基于激光视觉的3D舞美虚拟人物影像自动化识别系统

针对3D舞美虚拟人物影像易受到成像条件干扰,导致人物姿态识别误差大的问题,设计基于激光视觉的3D舞美虚拟人物影像自动化识别系统。使用线结构光视觉三维测量装置,采集表演人物的激光视觉图像后,以平行投影的方式,重构3D舞美虚拟人物影像;通过基于谱系聚类的关键姿态轮廓特征提取方法,提取影像中关键姿态轮廓特征,输入基于HCRF的3D舞美虚拟人物影像人体姿态识别模型,计算人体姿态动作类型的条件概率,实现3D舞美虚拟人物影像自动化识别。实验结果表明,该系统对3D舞美虚拟人物影像中,行走、跑步、跳跃、跌倒、身体倾斜五种姿态类型自动化识别后,识别结果的交并比最小值为0.986,识别结果与真实姿态动作类型匹配。

Modeling of a Linear Scanning 3D Vision Coordinate Measurement System

This paper theoretically analyzes and researches the coordinate frames of a 3D vision scanning system, establishes the mathematic model of a system scanning process, derives the relationship between the general non-orthonormal sensor coordinate system and the machine coordinate system and the coordinate transformation matrix of the extrinsic calibration for the system.

采用3D激光传感器的凸轮轴视觉检测系统

为了满足精密磨削凸轮轴的在线检测需要,设计并完成了采用3D激光传感器的凸轮轴在线检测系统。该系统搭建了圆弧形滑槽和转台机械结构,改善采集的图像质量和实现凸轮轴多角度数据采集。通过图像处理技术标定图像信息中的关键点,使图像的线数据向点数据转化,实现凸轮轴的尺寸检测。实验结果表明:该文所述系统能够实现工业上精密凸轮轴的在线检测,检测精度可达0.05mm,大大节省了人力、物力,具有较好的实用价值。

应用激光跟踪仪和单目视觉检测三维水模体定位精度方法研究

针对三维水模体检测方法较少、检测过程复杂等问题,提出基于激光跟踪仪和单目视觉的三维水模体定位精度检测方法。激光跟踪仪三维水模体定位精度检测对比实验验证三维水模体在有水和无水的情况下定位精度一致。单目视觉三维水模体定位精度检测实验结果表明:X轴、Y轴、Z轴和空间对角线的定位误差均在0.050 mm以内,重复性分别为0.030 mm,0.064 mm,0.056 mm,0.140 mm,X轴和Y轴的垂直度为0.800 mm,Y轴和Z轴的垂直度为0.761 mm,X轴和Z轴的垂直度为0.503 mm,与激光跟踪仪的测量精度在一个量级。最后,经不确定度分析得到相邻点距离测量误差的标准差为0.0187 mm,满足检测要求。两种方法都能实现非接触测量,简化冗杂的检测过程,可满足医院对医用直线加速器的日常检测需求。

基于机器视觉的3D激光平面度测量系统的研究与应用

为了满足现代工业非接触、高精度以及快速对微型物体进行平面度测量的需求,本文采用3D激光测量方法研制了基于机器视觉的3D激光平面度测量系统。首先研究3D激光轮廓仪的扫描测量原理及平面度测量原理,然后对激光线图像进行预处理,确保后期测量的准确性,其次对几何特征进行定位和坐标转换,再进行数据处理,获取物体测量部位的三维测量值。本系统为微型物体几何尺寸的三维非接触、高精度、多尺寸测量提供了测量装置系统和相应的测量手段。最后实物测量实验验证文中测量方法的准确性、快速性和有效性,测量精度可达0.1μm。

工业机器人加工轨迹双目3D激光扫描成像修正方法

为了提高工业机器人作业柔性,本文提出了一种基于双目CCD激光扫描3D成像的“眼在外”(Eye-tohand:ETH)工业机器人末端(tool center point,TCP)运动轨迹在线修正方法。以激光切割机器人视觉引导为研究背景,降低加工过程机器人对物理工装定位精度的依赖。首先,为提高机器人视觉控制精度,研究了目标工件双目3D激光扫描成像空间点云坐标精确提取方法;其次,融合ETH控制特点和扫描成像系统结构,建立了一种机器人TCP运动轨迹相对偏差在线补偿方法,并通过实验验证了所提方法的可行性,为工业应用奠定基础。

