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三维传感器Kinect在农业领域的应用与发展 被引量：7
1
作者 陈晨 刘涛 +5 位作者 武威 陈雯 李瑞 周彤 姚照胜 孙成明 《江苏农业科学》 2018年第8期11-14,共4页
随着信息技术的不断发展,三维传感器也得到了越来越多的应用,其中微软公司推出的Kinect传感器受到了各个领域研究人员的关注,使Kinect在计算机视觉与控制、医疗、教育、电子商务等领域都有很好的应用。本文介绍Kinect设备的组成及其工... 随着信息技术的不断发展,三维传感器也得到了越来越多的应用,其中微软公司推出的Kinect传感器受到了各个领域研究人员的关注,使Kinect在计算机视觉与控制、医疗、教育、电子商务等领域都有很好的应用。本文介绍Kinect设备的组成及其工作原理,并阐述其在农业领域的应用现状,包括在农作物上的监测与记录、农业机器人视觉系统和作物三维形态生长模型的重建等,分析Kinect设备的优点与不足。最后,对Kinect在农业领域的应用进行展望。通过对Kinect的介绍与分析,从而发掘其在农业方面的应用潜力,为三维成像技术在农业领域的进一步发展提供参考。 展开更多
关键词 三维成像 三维传感器kinect 优点评价 存在不足 农业 智能监测 深度相机 农作物 农业机器人
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基于Kinect V3传感器的叶菜类作物三维重建与表型参数获取
2
作者 陈允琳 兰玉彬 +3 位作者 韩鑫 王娟 王会征 傅亮 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期101-110,197,共11页
作物三维重建是实现作物表型量化和精准获取的有效手段,可为育种和栽培提供基础数据支撑。本文提出了一种基于Kinect V3传感器的叶菜类作物三维重建与表型参数无损获取方法。首先,设计了一种可实现作物多视角点云快速采集的低成本三维... 作物三维重建是实现作物表型量化和精准获取的有效手段,可为育种和栽培提供基础数据支撑。本文提出了一种基于Kinect V3传感器的叶菜类作物三维重建与表型参数无损获取方法。首先,设计了一种可实现作物多视角点云快速采集的低成本三维重建平台,其载物台面设计成多个标定点,可利用台面信息进行点云水平校准。其次,采用载物台恢复与广义迭代最近点(Generalized iterative closest point,GICP)算法相结合的方式对获取的多视角点云进行配准拼接,实现叶菜类作物三维重建。最后,借助有效的表型参数测量,实现对叶菜类作物株高、叶长、叶宽、叶面积等表型参数的精准获取。为评估该方法相似度,选取木耳菜、甘蓝、茄子、紫背天葵的苗期植株为试验对象,将其与SFM-MVS方法进行对比。试验结果表明,木耳菜、甘蓝、茄子、紫背天葵点云间平均距离误差分别为0.381、0.340、0.195、0.270 cm,二者的三维重建结果具有较高相似度。与人工实测值相比,借助该方法提取木耳菜和紫背天葵株高、叶长、叶宽、叶面积决定系数均不低于0.903,平均绝对百分比误差不高于9.759%,木耳菜和紫背天葵株高、叶长、叶宽、叶面积均方根误差分别为0.366 cm、0.203 cm、0.290 cm、3.182 cm^(2)和0.496 cm、0.344 cm、0.282 cm、0.825 cm^(2),表明其具有较高测量精度。上述方法可为设施农业育种和栽培提供快捷、高效的作物表型获取途径。 展开更多
关键词 叶菜类作物 三维重建 表型参数 kinect V3传感器 相似度
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基于加权DV-Hop算法的无线传感器物联网节点三维定位
3
作者 王显轩 刘炜 +1 位作者 陈洁萍 覃贵礼 《传感技术学报》 北大核心 2025年第6期1122-1126,共5页
