基于改进光流法的光学畸变检测

1

作者 陈智良 付生鹏 +1 位作者 夏仁波 赵吉宾 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期91-96,共6页

风挡玻璃光学性能的重要指标之一光学畸变,如何进行光学畸变的检测是反馈性能并及时作出改进的关键步骤。提出一种基于特征提取的Lucas-Kanade(LK)光流畸变检测法,该方法是将基准网格与畸变网格同时降采样,然后分别对其提取特征角点,并... 风挡玻璃光学性能的重要指标之一光学畸变,如何进行光学畸变的检测是反馈性能并及时作出改进的关键步骤。提出一种基于特征提取的Lucas-Kanade(LK)光流畸变检测法,该方法是将基准网格与畸变网格同时降采样,然后分别对其提取特征角点,并进行点对应的变形场计算,再将计算结果映射至原图像层,进行二次光流计算得到准确的变形场。该过程有效地替代了光流金字塔的多层迭代,在保证检测精度的同时,将检测时间减少了20%,提高了光流法的检测效率。 展开更多

关键词 光学畸变 Lucas-Kanade 光流法

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基于改进模板匹配的光学角偏差检测

2

作者 陈智良 付生鹏 +1 位作者 夏仁波 赵吉宾 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期99-102,共4页

光学角偏差是衡量透明件的一个重要光学性能指标,对角偏差的测量提出一种基于零均值归一化互相关(ZNCC)的模板匹配方法并结合立方样条插值的算法。该算法具体是将偏移前的光斑作为模板与偏移后的目标区域相匹配,并将光斑偏移量的精度提... 光学角偏差是衡量透明件的一个重要光学性能指标,对角偏差的测量提出一种基于零均值归一化互相关(ZNCC)的模板匹配方法并结合立方样条插值的算法。该算法具体是将偏移前的光斑作为模板与偏移后的目标区域相匹配,并将光斑偏移量的精度提高到亚像素级,利用偏移量计算出的光学角偏差的误差在2%以内,检测精度稳定在±0.02°。该算法对光斑匹配具有较好的鲁棒性,提高了检测的精度。同时算法结合了设计的一种阵列光斑,能够一次检测多个位置,提高了光斑角偏差检测的效率。 展开更多

关键词 光学角偏差 模板匹配 立方样条插值

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基于圆形标志点的全自动相机标定方法 被引量：54

3

作者 夏仁波 刘伟军 +1 位作者 赵吉宾 徐金亭 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期368-373,共6页

相机标定是2D图像重建3D测度信息的关键步骤,也是一项耗时的任务,由于标定过程中经常需要人工寻找对应点。本文提出了一种基于圆形标志点的全自动相机标定方法。首先,在传统圆形标志点模板的基础上增设了5个方位圆。然后提出了新标定板... 相机标定是2D图像重建3D测度信息的关键步骤,也是一项耗时的任务,由于标定过程中经常需要人工寻找对应点。本文提出了一种基于圆形标志点的全自动相机标定方法。首先,在传统圆形标志点模板的基础上增设了5个方位圆。然后提出了新标定板下图像特征点的自动检测和匹配算法。匹配结果直接作为Zhang的算法的输入,从而计算出相机内外参数,避免了标定过程的人工干预。最终实验结果显示了所提方法在不同场景和光照条件下的自动性和正确性。 展开更多

关键词 相机标定 圆形标志点 自动匹配 计算机视觉

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一种改进的基于DP原理的分段轮廓采样算法 被引量：7

4

作者 夏仁波 刘伟军 王越超 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第21期21-24,共4页

