针对十参数标定模型的导航避障相机影像精确校正

十参数标定模型是近景摄影测量中一种经典的内参标定模型。在影像畸变校正中,如果利用此模型采用直接重采样方式会产生空洞条纹,而常规的间接重采样方式虽无空洞产生,但在畸变较大的非中心区域同样无法得到较好的校正效果。针对此问题,本文提出了一种针对十参数标定模型的影像牛顿迭代精确校正算法。首先利用十参数标定模型将像点理想值和实际值进行重组,构建以像点实际值为待求量的非线性方程组;然后采用牛顿迭代法对影像中畸变部分进行局部线性逼近求解;最后采用间接重采样方法实现精确校正的目的。以移动机器人导航和避障相机作为研究对象,试验结果表明,牛顿迭代法校正可以得到高精度的优质去畸变影像,对避障相机的处理效果尤为显著。本文算法适用于移动机器人导航避障相机影像的畸变精确去除,为后续立体匹配环节生成优质的双目核线影像提供了可靠数据源。

基于动态视觉传感器的无人机目标检测与避障

针对无人机在动态环境中感知动态目标与躲避高速动态障碍物,提出了基于动态视觉传感器的目标检测与避障算法。设计了滤波方法和运动补偿算法,滤除事件流中背景噪声、热点噪声及由相机自身运动产生的冗余事件;设计了一种融合事件图像和RGB图像的动态目标融合检测算法,保证检测的可靠性。根据检测结果对目标运动轨迹进行估计,结合障碍物运动特点和无人机动力学约束改进速度障碍法躲避动态障碍物。大量仿真试验、手持试验及飞行试验验证了所提算法的可行性。

红外照相机的热浮法湍射流流态转捩机理探究

为了探究湍射流3种流动状态的转捩机理,设计并搭建了可控式湍射流实验仪,利用热浮法红外拍摄了3种流态,实现了湍射流的可视化及精确测量。通过实验观察和分析了包络态中流体转捩速度与雷诺数的关系,确定了转捩临界雷诺数大小范围,并推导和验证了涡环态中推进力与流体流速的半经验公式;同时通过颜色仿真展示了喷口截面处的压强分布图像;利用网格剖分的方式分析了涡环转捩机理,完善了流体运动过程的精细测量,为实验室测量雷诺数提供了一种可行方法。

阿秒脉冲串产生和相位信息重构的对比研究

阿秒脉冲为研究原子、分子和电子的超快动力学提供了前所未有的测量精度.目前最成熟的方法是使用飞秒激光与气体相互作用产生阿秒脉冲串和孤立阿秒脉冲.阿秒脉冲的时域信息以及电子的动力学信息可以通过阿秒条纹相机或基于双光子跃迁干涉的重构阿秒拍频(RABBITT)方法从能谱图中提取.本文研究了阿秒脉冲串的产生、测量和表征,通过自主设计建造的钛宝石放大器和阿秒束线进行实验获得光电子能谱图,并采用不同方法重构阿秒脉冲串的相位信息.这对于深入理解电子动力学并进行相关测量具有重要意义.

可见光条纹相机二维非线性快速标定技术

为了解决百ns级可见光条纹相机时空非线性标定需求,提出了通过构建一个时空二维分布的等间距标准光场快速标定条纹相机二维非线性的设想。通过序列脉冲光构造技术获得时间维度间距相等的参考点;通过光场空间调制技术获得空间维度间距相等的参考点。分析了序列脉冲光和光学系统的设计准则,基于该准则研制了一套可见光条纹相机二维非线性快速标定系统。该系统的时间分辨可达0.1 ns、空间分辨小于90 μm。基于该系统,通过单次扫描成像高效标定了国产某型条纹相机的扫描非线性、时间弥散、时间畸变和几何像差等非线性信息。此外,利用该系统对不同电路的扫描非线性进行了分析验证。该标定系统快速验证了双边扫描电路有利于优化扫描非线性。分析验证结果表明,该标定技术通过单次扫描即可对条纹相机的非线性参数进行标定。