为了更快、更准确地对无线传感器物联网节点展开定位,提出基于加权DV-Hop算法的无线传感器物联网节点三维定位的方法。采用DV-Hop算法计算无线传感器物联网节点每跳距离均值;利用加权因子和极大似然法对节点位置进行估算;并使用三维修... 为了更快、更准确地对无线传感器物联网节点展开定位,提出基于加权DV-Hop算法的无线传感器物联网节点三维定位的方法。采用DV-Hop算法计算无线传感器物联网节点每跳距离均值;利用加权因子和极大似然法对节点位置进行估算;并使用三维修正定位方法对估算的节点位置进行修正和优化,实现节点三维定位。实验结果表明,所提方法对于定位无线传感器物联网节点的平均定位误差低于0.25,归一化平均定位误差低于0.07,定位时间低于0.31 ms,定位的精度和效率较高,适用于无线传感器物联网节点定位。 展开更多
关键词 无线传感器 三维定位 加权DV-Hop算法 极大似然值 三维修正定位方法
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三维石墨烯气凝胶/Co_(3)O_(4)纳米线酶抑制比色传感器的构建
4
作者 王奇瑞 刘洋 +2 位作者 韩绿化 严玉婷 毛罕平 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期274-281,共8页
为了提高过氧化物酶模拟物的催化活性以及设计新颖的检测策略,从而实现农产品中农药残留的高性能、低成本的可视化检测。该文利用三维石墨烯气凝胶/Co_(3)O_(4)纳米线作为人工纳米酶,设计了一种可视化传感器用于甲基对硫磷的检测。1)通... 为了提高过氧化物酶模拟物的催化活性以及设计新颖的检测策略,从而实现农产品中农药残留的高性能、低成本的可视化检测。该文利用三维石墨烯气凝胶/Co_(3)O_(4)纳米线作为人工纳米酶,设计了一种可视化传感器用于甲基对硫磷的检测。1)通过一锅水热法合成了3D GA/Co_(3)O_(4) NWs敏化结构。2)基于3D GA/Co_(3)O_(4) NWs优异的类过氧化物酶活性,以及有机磷农药对AChE的抑制作用,构建一种比色传感器。3)将比色传感器用于甲基对硫磷的可视化检测。结果表明在30~1 000 nmol/L浓度范围内,3D GA/Co_(3)O_(4)纳米线比色体系的吸光度和毒死蜱浓度呈现良好的线性关系,检出限为10 nmol/L。该比色传感不仅为利用三维结构的石墨烯气凝胶(GA)作为新型敏化剂,提升过氧化物酶模拟物的催化活性提供了新思路,而且为农药残留可视化检测开辟了有前景的方法。 展开更多
关键词 三维石墨烯气凝胶 Co_(3)O_(4)纳米线 过氧化物酶样活性 比色传感器
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电容式三维力柔性触觉传感器及软抓取研究
5
作者 方定 汤秀芳 +3 位作者 洪炜强 陈叶馨 潘明启 郭小辉 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期50-53,57,共5页
电子皮肤的发展迫切需要具有三维力感知能力的高灵敏度柔性触觉传感器。基于3D打印及层层组装技术,提出一种低成本、高灵敏度、响应速度快、实用性强等特点的电容式三维力柔性触觉传感器。传感器由柔性触头、半圆形凹槽、上下电极和基... 电子皮肤的发展迫切需要具有三维力感知能力的高灵敏度柔性触觉传感器。基于3D打印及层层组装技术,提出一种低成本、高灵敏度、响应速度快、实用性强等特点的电容式三维力柔性触觉传感器。传感器由柔性触头、半圆形凹槽、上下电极和基底构成,并利用触觉传感器测试装置对该传感器进行静态/动态特性测试与软抓取应用研究,测试结果表明,该传感器在法向力0~0.3 N和切向力0~0.3 N范围内,其灵敏度分别为7.12 N^(-1)和0.91 N^(-1),具有较快的响应时间(约60 ms)和较低的迟滞误差(约6.43%)。通过将三维力柔性触觉传感器与智能仿生手一体化集成实现目标物软抓取应用研究,实验验证了传感器的有效性和应用性。 展开更多
关键词 电子皮肤 三维力传感器 触觉传感器 高灵敏度
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三维叉指状传感电极的光离子化传感器
6
作者 李帅 郭亮 刘广孚 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第2期131-133,138,共4页