首先详细介绍了由Douglas和Peucker提出的DP轮廓采样算法。然后采用分割与合并相结合的思想,提出了基于DP算法的分段轮廓采样算法,并从数学上证明了该算法在运行时间上比原DP算法快了η倍,η取值为logn/MnηM。最后,针对医学图像,文章... 首先详细介绍了由Douglas和Peucker提出的DP轮廓采样算法。然后采用分割与合并相结合的思想,提出了基于DP算法的分段轮廓采样算法,并从数学上证明了该算法在运行时间上比原DP算法快了η倍,η取值为logn/MnηM。最后,针对医学图像,文章通过实验比较了两种算法的运行时间,结果表明该文提出的算法更快速,也易于编程。 展开更多

关键词 DP算法 轮廓采样 分段采样 医学图像处理

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影响激光直接制造金属零件精度的因素及其闭环控制研究进展 被引量：3

5

作者 夏仁波 刘伟军 王越超 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第9期1085-1089,共5页

讨论了基于激光熔覆的金属直接制造过程所涉及的关键因素 :激光功率、送粉速度、扫描速度、熔池温度及辅助气的流速等对金属零件成形精度的影响。着重介绍和分析了国内外在激光直接制造金属零件过程参数的检测与闭环控制方面的研究现状 ... 讨论了基于激光熔覆的金属直接制造过程所涉及的关键因素 :激光功率、送粉速度、扫描速度、熔池温度及辅助气的流速等对金属零件成形精度的影响。着重介绍和分析了国内外在激光直接制造金属零件过程参数的检测与闭环控制方面的研究现状 ,展望了该技术的应用前景。 展开更多

关键词 激光直接制造 闭环控制系统 激光功率 送粉速度

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保持拓扑和尖角特征的网格简化算法 被引量：2

6

作者 夏仁波 刘伟军 王越超 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第19期14-16,共3页

提出了一种有效的保持拓扑和尖角特征的网格简化算法。由于曲率刻画了模型的尖角特征,该文利用顶点曲率的高斯加权函数对经典边折叠算法的二次误差测度矩阵进行了修正,增强了尖角点对新点位置的影响。鉴于网格的拓扑保持具有重要的工程... 提出了一种有效的保持拓扑和尖角特征的网格简化算法。由于曲率刻画了模型的尖角特征,该文利用顶点曲率的高斯加权函数对经典边折叠算法的二次误差测度矩阵进行了修正,增强了尖角点对新点位置的影响。鉴于网格的拓扑保持具有重要的工程应用,论述了网格简化中各种可能的拓扑错误,并给出了相应的解决措施。平衡二叉树和半边匹配数据结构的引入,提高了拓扑信息重建的速度。最后,几个网格简化实例显示了该文算法的有效性。 展开更多

关键词 网格简化 边折叠算法 拓扑保持 尖角特征

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特征保持的散乱点集光顺算法 被引量：2

7

作者 夏仁波 刘伟军 王华兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期7-9,共3页

提出了一种特征保持的散乱点集光顺算法。首先,搜索点的k最近邻域,计算出点的Delaunay邻域。然后通过考查点及其二阶邻域之间的几何关系,设计出一种带有抑制函数的双边滤波器,用于噪声点集模型的光顺。实验结果显示,本文的光顺算法不但... 提出了一种特征保持的散乱点集光顺算法。首先,搜索点的k最近邻域,计算出点的Delaunay邻域。然后通过考查点及其二阶邻域之间的几何关系,设计出一种带有抑制函数的双边滤波器,用于噪声点集模型的光顺。实验结果显示,本文的光顺算法不但能够有效地去除噪声,抑制体积收缩,并对特征的保持效果也较为理想。 展开更多

关键词 散乱点 噪声 光顺 特征保持

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基于平面镜的相机-显示器快速标定方法 被引量：11

8

作者 付生鹏 赵吉宾 +2 位作者 夏仁波 刘伟军 齐智峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2770-2776,共7页