基于3D定位的光纤棒内部缺陷检测方法

为检测和定位光纤预制棒的内部缺陷并提高精度,提出一种光线追踪实现3D精确定位的线激光旋转扫描检测方法。利用光散射原理和暗场成像技术,成像设备采集光纤棒每个旋转角纵截面上缺陷的散射光;原始图像经过图像预处理和图像分割获取缺陷的二维信息;基于折射定律和光线追踪建立缺陷的精确定位模型,消除光纤棒表面折射带来的成像位置偏差;最后经过坐标转换、三维建模和三维连通域提取实现缺陷在光纤棒内部的3D定位。实验结果表明:120 W像素的工业相机在旋转角步长为0.9°的条件下,对大尺寸的光纤棒内部缺陷检测轴向定位精度为0.28 mm,径向定位精度为1.05 mm,可实现准确、自动化地检测和定位光纤棒的内部缺陷,为光纤棒的质检和指导光纤拉丝提供重要依据。

基于三维激光视觉技术的平面设计图像增强和优化研究

为避免图像失真,研究基于三维激光视觉技术的平面设计图像增强和优化方法。采集平面设计图像数据,将三维激光映射至平面设计图像表面形成信息图,利用该信息与局部复杂度加权处理,构建平面设计图像直方图,扫描以及灰度值变换,消除平面设计图像噪声,采用分块局部增强方法分割图像直方图,实现平面设计图像的增强优化。实验表明,不同噪声标准差下,研究方法的峰值信噪比的平均值为36.62 dB,结构相似度平均值为0.9526。且该方法去噪效果较好;可有效增强平面设计图像的视觉效果,增强人眼甄别平面设计图像信息的能力。

高性能标准CMOS传感器应用于3D视觉、感测和度量

工厂和物流仓库进入自动化年代,带动了高效无人操作工业系统的需求,特别是用于导向机器人和机器(用于物件辨识、导向、高速和精准度)的3D视觉技术。市场上存在多种3D技术,每种各有优缺点和配合技术,大部分取决于应用需求。所有的这些技术都需要具有精密功能的高效传感器。Teledyne e2v包括3D视觉的解决方案系列,以服务诸如工厂自动化、物流和测量。其高性能CMOS影像传感器的技术结合超过10年在飞行时间系统方面的经验,可应对3D视觉方面的种种挑战。

机器人智能铸件打磨系统

介绍了目前铸件打磨行业的现状,以及当前自动打磨存在的问题及解决措施,通过采用激光检测、三维视觉等辅助工具,对铸件进行轨迹规划及修正,最终实现精准打磨,降低了人工成本,有效提高了铸件的打磨效率。

农业轮式机器人三维环境感知技术研究进展

[目的/意义]作为未来农机装备的研究重点,农业轮式机器人正向着智能化与多功能化的方向发展。三维环境感知技术因其获取的信息量丰富、复杂环境下的鲁棒性和适应性好,成为了农业轮式机器人智能化无人作业的基础与关键,其发展水平直接影响到包括农业轮式机器人在内的无人农机的作业质量与效率。[进展]本文首先总结了农业轮式机器人和农业环境感知技术的发展现状,分析了不同类型农业轮式机器人的使用特点和应用现状。其次分析了在农业轮式机器人上实现三维环境感知所主要使用的感知设备及其对应的关键技术,重点阐述了基于激光雷达、视觉传感器和多传感器融合的农业轮式机器人三维环境感知技术的研究进展。[结论/展望]结合农业作业特点与实际需求,指出了农业轮式机器人三维环境感知技术在适用性、环境信息处理和感知效果等方面存在的一些问题,并提出了提升传感器的农业适用性、发展基于深度学习的农业环境感知技术、发展智能化的高速在线多传感器信息融合技术三个方面的建议,以期为农业轮式机器人三维环境感知技术发展提供参考与借鉴。

基于半直接法的高度激光里程计

针对同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)在户外环境中定位与建图鲁棒性、准确性不足的问题,提出了一种基于半直接法的高度激光里程计(height laser odometer based on semi-direct method,SLO)。与现有的激光里程计算法相比,该方法避免了三维点云的显式计算,主动对三维点进行降维处理生成图片,避免了三角测量误差和单目视觉SLAM中的尺度不确定性和尺度漂移问题。在高度图的基础上结合了直接方法和间接方法,使得系统在使用迭代最近点算法(iterative closest point,ICP)进行帧间匹配时更稳定、更轻便并且计算量小。高度图的使用弥补了直接方法的灰度不变性假设的缺点,并减少了照明的影响。在KITTI数据集和井下作业自动导向车(automated guided vehicle,AGV)平台上的实验结果表明,本文提出的方法有较高的鲁棒性与准确性。

视觉技术在汽车工业生产中的应用简述

介绍了视觉技术在汽车工业中的应用,结合实际案例,详细叙述了点激光视觉、线激光视觉、2D视觉及3D视觉的应用场景。视觉技术作为一种新兴的产业技术,实现了无基准、无定位的全柔性化工作,提高了生产效率,降低了生产成本,具有广阔的应用前景。

