处理系统的软硬件设计。首先在详细分析了线阵CCD的工作原理的基础上采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)设计了线阵CCD积分时间和主频同时可调的驱动时序脉冲电路;最后设计了ARM7TDMI微控制器LPC2214为中心的信号处理系统硬件电路。

双目视觉测径仪的单CCD实现

利用双目视觉原理进行直径测量，通常需要2个CCD相机，2个相机间的空间相对位置不易确定，从而影响测量结果的精度。用1个CCD相机来实现双目视觉测径，不仅可以节省1个昂贵的相机，而且可以使空间位置比较容易确定。文中给出了测量原理及最终直径的求解方法。

基于交会对接CCD光学成像敏感器的双目测量算法

在空间交会对接近距离逼近阶段,CCD光学成像敏感器作为相对导航信息获取的主要测量敏感器,其测量性能直接关系到空间交会对接能否成功.针对适用于空间交会对接过程中CCD光学成像敏感器的双目测量算法展开研究,推导了基于主像机坐标系的双目测量算法计算公式,并重点对其抗干扰能力进行研究,最后对该双目测量算法进行了仿真分析并给出了仿真结果.

基于DM642的双CCD同步运动研究

基于DM642的RS-232通讯协议,分析双CCD同步协调运动控制系统的组成结构和工作原理,给出双CCD同步协调运动控制的实现方法以及同步运动控制命令字的计算方法,并在DM642上实现双EVI-D100P彩色摄像机方位和俯仰的立体空间运动。最后,进行系统仿真试验。

双目立体视觉测距系统误差模型的研究

针对双目立体视觉测距中产生误差的问题,分析了系统中的各个参量,并建立了双目立体视觉测距系统的误差模型。得出引起测量系统误差最大的两个参量是CCD摄像头的对准程度和测量的距离;在视场中心的距离测量精度低,边缘测量精度高,在视场中心的水平和纵向的测量精度却远高于在边缘的测量精度两个结论。基于本文建立的误差模型可以指导适用于具体应用场合的双目立体视觉测距系统的设计。

双筒多视场太阳光度计图像跟踪系统

双筒多视场太阳光度计可用来测量卷云光学性质,为了解决当有不均匀云时传统太阳光度计利用四象限光强分布跟踪太阳会不准的局限性问题,采用CCD图像处理技术跟踪太阳,研制了双筒多视场太阳光度计的图像跟踪系统。介绍了该图像跟踪系统的总体结构及原理和成像光筒的设计,详细阐述了天文视日轨迹跟踪方法和图像处理技术跟踪方法相结合的双模式跟踪算法及其流程,给出了跟踪效果图,并对其可靠性和稳定性进行了分析。结果表明,该系统能很好的跟踪太阳,可实现非阴雨天气的全天候全自动跟踪,跟踪精度高于1。该系统适于双筒多视场太阳光度计用于测量卷云光学性质,也可应用于其它对太阳跟踪精度要求较高的场合。

双目视觉传感器的自动标定

双目视觉传感器在三维激光扫描测量中已得到广泛应用,其标定的简易与精确程度直接影响了三维激光扫描测量仪的使用。利用含有多个圆形标志的标定块以及两步标定方法,采用动态阈值分割,边缘提取,轮廓自动跟踪等技术,实现了对其自动标定。标定结果显示,自动化程度及标定精度较高,且具有较好的抗干扰性及稳定性。

一种新型光学测量系统在高温环境中的应用研究

提出了一种高温条件下的在线光电测量系统,可直接用于浮法玻璃锡槽内玻璃成型区的玻璃厚度测量。建立了一种自动补偿玻璃板上下表面倾斜的单像机双目视觉传感器模型,变双CCD摄像机结构为单CCD摄像机结构。通过加装一组对称光学反射镜,镜像出一对虚拟摄像机,可在同一个CCD像面上采集到存在视差的2幅图像,从而消除玻璃板上下表面倾斜角引起的系统误差;同时,完成传感器在高温恶劣环境中的二维定位,保证了仪器设计基准与测量基准的统一。分析了高温气体湍流条件下激光传输光线起伏效应和光线起伏对激光测量系统性能的影响,提出利用先验法补偿系统热致光学误差;通过实验和在线实际应用证明:该系统测量精度能够满足玻璃厚度在线测量的要求。

双目视觉测量传感器研究

研究了按照激光三角测量原理由 1个线激光器及 2个CCD摄像机组成的双目视觉测量传感器。探讨了 2个CCD摄像机的摆放位置及其对测量精度的影响,确定了其几何参数。在此基础上,论述了其工作过程,包括其标定方法、标定过程、扫描图像采集、特征提取、特征匹配及三维数据生成。该双目视觉测量传感器配合扫描机构(如三坐标测量机 )即可对物体进行非接触式三维激光扫描测量,其测量速度快,精度比较高,可以应用于逆向工程领域。

双目系统中图像随机噪声的分析

图像立体匹配的精度是保证双目系统测量准确性的重要因素,也是系统研制过程中需要解决的难点问题。对影响双目系统中图像立体匹配精度的随机噪声建立了一种局部统计量符合高斯分布的简化统计模型,基于这个噪声模型设计了滤波方案。实验表明,滤波后图像立体匹配的精度优于1/4像素。