针对基于计算视觉的镜面物体测量中相机和显示器的位置参数标定问题,提出了一种基于平面镜的快速标定方法。该方法使用显示器投射标定模板直接作为标定物,由相机通过平面镜的反射获得标定模板的图像,然后进行相机标定,可同时获得相机的... 针对基于计算视觉的镜面物体测量中相机和显示器的位置参数标定问题,提出了一种基于平面镜的快速标定方法。该方法使用显示器投射标定模板直接作为标定物,由相机通过平面镜的反射获得标定模板的图像,然后进行相机标定,可同时获得相机的内部参数及标定模板虚像在相机坐标系下的位置参数,最后根据平面镜成像的原理计算标定模板即显示器的实际位置。在标定过程中,平面镜可自由移动,而无需知道平面镜的具体位置参数。实验结果表明,该方法简单快速,同时具有较高的标定精度,满足实际测量需求。 展开更多

关键词 镜面测量 平面镜 显示器 相机标定

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基于共面二点一线特征的单目视觉定位 被引量：20

9

作者 刘昶 朱枫 夏仁波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第8期3145-3147,共3页

研究了根据点、线混合特征进行单目视觉定位问题,在给定物体坐标系中共面的两个特征点和一条特征直线的条件下,根据它们在像平面上的对应计算相机与物体之间的位姿参数。根据三个特征之间的几何位置关系,分两种情况给出问题求解的具体过... 研究了根据点、线混合特征进行单目视觉定位问题,在给定物体坐标系中共面的两个特征点和一条特征直线的条件下,根据它们在像平面上的对应计算相机与物体之间的位姿参数。根据三个特征之间的几何位置关系,分两种情况给出问题求解的具体过程,最终将问题转换成求解一个二次方程问题,真实的工件定位实验验证了方法的有效性。该结果为应用单目视觉进行工件定位提供了一种新方法。 展开更多

关键词 单目视觉 位姿确定 点特征 线特征

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基于太阳能帆板部件的空间非合作飞行器视觉位姿测量方法 被引量：7

10

作者 苗锡奎 朱枫 +2 位作者 郝颖明 吴清潇 夏仁波 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期400-406,共7页

针对无法在目标飞行器上布置合作标志器的问题,提出了一种利用矩形太阳能帆板部件测量空间非合作飞行器位姿的方法。该方法首先利用单相机在中远距离(200m-15m)对非合作飞行器成像,然后用基于矩形帆板的视觉特征设计的专用的特征提取算... 针对无法在目标飞行器上布置合作标志器的问题,提出了一种利用矩形太阳能帆板部件测量空间非合作飞行器位姿的方法。该方法首先利用单相机在中远距离(200m-15m)对非合作飞行器成像,然后用基于矩形帆板的视觉特征设计的专用的特征提取算法自动完成矩形特征的选择与提取,最后根据矩形帆板的几何特征约束利用共面四点透视(P4P)算法或门形三线透视(P3L)算法解算目标位姿。与传统视觉位姿测量方法不同,该方法不需要在目标飞行器上布置合作标志器,更不需要人工干预,因此更适用于一般飞行器间的相对位姿测量。实验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性,位置误差小于2.3%,姿态误差小于2°,满足对非合作飞行器进行跟踪、接近、绕飞等位姿测量要求。 展开更多

关键词 非合作目标 典型部件 单目视觉 位姿测量

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汽车轮毂在线识别系统的研究 被引量：13

11

作者 赵玉良 刘伟军 +1 位作者 刘永贤 夏仁波 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第10期164-166,共3页

主要研究了一种机器视觉系统,这种系统能够识别不同款式,不同尺寸的多种汽车轮毂。其识别的基本步骤有:图像获取,图像预处理,特征提取和识别分类。该识别方法可以实现多种轮毂在传送带上随机混流的状态下的自动识别分类,有效识别正确率... 主要研究了一种机器视觉系统,这种系统能够识别不同款式,不同尺寸的多种汽车轮毂。其识别的基本步骤有:图像获取,图像预处理,特征提取和识别分类。该识别方法可以实现多种轮毂在传送带上随机混流的状态下的自动识别分类,有效识别正确率在99%以上。 展开更多