针对工业领域低浓度挥发性有机化合物连续检测问题,设计了一种带有三维叉指状传感电极的光离子化传感器。叉指状电极与传统的电极相比具有更高的表面体积比,能够更好地捕获电离产生的离子和电子,从而进一步提升光离子化传感器的灵敏度,... 针对工业领域低浓度挥发性有机化合物连续检测问题,设计了一种带有三维叉指状传感电极的光离子化传感器。叉指状电极与传统的电极相比具有更高的表面体积比,能够更好地捕获电离产生的离子和电子,从而进一步提升光离子化传感器的灵敏度,降低最低检测限。构建了传感器的测试与标定系统,采用标准异丁烯气体测试该传感器的性能,实验结果表明:在相同硬件条件下,三维叉指状结构比传统电极结构灵敏度更高,线性度和稳定性良好,为低浓度挥发性有机化合物的测量提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 挥发性有机化合物 光离子化传感器 三维叉指状传感电极
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基于多传感器数据的设施番茄地上、地下环境三维曲面模型分析
7
作者 腰彩红 王建春 +3 位作者 李扬 封成智 王志伟 暴廷燊 《天津农业科学》 2025年第7期30-40,共11页
为研究设施内地上、地下环境因素的变化趋势,以设施番茄种植为例,在温室外、灌溉液中和温室内地上、地下安装多个传感器采集温室内外和温室内地上、地下的环境数据,试验重点研究了地上距离温室后墙不同宽度(2、4、6、8、10 m)处日平均... 为研究设施内地上、地下环境因素的变化趋势,以设施番茄种植为例,在温室外、灌溉液中和温室内地上、地下安装多个传感器采集温室内外和温室内地上、地下的环境数据,试验重点研究了地上距离温室后墙不同宽度(2、4、6、8、10 m)处日平均温度随温室外日平均温度变化的趋势和地下距离土壤表面不同深度(5、15、25、35、45 cm)处日土壤电导率最大差值随肥液电导率值变化的趋势。同时,利用MATLAB的三维曲面拟合建立了地上日平均温度变化模型和地下电导率最大差值变化模型,并明确了定量公式。结果表明,距离后墙9 m处日平均温度最高,距离后墙3 m处日平均温度最低,距离土壤表面深度10 cm处电导率最大差值最大,距离土壤表面深度40 cm处电导率最大差值最小。最后,由实测值与地上温度模型、地下电导率模型所得预测值比较结果可知,平均绝对误差分别为1.61℃、10.68μs·cm-1,均方根误差分别为2.09℃、14.71μs·cm-1。综上,该模型拟合程度较好,可为设施番茄种植中的环境变化研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 地上、地下环境模型 三维曲面拟合 多传感器采集 日平均温度 日电导率最大差值
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基于EKOA-ELM的压电型三维力传感器解耦算法
8
作者 何祥 刘勇 +1 位作者 刘诚 陈思涵 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期32-36,42,共6页
针对压电型三维力传感器由于结构制造而产生的维间耦合问题,设计了一种基于改进的开普勒优化算法优化极限学习机(EKOA-ELM)的解耦算法。首先,阐述了压电型三维力传感器的耦合特性;然后,对压电型三维力传感器构建标定实验进行标定,得出... 针对压电型三维力传感器由于结构制造而产生的维间耦合问题,设计了一种基于改进的开普勒优化算法优化极限学习机(EKOA-ELM)的解耦算法。首先,阐述了压电型三维力传感器的耦合特性;然后,对压电型三维力传感器构建标定实验进行标定,得出三维力传感器的测力数据;最后,建立极限学习机非线性解耦模型,并利用混沌Cat映射与基于余弦规律变化的收敛因子对KOA(Kepler optimization algorithm)算法进行优化。实验结果表明:平均解耦Ⅰ类误差控制在0.38%以内,平均解耦Ⅱ类误差控制在0.32%以内,解耦时间为0.071 s,该算法有较好解耦精度的同时,保持较好的解耦效率。 展开更多
关键词 压电型三维力传感器 维间耦合 极限学习机 开普勒优化算法 混沌cat映射 收敛因子