基于RealSense仓库货物体积计算方法的研究

企业仓库中,查看可用空间量是调配货物过程中的重要环节,而对于固定的仓库,它的总容量是固定的,所以可以通过算出仓库中现有的货物量,然后两个相减即可得到剩余可用空间量。对于计算仓库货物的体积,首先使用RealSense深度相机获取货物场景的初始点云。由于获取的初始点云数据往往存在噪声,所以在进行货物体积计算时需要进行一些预处理。预处理过后得到了货物的点云,然后利用投影法和积分法对其进行计算测量。针对仓库货物堆的大小不一问题,提出了两种方案:第一种,对于小货物堆(体积小于2立方米的货物),使用相机从上往下拍,获取货物的顶面和地面,然后通过统计分析法、投影与积分的结合得到货物体积;第二种,对于大货物堆(体积大于等于2立方米的货物)不易获取货物的顶面,使用两个有一定距离的相机获取货物堆的两个侧面,然后对方案一的方法进行变形得到货物体积。实验结果表明:该方式测得的货物体积与实际的货物体积相差不超过3%,满足目前企业仓库的需求。

基于视频智能分析的水电厂人员不安全行为自动化检测系统

为保证水电厂的生产生活安全,该文提出基于视频智能分析的水电厂人员不安全行为自动化检测系统。摄像机模块采集区域内视频并发送给资源模块;资源模块存储以及传输数据;自动检测模块获取由资源模块传输的视频两帧间的人员行为前景图像,将其输入至深度置信网络中,输出人员行为安全性判断结果,并返回至资源模块;若检测模块检测到不安全行为,资源模块会将不安全信号传递给报警模块发出报警。通过实验可知,该方法获取的视频采集结果细节全面、清晰,提取的人员行为前景图像的交并比高,可实现人员不安全行为准确检测。

反射波法及孔内摄像法在桩身完整性检测中的应用实践与处理

预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)作为一种现代建筑基础的重要材料,其施工质量是不可忽视的。本文通过工程实例采用低应变反射波法及孔内摄像法共同检测桩身完整性,充分体现了两种不同方法之间的相互补充、相互验证,对PHC管桩桩身的完整性判断做到更加准确,为后续的施工处理提供可靠的依据。

考虑相机运动补偿的视觉模态测试方法

基于计算机视觉的结构模态测试方法因其非接触式的特点和全场测量的优势而备受关注,但此类方法对相机运动敏感,通常要求相机固定以保证测量精度。本文提出一种考虑相机运动补偿的视觉模态测试方法,采用基于特征匹配的单应变换对原抖动视频进行校正,补偿相机的六自由度运动以得到稳定视频;在结构表面设置“虚拟视觉传感器”,利用欧拉视角的稠密光流法估计结构的振动响应;通过随机子空间法识别结构的模态参数。为验证所提方法的有效性,通过手持智能手机拍摄的方式采集模拟抖动的视频,并开展悬臂梁的单频振动试验和模态辨识试验。将视觉模态测试结果与扫描式激光多普勒测振仪的测试结果进行比较,前五阶模态频率和阻尼比的平均误差分别低于0.4%和11.5%,模态振型的MAC矩阵对角值高于98%。试验结果表明,所提方法有效地消除了相机运动的干扰,并获得了良好的结构模态参数估计精度。

长江漫滩区预制桩桩长检测方法研究

预制桩属于地下隐蔽工程,其长度是保证预制桩承载性能、稳定性能和抗震性能的关键指标之一,多节预制桩由于桩长较长,往往难以开挖验证桩长是否符合设计要求。文章以南京长江漫滩区某工程为例,以静载试验与低应变法检测数据为基础,联合磁测井法和孔内摄像法对多节预制桩长度进行检测。检测结果表明,联合磁测井法和孔内摄像法探测多节预制桩长度是可靠的、有效的。