基于双目视觉原理的智能测宽仪

厚钢板宽度测量是轧钢生产中一个重要的环节。介绍了光电测宽仪的工作原理和硬件构成,提出了基于双目视觉原理的厚板宽度测量方法,将测量过程分为三种情况,给出了相应的解决方案。同时,采用一阶微分期望值的亚象素边缘检测算法,有效降低了测量误差。实践验证了该方法的有效性。

双目立体视觉系统的非线性摄像机标定技术

针对双目立体视觉的工业检测精度和实时性要求,采用LENZ畸变模型建立基于面阵CCD的双目成像几何模型,分析了成像模型的内外参数及针孔模型的局限性,提出改进的双目立体视觉系统摄像机两步标定方法。利用HALCON标定板及函数库平台,采用亚像素精度的边缘提取和椭圆拟合算法精确获取标定点,以建立像点与空间点的对应关系,并对标定参数进行非线性优化。实验证明该标定算法灵活准确,并具有良好的可扩展性。

双目视觉测距系统软硬件设计研究

为实现双目视觉测距功能,设计了基于测距原理的系统软硬件架构。首先,简要叙述了机器视觉的应用领域及其测量方法,然后,详细描述了基于轴线平行和轴线汇聚结构的双目视觉测距原理,最后,基于该原理,对双目视觉测距系统进行了软硬件设计。该系统软硬件架构可为将来双目测距系统的工程实践奠定基础。

双目光电装备光轴平行性数字化检校系统设计

设计了一种多光谱双目光电装备光轴平行性数字化检校系统。利用平行光管产生无限远白光、微光、红外目标,平行光经双目光电装备、光轴平移装置,将两路光线入射到面阵CCD上,目标图像经CCD、图像采集卡转换成数字图像信息送入计算机,利用软件算法得到光轴误差量,参考所建立的光电装备数学模型,给出光轴校正方案,利用辅助工具完成光轴平行性校正。该系统适用于多种双目光电装备,能够实现自动化检测,并给出数字化的光轴误差量,具有良好的通用性和可扩展性。

基于双目视觉技术的曲面测量方法

介绍了一种基于视觉技术的非接触式曲面测量方法,该方法根据双目立体成像原理,以数学形态学及计算机图形图像学为理论基础,利用数字图像处理技术,采用常规设备实现曲面的测量。通过对已知曲面(圆柱表面)进行测量以及误差分析,得出该测量方法的精度为0.30mm,验证了此方法的可行性。

基于双目机器视觉的高速高精度自动贴屏机设计

针对目前智能手机人工贴屏精度差、效率低、成本高的现状,文章提出了一种基于双目机器视觉的高速高精度自动贴屏解决方案。该方案采用两个CCD相机分别采集手机机身和手机屏幕图像,经图像采集、图像预处理后,快速提取图像边缘信息,准确快速计算XY轴向偏差和R向角度偏差,并由XYR对位平台快速完成对位调整。经测试,该设备定位精度≤±0.005mm,重复定位精度≤±0.005mm,贴屏速度≥300片/小时,屏幕贴合平整度≤±0.005mm,能大幅提升贴屏精度和效率,具备一定的应用和推广价值。

双目立体视觉技术在工业大尺寸测量中的应用

利用双CCD摄像机系统测量工业大工件的尺寸,不仅可以避免以往人工接触式测量的不足,还可以解决单摄像机系统感知区域相对有限而无法实现三维场景重构的弊端。该测量系统能提高测量效率和测量精度,实现实时、在线、非接触测量。给出了该测量系统的实现方案,实验结果表明,该测量系统适用于较大尺寸的测量,精度较高,具有一定的实用价值。

基于双目视觉的光纤定位研究

本文介绍了一种在光纤对接系统中用于光纤粗定位的视觉子系统 .文章以双目视觉的应用为背景 ,详细论述了视觉系统的硬件配置和软件开发 ,包括系统标定、图象处理、特征提取、三维计算的具体步骤 .提出了改进的 Hough变换算法 ,能够较为准确的定位图象中的两根光纤 .

基于双目视觉的智能送餐机器人系统设计

随着中国社会老龄化问题的日益加剧,劳动力的短缺将会严重阻碍社会经济的发展。智能机器人慢慢地融入到人类的生产生活中,逐渐开始代替人类发挥出越来越大的作用。针对传统的送餐机器人所存在的在送餐循迹过程中路径偏差较大的问题,设计并实现了一款基于双目视觉的智能送餐机器人系统。整个系统的硬件电路由图像采集模块、电源模块、电机驱动模块等组成。软件上通过立体匹配算法来设计最优路径。通过实验验证,方案是切实可行的,可靠地实现了餐厅送餐的智能化,具有很好的应用和推广价值。

接触线参数双目视觉测量系统的有效视场与分辨率分析

根据双目测量系统的特点和接触线参数检测的技术要求,分析了双目视觉法测量接触线的有效视场和分辨率与系统结构参数和摄像机光学参数的理论关系。应用MATLAB软件对不同结构参数和光学参数条件下的有效视场和分辨率进行仿真计算。结果表明图像传感器CCD的光敏面尺寸和像素尺寸分别是影响有效视场和分辨率的主要因素;对于确定的CCD,焦距增大,有效视场减小,分辨率提高;而且,对接触线高度的测量分辨率远低于对拉出值的测量分辨率。