基于主动式全景视觉传感器的管道内部缺陷检测方法

针对管道内表面检测空间受限的约束以及同时需要检测管道内壁功能性缺陷和结构性缺陷等需求,基于主动式全景视觉检测原理提出了一种既能视觉检测管道横截面几何尺寸又能获取和分析管道内壁表面缺陷的管道内部全方位视觉检测方法。利用携带有主动式全景视觉传感器的爬行机器人进入管道内部,分别实时获取内壁全景图像及激光横断面扫描全景图像。本文重点介绍基于管道内壁全景图像的缺陷检测方法,对管道内壁全景图像进行展开、预处理并提取管道病害区域的几何特征,最后判定缺陷类别及危害程度。经本文方法获取的缺陷几何特征实验数据验证,管道内表面存在的较为普遍的裂缝、腐蚀缺陷几何特征差异明显:腐蚀缺陷的圆形度较大,而裂缝缺陷的圆形度趋于0;腐蚀缺陷的凸度普遍大于裂缝缺陷;裂缝缺陷由于弯曲程度不同其边界离心率变化率大,而腐蚀缺陷的边界离心率趋于1。实验结果表明:该系统能够有效提取疑似缺陷区域并计算各几何特征,可通过合适的阈值判定其所属类别,为管道内表面缺陷检测提供了一种新的手段。

基于激光双目视觉的接缝三维重建

设计研制了结构激光双目视觉传感器,该传感器加入结构激光,很好地解决了立体视觉中对应点的匹配问题。利用该传感器采集接缝图像,开发了图像采集处理程序,实现接缝图像处理和特征分析,识别并提取了二维平面上接缝特征点的图像坐标。采用MATLAB软件实现了三维重建标定算法,根据双目视觉原理,由接缝特征点的图像坐标计算出其三维坐标,进行了三维重建,抽取了接缝三维几何尺寸、坡口类型、角度、间隙等焊接特征信息。

一种获取物体3维信息的多轴机器人激光扫描系统

针对机器人工作范围有限引起扫描范围小的问题,建立了一种由机器人?便携式线激光3维扫描仪以及旋转平台构成的多轴激光扫描系统。利用半径已知的球体作为参照工具,机器人手持便携式扫描仪对球体进行扫描,精确标定了便携式扫描仪与机器人的方位关系。同时,提出了一种标定转台中心轴线的方法,该方法利用旋转平台上的参考球,在两个不同高度的旋转圆心精确标定出了转轴的方位。实验结果表明,该多轴激光扫描系统可以多角度、多方位对大尺寸物体进行扫描,并有着稳定、灵活以及精度高的特点。

激光雷达三维成像系统的研究

根据相位法测距原理，论述了用激光雷达获取三维视觉信息的技术，对主要部件进行了讨论，研制成功适合于地面智能机器人导航的激光雷达三维成像系统，其视场范围为６０°×３０°，测距范围为 ３０ｍ ，距离图像空间分辨率为１４′×１４′，测距精度在３～３０ ｍ 范围内优于８ ｃｍ ．

三维形貌测量

为实现对自由曲面三维形貌的快速高精度测量,文中提出基于激光扫描的视觉测量方法及结构。该方案结构简单,测量速度快,实现了完全自动化。在汽车制造、航天、模具等重要行业中具有可观的应用前景。

坡口及焊缝表面三维轮廓的激光视觉测量

提出了一种坡口及焊缝表面三维轮廓激光视觉测量方法.投射在坡口及焊缝轮廓表面的激光条纹,其视觉图像可作为表征轮廓特征的信息源,系统采集连续扫描的激光条纹视觉图像,得到条纹上各离散点的三维坐标.同时采用一种搜索拟合插值算法,获取条纹间各离散点的三维坐标,在系统的三维坐标系中,采用离散点直连成网格的曲面重构方法,实现了一段坡口及焊缝表面三维轮廓的实时测量.结果表明,在重构的三维表面轮廓任意截面上,获取的坡口宽度和深度值与游标卡尺实际测量值吻合度可达97.85%以上,这种激光视觉测量方法是可行的.

激光扫描图像编码三维视觉系统误差分析与标定

介绍基于激光扫描图像编码方法的三维视觉原理 ,进行误差分析 ,给出系统设计原则 ,提出通过移动标准平面来建立深度数据表的标定方法。这种方法有效地减少了图像采集与处理量 ,测量时间短 ,标定精度高。系统能正确地恢复三维物体的面形 ,其计算机模拟实验的深度测量精度为 0 .5 % ,多次平面实测结果表明 ,系统的平面深度测量精度为 1%。