基于排队论的跨摄像头乘客轨迹识别方法

目前摄像头监控视频群组中采用遍历查找搜索全部摄像头视频,或者拓扑网查找重复搜索,导致人员追踪查找效率低、准确性差,为解决这一问题,提出了一种基于排队论和顶点加权有向图的高效选择监控摄像机视频的方法。该方法借鉴排队论理论的原理,将摄像头视为顶点,并构建了一个加权有向图。通过计算权值,能够确定最优的监控路径,同时考虑了摄像头之间的连接和权值。这一方法的关键优势在于高效地选择监控摄像机视频。此外,将城市轨道交通节点目标乘客的最优运动路径与人员追踪相结合,采用了顶点加权有向图的思想,提高了识别的准确性和效率。研究结果表明,通过将排队论和顶点加权有向图理论应用于人员追踪领域,为解决实际问题和提升系统性能提供了一种创新的方法。这一方法对于提升监控系统性能和人员追踪能力具有重要意义。

水槽式多功能液位计自动检定装置

为满足不同类型的液位计检定需求,研制了一套多功能液位计检定装置。该装置的量程为0~2 000 mm(MPE=0.35 mm),分辨力为0.01 mm。装置主要由摄像头、不锈钢水箱、被检液位计法兰、钢直尺和压力标准器组成,并采用组态软件编写了上位机,实现了液位计检定的自动化。装置可通过4~20 mA电信号采集,显示液位示值,输出的范围为0~2 500 mm。经过不确定度评定,在测量范围内,该液位计检定装置液位示值的扩展不确定度为0.12 mm(k=2),输出电信号的扩展不确定度为4.0×10^(-3)mA(k=2),可以达到接触式液位计检测要求。

高速数字图像相关法在化学螺栓混凝土拉拔试验中的应用

提出了一种基于高速数字图像相关方法对混凝土中化学螺栓进行拉拔的试验方案,可用于捕捉和分析化学螺栓与混凝土间的变形发展和破坏形态。为实现直接观测化学螺栓与混凝土界面位移和应变场,采用半模试件进行试验研究。为证明其可行性,将半模试件与全模试件的粘结-滑移响应进行对比。结果证明,半模试件与全模试件具有一致的粘结-滑移响应,可以用来研究化学螺栓与混凝土界面的粘结机理。最后,利用高速摄像机捕捉混凝土破坏时刻的图像,通过数字图像相关法技术对采集的图像进行分析,直接测量了化学螺栓从混凝土中破坏时界面的位移和应变。

广东惠东海龟国家级自然保护区陆栖野生脊椎动物多样性监测与调查

[目的]掌握广东惠东海龟国家级自然保护区陆栖野生脊椎动物多样性,建立大数据智能化的海龟栖息地科学保护管理体系。[方法]广东惠东海龟国家级自然保护区在2022年3—10月采用样线法和红外相机观测法对区内陆栖野生脊椎动物多样性进行了长时间、多方位的多样性监测调查,其中划分样区13个、布设样线13条,投放红外相机20台。[结果]广东惠东海龟国家级自然保护区共有陆栖野生脊椎动物68种,分属4纲17目38科55属。分别有哺乳纲2目2科2属2种;爬行纲2目8科10属12种;鸟纲12目23科36属46种;两栖纲1目5科7属8种;国家Ⅱ级重点保护野生动物12种。在中国脊椎动物红色名录等级中濒危(EN)等级有3种;易危(VU)等级有5种;近危(NT)等级有2种;无危(LC)等级有56种;数据缺乏(DD)有2种。[结论]对动物地理区系划分进行总结分析,其中东洋界40种,占58.82%,广布种18种,占26.47%,古北界10种,占14.71%。通过对不同调查时期各物种进行物种多样性指数分析和物种均匀度指数分析得知,鸟类物种多样性指数最高,其次是爬行类和两栖类,哺乳类最低;而均匀度指数最高的是哺乳类,其次是两栖类和爬行类,鸟类最低。

基于眼动实验的运动相机造型设计研究

对市场上现有运动相机的不同风格的造型设计进行对比研究。把3种不同造型风格的运动相机典型样本作为研究对象,对运动相机消费者进行基于语义差分法的感性评价试验和眼动追踪实验。结合消费者的主观评价结果和眼动数据并进行综合分析。对消费者对运动相机造型的认知行为特征和偏好进行总结,为设计师在运动相机产品造型设计过程中满足消费者感性需求的目标提供建议与思路。