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基于WOA-ELM的空间分层结构FBG三维振动加速度传感器非线性解耦 被引量：4
9
作者 孙世政 武宇峰 +2 位作者 何江 徐向阳 陈仁祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期139-147,共9页
针对三维振动加速度传感器存在的维间耦合干扰问题,以空间分层结构光纤布拉格光栅(FBG)三维振动加速度传感器为研究对象,阐述了三维振动加速度传感的基本原理。其次,构建了振动加速度动态标定实验平台,并分析了传感器的结构耦合特性。最... 针对三维振动加速度传感器存在的维间耦合干扰问题,以空间分层结构光纤布拉格光栅(FBG)三维振动加速度传感器为研究对象,阐述了三维振动加速度传感的基本原理。其次,构建了振动加速度动态标定实验平台,并分析了传感器的结构耦合特性。最后,提出一种基于鲸鱼算法优化极限学习机(WOA-ELM)的神经网络模型并进行了非线性解耦实验,其结果显示,在x、y、z三轴的平均测量误差分别降至1.58%、1.17%、0.95%,平均I类和II类误差最大值分别降至0.73%和0.37%。为验证解耦效果,将WOA-ELM与其他算法等进行解耦效果对比。结果表明,WOA-ELM更有效地降低三维振动加速度传感器的维间耦合干扰,提高测量精度。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 三维振动加速度传感器 维间耦合 鲸鱼优化算法 极限学习机
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多级冗余强干扰下医用三维力传感器数据的自动挖掘方法
10
作者 岳根霞 王剑 刘金花 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1383-1388,共6页
针对医用三维力传感器容易受电磁场等外部环境的影响,产生大量相似特征数据,导致其输出紊乱信号,降低传感器控制精度和测量速度的问题,提出一种多级冗余强干扰下三维力传感器数据挖掘方法。根据角度标定理论采集三维力传感器冗余数据;... 针对医用三维力传感器容易受电磁场等外部环境的影响,产生大量相似特征数据,导致其输出紊乱信号,降低传感器控制精度和测量速度的问题,提出一种多级冗余强干扰下三维力传感器数据挖掘方法。根据角度标定理论采集三维力传感器冗余数据;引入相似度指数函数计算冗余因子,获取三维力传感器冗余数据活跃度,完成数据冗余分类;通过差值去噪算法高性能过滤三维力传感器冗余数据;利用谱聚类算法构建拉普拉斯矩阵,剔除冗余数据,实现三维力传感器数据自动挖掘。仿真结果表明,所提方法在多级冗余强干扰下的三维力传感器控制精度为96.54%,测量速度为0.61 ms,能量消耗为0.26 kcal。由此证明,所提方法的控制精度高、测量速度快、传输效果优,能够满足机器人辅助手术过程中的力反馈控制需求。 展开更多
关键词 三维力传感器 冗余数据 数据挖掘 角度标定 指数函数 差值去噪 谱聚类算法
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基于Kinect传感器的移动机器人室内环境三维地图创建 被引量：19
11
作者 杨鸿 钱堃 +2 位作者 戴先中 马旭东 房芳 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期183-187,共5页
针对移动服务机器人在未知室内环境下的三维感知问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维地图创建实用方法.对于机器人在运动过程中连续采集的多帧RGB-D信息,首先利用SURF算子对RGB图像提取稳定特征点并进行特征点匹配,然后结合深... 针对移动服务机器人在未知室内环境下的三维感知问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维地图创建实用方法.对于机器人在运动过程中连续采集的多帧RGB-D信息,首先利用SURF算子对RGB图像提取稳定特征点并进行特征点匹配,然后结合深度图像,采用RANSAC算法剔除可能存在的误匹配点并完成初始配准,从而估计得到图像帧间粗略的相对转移关系,最后运用广义ICP算法对采集的深度图像进行精确配准,得到拼接的三维点云图.在此基础上进一步开发了移动机器人三维地图创建应用系统,实验验证了该方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 kinect传感器 SURF 地图创建 广义ICP 移动机器人