关键词 轮毂 图像处理 特征提取 识别分类

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融合全局和局部描述的图像检索方法 被引量：3

12

作者 吴永国 李德强 +2 位作者 罗海波 魏永旺 夏仁波 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第2期634-638,共5页

针对基于内容的图像检索中全局描述缺乏空间位置信息及局部描述面临图像分割的问题,提出了一种基于全局颜色特征和局部Gabor小波纹理特征的图像检索方法。在整幅图上提取MPEG-7主颜色描述算子作为全局描述。将图像划分为5个有重叠的子区... 针对基于内容的图像检索中全局描述缺乏空间位置信息及局部描述面临图像分割的问题,提出了一种基于全局颜色特征和局部Gabor小波纹理特征的图像检索方法。在整幅图上提取MPEG-7主颜色描述算子作为全局描述。将图像划分为5个有重叠的子区域,提取Gabor纹理特征与颜色矩构成局部描述,提出了改进的豪斯多夫距离并将其应用在局部描述的整体匹配中,克服了因图像的平移、旋转而造成检索率低的问题。融合全局相似度和局部相似度获得最终相似度。基于Corel数据库的实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 图像检索 纹理特征 豪斯多夫距离 全局描述 局部描述

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基于光栅投影测量的蒙皮对缝检测技术研究 被引量：10

13

作者 陈松林 夏仁波 +2 位作者 赵吉宾 张洪瑶 胡茂邦 《航空制造技术》 2018年第5期32-36,50,共6页

针对飞机蒙皮对缝阶差与间隙的数字化检测问题,以光栅投影测量技术为基础,对阶差与间隙的测量技术进行了研究,提出了一种新的阶差与间隙的测量方法。首先采用光栅投影测量技术,获取待测面的稠密点云数据;然后从图像中对接缝区域进行定位... 针对飞机蒙皮对缝阶差与间隙的数字化检测问题,以光栅投影测量技术为基础,对阶差与间隙的测量技术进行了研究,提出了一种新的阶差与间隙的测量方法。首先采用光栅投影测量技术,获取待测面的稠密点云数据;然后从图像中对接缝区域进行定位,根据点云与图像之间的对应性,获得对缝区域的点云数据;对对缝区域点云数据进行分析,确定对缝两侧直线段的终点和对缝的边缘点,从而计算出对缝的阶差与间隙。相对于线结构光扫描,所提方法获得的数据更加密集,并且一次测量即可完成视场内所有对缝的分析,效率较高。试验分析表明,所提方法检测结果均值误差小于0.03mm,最大误差小于0.05mm,可以满足飞机蒙皮对缝检测的要求。 展开更多

关键词 飞机蒙皮 光栅投影测量 对缝 阶差 间隙

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光栅投影测量中结果可视化显示方法 被引量：2

14

作者 陈松林 夏仁波 +2 位作者 赵吉宾 胡茂邦 夏中原 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第9期40-44,49,共6页

光栅投影测量技术作为一种重要的三维测量方法,已在许多领域得到广泛应用,但是均存在测量结果显示不够直观的问题。针对这个问题,提出了一种直接利用光栅投影测量系统中的投影仪将测量结果投影到被测件表面的可视化显示方法,通过对投影... 光栅投影测量技术作为一种重要的三维测量方法,已在许多领域得到广泛应用,但是均存在测量结果显示不够直观的问题。针对这个问题,提出了一种直接利用光栅投影测量系统中的投影仪将测量结果投影到被测件表面的可视化显示方法,通过对投影仪内参数及其与相机位置关系的标定,可实现投影的测量结果直接和检测区域相对应,因此可大大提高可视化显示的直观性。针对该方法中的核心问题——投影仪标定问题,提出了一种简便的标定方法,可快速完成投影仪参数及其位置关系的标定。实验结果表明,所提标定方法简单有效,标定的平均反投影误差是0.63像素,具有较高的标定精度,采用该标定结果可准确将测量结果投影显示到被测区域,满足可视化显示的要求。 展开更多