光谱响应曲线对双色法燃烧测量技术精度影响

基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场和烟黑浓度场测量,为认识燃烧规律和掌握燃烧状态发挥重要作用。已有工作大多忽略CCD相机的光谱响应特征,而将CCD相机各通道检测信号视为火焰在特定波长处辐射能量,给测量结果带来误差,并鲜有针对光谱响应曲线简化所引起测量误差的分析。以乙烯/空气层流扩散火焰为例,模拟不同光谱响应曲线CCD相机的火焰重建过程,分析了形状、半宽、不对称性等不同光谱响应曲线参数对火焰温度及烟黑浓度重建精度的影响。结果表明,光谱响应曲线形状和半宽对重建精度影响较小,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差均小于1%;当光谱响应曲线不对称或中心波长不准确时,重建结果误差明显增大,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差可达2.4%。对CCD相机进行黑体炉及光谱响应曲线标定,通过CCD相机对乙烯层流扩散火焰进行测量发现,利用中心波长和实际光谱响应曲线测量结果具有明显偏差,最高温度和最大烟黑浓度偏差分别为4.74%和16.4%。

变电站视觉检修技术中相机标定方法研究

基于机器视觉的变电站检修技术,通过重构变电站结构能够有效检测工作人员与高压设备之间的安全距离,提高检修工作的可靠性并保障人员的安全性。在进行变电站检修工作时需综合考虑安全距离、相机采集信息的范围、相机与检修设备之间的距离等因素。首先,基于张正友标定法,分析采集到的图像中的坐标与世界坐标之间的关系;然后,根据相机的精度、景深等参数,结合张正友标定法获得的坐标转换矩阵,精确计算出相机与检修设备之间的最佳距离;最后,搭建模型验证了算法的有效性。

手机内置摄像头比色法监测室内甲醛

通过集成一种新型甲醛比色检测器和手机内置摄像头功能,提出了一种简单的室内空气污染监测系统。比色检测器使用由4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑、ZnO、KIO_(4)和琼脂制成的固相比色试剂,并通过暴露于甲醛气体而将颜色从白色变为紫色、红色、绿色和蓝色,根据颜色变化程度测定室内环境中甲醛的浓度水平。检测器经24 h空气暴露后的定量限为0.011 mg/m^(3),符合世界卫生组织制定的室内空气质量甲醛检测方法的要求。该探测器通过使用各种手机和改变摄影条件来研究获得的照片图像的变化,用颜色标准对测量的颜色强度进行校准,从而提高了监测结果的稳定性。

基于多角度多光谱相机的相对辐射校正方法分析

多角度多光谱相机(Directional Multi-Spectral Camera,DMC)由5台相机组成,每台相机单独成像,这种成像方式导致其立体成像过程中多相机间辐射响应很难保持一致性。为实现各个视角相机及每片CCD的辐射响应一致,文章提出了多相机全局色差标定法,并与直方图在轨统计法和偏航定标法对DMC影像的辐射校正效果进行了对比。其中几种方法的相机间影像的辐射校正效果比较显示,多相机全局色差标定法校正的5个相机的影像颜色更接近,且均匀地物的相对辐射校正精度更高;CCD片间影像的校正效果比较显示,直方图统计法和多相机全局色差标定法校正的CCD片间影像都呈现颜色均衡,基本无色差,且相对辐射校正精度在3%以内。综上,说明多相机全局色差标定法更适用于校正DMC的辐射一致性问题。

物探和钻孔摄像在隐伏空洞探测中的应用

探讨了高密度电法、地质雷达、钻孔摄像法在某石膏矿及周边隐伏空洞探测中的应用。勘查结果表明,区内土洞发育,土洞多分布于溶沟之上、开口型溶洞、石芽侧壁的上口位置以及溶蚀槽谷地带;该区内碳酸盐岩的岩溶形态为溶沟、溶槽、石芽、溶蚀漏斗、溶洞等,岩溶个体发育形态多样;石膏矿层的岩溶不发育,未发现石膏矿层的岩溶现象。物探及钻孔摄像方法的实施,实现了对地面塌陷区的大范围勘查,有助于直观清晰地了解地下空洞的发育信息,提高勘查效率和可靠性。