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基于Kinect传感器的移动机器人室内三维环境创建 被引量：3
12
作者 刘继忠 吴文虎 +2 位作者 程承 曾成 王光辉 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第6期2134-2139,共6页
针对移动服务机器人需要感知室内工作环境问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维环境创建实用方法。机器人在移动过程中,Kinect传感器实时采集RGB信息和深度信息,将RGB图像信息映射到深度图像信息中,采用联合双边滤波对深度图像... 针对移动服务机器人需要感知室内工作环境问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维环境创建实用方法。机器人在移动过程中,Kinect传感器实时采集RGB信息和深度信息,将RGB图像信息映射到深度图像信息中,采用联合双边滤波对深度图像进行预处理,获得质量比较高的点云数据。对采集到的大量点云数据,采用半径滤波器算法对点云进行精简,剔除离群点,减少点云数量,提高匹配速度。点云配准时,采用NDT算法完成初始配准,从而得到图像帧间粗略的转换关系,并运用GICP算法对采集的多视角点云数据进行精确配准,得到拼接的三维点云场景。实验结果表明:本文方法具有更好的重建效果和更高的效率,可以应用于室内场景三维环境创建。 展开更多
关键词 kinect传感器 联合双边滤波 NDT GICP 三维环境创建
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基于KINECT传感器采集三维点云的高效鲁棒人脸识别 被引量：1
13
作者 杨善友 蓝新波 赵志俊 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第3期177-181,共5页
针对传统的三维人脸识别算法成本较高且不能很好地处理鲁棒性人脸识别的问题,提出一种基于低分辨率KINECT传感器采集三维点云的高效鲁棒人脸识别算法。首先,针对KINECT传感器采集到的数据噪声大的问题,提出规范化预处理过程,通过鼻尖检... 针对传统的三维人脸识别算法成本较高且不能很好地处理鲁棒性人脸识别的问题,提出一种基于低分辨率KINECT传感器采集三维点云的高效鲁棒人脸识别算法。首先,针对KINECT传感器采集到的数据噪声大的问题,提出规范化预处理过程,通过鼻尖检测、人脸剪裁、姿势校正、对称填充及平滑采样得到规范的纹理图像;然后,在纹理图像上运用判别色彩空间变换,从而最大化类与类之间的分离性;最后,利用多模态稀疏编码有效地重建误差以得到查询图像与训练集之间的相似度,并利用Z-得分技术完成最终的人脸识别。在通用人脸数据库Curtin Faces上的实验验证了算法的高效性及鲁棒性。实验结果表明,相比其他几种较为先进的鲁棒人脸识别算法,该算法取得了更高的识别率及鲁棒性。 展开更多
关键词 人脸识别 kinect传感器 三维点云 判别色彩空间 高鲁棒性
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基于多传感器的紧耦合三维室内定位与建图 被引量：3
14
作者 李春磊 陈久朋 +2 位作者 伞红军 李曰阳 彭真 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期121-131,共11页