关键词 光栅投影测量 可视化显示 投影仪标定

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管道机器人非接触式自动纠偏方法 被引量：1

15

作者 陈月玲 赵吉宾 +1 位作者 齐智峰 夏仁波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第3期16-19,共4页

针对等宽方形管道中车式机器人高精度直线行走的需求,构建了由一台CCD相机以及两个线结构光传感器组成的视觉测量装置。提出一种利用非接触式三维测量计算车体偏离管道中心线距离和角度的方法,将车体姿态在线反馈,利用控制算法消除位姿... 针对等宽方形管道中车式机器人高精度直线行走的需求,构建了由一台CCD相机以及两个线结构光传感器组成的视觉测量装置。提出一种利用非接触式三维测量计算车体偏离管道中心线距离和角度的方法,将车体姿态在线反馈,利用控制算法消除位姿偏差,使车体中心线与管道中心线保持高度重合性。实验结果表明该方法克服了现有方法无法在缺乏道路信息的管道中直线行走的缺陷,具有较强的鲁棒性和检测精度,在远距离行走中偏移距离精度小于±5mm,同时,该方法已经被应用于光传输管道的在线清理系统中。 展开更多

关键词 管道 视觉系统 三维测量 纠偏

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Z形三线透视问题的闭式解和性质

16

作者 刘昶 朱枫 +2 位作者 欧锦军 付双飞 夏仁波 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2714-2720,共7页

三线透视(perspective-three-line,P3L)问题指应用三条直线及它们的2D-3D对应关系进行相机位姿测量,该问题是单目视觉中的典型问题,一般情况下P3L问题具有多解的特性,本文研究了P3L问题的一种特例,即当三条直线形成Z形时的情况,证明了... 三线透视(perspective-three-line,P3L)问题指应用三条直线及它们的2D-3D对应关系进行相机位姿测量,该问题是单目视觉中的典型问题,一般情况下P3L问题具有多解的特性,本文研究了P3L问题的一种特例,即当三条直线形成Z形时的情况,证明了在此情况下P3L问题解的数量与相机光心相对于3条直线的位置有关,当光心位于某一特殊区域内时存在唯一解,该结果对工程应用中利用直线特征进行位姿测量具有指导意义,本文还给出了此种情况下问题的闭式解法,实验结果验证了结论的正确性。 展开更多

关键词 单目视觉 三线透视问题 位姿测量 线特征

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基于射影变换的圆点标定板自动识别研究

17

作者 付生鹏 赵吉宾 +1 位作者 夏仁波 李论 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第9期117-121,共5页

快速准确提取标定板的图像信息是进行相机参数标定的前提,提出了一种基于射影变换的圆点标定板全自动识别方法。使用一种包含两种大小标志圆点的标定板对相机进行参数标定,首先,对标定图像进行阈值分割,获得标定板所在区域;其次,提取标... 快速准确提取标定板的图像信息是进行相机参数标定的前提,提出了一种基于射影变换的圆点标定板全自动识别方法。使用一种包含两种大小标志圆点的标定板对相机进行参数标定,首先,对标定图像进行阈值分割,获得标定板所在区域;其次,提取标定板上的标志圆并进行椭圆拟合,按一定顺序获得5个用于确定标定板方向的大标志圆;最后,利用射影变换原理对所有的圆点进行精确排序,从而获得图像圆心坐标与已知标定板坐标值的一一对应。通过实际实验验证了该识别方法快速、有效、准确率高,能在一定的角度范围内实现标定板的自动识别。 展开更多

关键词 相机标定 标定板识别 摄影变换 亚像素提取

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飞行器多层透明风挡谱域低相干测量方法研究

18

作者 张涛 夏仁波 +2 位作者 赵吉宾 徐金亭 孙玉文 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期132-140,共9页

透明风挡是飞行器的关键结构件,必须具有优异的性能。为减轻重量,飞行器透明风挡采用“有机玻璃-透明聚碳酸酯-有机玻璃”的异质多层复合式结构,其性能与透明件各层的厚度紧密相关。现有测量方法无法满足飞行器透明风挡高效率、高精度... 透明风挡是飞行器的关键结构件,必须具有优异的性能。为减轻重量,飞行器透明风挡采用“有机玻璃-透明聚碳酸酯-有机玻璃”的异质多层复合式结构,其性能与透明件各层的厚度紧密相关。现有测量方法无法满足飞行器透明风挡高效率、高精度厚度逐层测量的综合性需求。为此,提出飞行器多层透明风挡谱域低相干测量方法。首先通过正交色散提升色散能力,从而增大测量量程,然后建立透明件厚度与光谱波数之间的映射模型,并利用高精度平行平晶标定了模型参数,最后搭建了测量系统。实验结果表明所提出的方法最大量程超过41 mm,具有微米级的测量精度,测量速度小于8 ms,能够满足飞行器多层透明风挡厚度测量的需求。 展开更多

关键词 飞行器 透明风挡 谱域低相干 厚度测量

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红外图像显著目标检测算法 被引量：14

19

作者 孙照蕾 惠斌 +3 位作者 秦莫凡 常铮 罗海波 夏仁波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2633-2637,共5页

提出一种简单快速的红外图像显著目标检测算法,算法可以分为三步:首先,对原始红外图像进行预处理以增强目标与背景的对比度;然后,在log频谱中提取预处理后图像的频谱残差,通过相应的反变换及简单的阈值分割,可以得到显著目标的大致区域... 提出一种简单快速的红外图像显著目标检测算法,算法可以分为三步:首先,对原始红外图像进行预处理以增强目标与背景的对比度;然后,在log频谱中提取预处理后图像的频谱残差,通过相应的反变换及简单的阈值分割,可以得到显著目标的大致区域;最后,采用一个滑动窗口在目标候选区域内进行搜索确定显著目标的准确位置,这个过程采用由目标及其周围区域在原始图像中的灰度分布得到的半局部特征对比度的概率表达得到每个像素点的显著性值,进行阈值分割得到显著目标,改变滑动窗口的大小可以检测出不同尺度的目标。采用大量的红外图像对算法进行测试,实验结果表明该算法具有高效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 目标检测 显著性检测 目标候选区域 半局部特征对比度

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一种采用HOG特征的直线段提取方法 被引量：5

20

作者 王学娟 罗海波 +2 位作者 魏永旺 陈大庆 夏仁波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期513-518,共6页

直线段特征是广泛应用于图像分析与处理领域的一种特征,直线段提取是基于特征的模式识别和图像匹配的一个重要步骤,直线段提取方法的优劣直接影响到高层次图像处理的复杂度和处理的效果。针对目前直线段提取方法中存在的直线段端点不准... 直线段特征是广泛应用于图像分析与处理领域的一种特征,直线段提取是基于特征的模式识别和图像匹配的一个重要步骤,直线段提取方法的优劣直接影响到高层次图像处理的复杂度和处理的效果。针对目前直线段提取方法中存在的直线段端点不准确和直线段断裂问题,提出了一种新的基于HOG特征的直线段提取方法。该方法利用矩阵的行、列积分运算实现对原始图像特定方向直线段的投影,根据矩形函数的一阶导数性质将确定直线段端点位置的问题转化为对列方向向量的求导问题,从而更能有效提取出图像中的直线段。理论分析和实验结果表明:该方法能够快速、准确地提取直线段,在一定程度上解决了经典方法中直线段断裂及端点不准确问题。 展开更多

关键词 边缘检测 直线段提取 HOG特征 形态学滤波 矩形函数

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