即时定位与地图构建(SLAM)因其可以解决未知环境中的定位与地图构建问题,广泛应用于移动机器人领域。本文使用雷达、相机、IMU和轮式里程计提出了一种名为3D-MultiFus的SLAM方法。其中雷达-IMU-里程计子系统(Ls)快速构建全局地图的几何... 即时定位与地图构建(SLAM)因其可以解决未知环境中的定位与地图构建问题,广泛应用于移动机器人领域。本文使用雷达、相机、IMU和轮式里程计提出了一种名为3D-MultiFus的SLAM方法。其中雷达-IMU-里程计子系统(Ls)快速构建全局地图的几何结构,通过最小化点到平面误差估计系统位置状态。相机-IMU-轮式里程计子系统(Vs)可剔除被遮挡或深度不连续的特征点,以最小化帧间地图光度误差进一步估计位姿状态,并可实现子图中点云地图的着色渲染。IMU与里程计融合后的数据、雷达系统点到平面误差和相机系统中光度误差以基于误差状态的迭代卡尔曼方式(ESIKF)实现数据紧耦合,从而在保证精度和鲁棒性的同时,实现快速定位与建图。为了验证本文算法的定位与建图精度,布置了室内运动实验场景并将3D-MultiFus算法与相关算法比较。仿真和实验结果表明,3D-MultiFus算法完成一次数据处理需185 ms,在运行效率上优于其他算法。在复杂的室内场景下,长时间运行定位首末位置误差仅0.0856 m,3D-MultiFus移动机器人的全局地图精度得到了较大的提升,所构建的全局地图具有较好的一致性。证明了所提出算法能够在室内场景中稳健可靠的工作。 展开更多
关键词 多传感器 紧耦合 三维SLAM 基于误差状态的迭代卡尔曼 效率与精度
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新颖的曲面手掌视触觉传感器
15
作者 胡静怡 崔少伟 +1 位作者 张少林 王硕 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第6期1103-1109,1129,共8页
大多数现有的机器人视触觉传感器由于采用平面式感知结构,在复杂三维环境和精细操作任务中面临接触信息缺失、深度感知不足的局限性.为此,提出曲面手掌视触觉传感器,其创新性曲面结构设计将有效感知区域扩展至三维空间,显著地提升触觉... 大多数现有的机器人视触觉传感器由于采用平面式感知结构,在复杂三维环境和精细操作任务中面临接触信息缺失、深度感知不足的局限性.为此,提出曲面手掌视触觉传感器,其创新性曲面结构设计将有效感知区域扩展至三维空间,显著地提升触觉感知深度和接触信息完整性.建立基于双目立体视觉折射光线追踪模型的点云重建框架,用于生成高精度的三维触觉点云数据.为了提高数据处理效率和准确性,提出高效的点云显著性检测算法,以实现关键接触区域的智能识别与实时点云提取.实验结果表明,所提传感器的结构设计和点云重建框架具有良好的鲁棒性,三维触觉点云感知精度达到0.20 mm,点云重建帧率达到30帧/s,最大按压深度为10 mm.该传感器能够精准实时地提取显著接触点云,为机器人在复杂环境中的精细操作提供了有力支持. 展开更多
关键词 机器人触觉感知 触觉传感器 视触觉传感器 三维触觉点云 点云显著性检测
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CNT/rGO复合三维非织造材料基柔性压力传感器的制备及性能 被引量：2
16
作者 张蕊 王建 +2 位作者 张婷 陈晓静 邹专勇 《印染》 CAS 北大核心 2024年第4期1-5,共5页
针对织物基柔性压力传感器灵敏度低、响应范围窄和制备工艺复杂的问题,以自制的三维热熔纤维非织造材料为基材,采用超声波辅助浸渍碳纳米管(CNT)和还原氧化石墨烯(rGO)协同修饰纤维表面,构建出具备高灵敏度和耐久性的三维热熔非织造材... 针对织物基柔性压力传感器灵敏度低、响应范围窄和制备工艺复杂的问题,以自制的三维热熔纤维非织造材料为基材,采用超声波辅助浸渍碳纳米管(CNT)和还原氧化石墨烯(rGO)协同修饰纤维表面,构建出具备高灵敏度和耐久性的三维热熔非织造材料基压力传感器,并对该传感器的结构形貌、传感性能和健康监测性能等进行测试。结果表明,该传感器具有高灵敏度(在0~9.28 kPa监测压强范围内,灵敏度为2.33×10^(-2) kPa^(-1))、快速响应/回复时间(70 ms/90 ms)、宽感测范围(0~227 kPa)和优异的循环耐久性(约16000次循环)。该传感器可以用于人体健康监测、运动监测和语音监测等领域。 展开更多
关键词 三维非织造材料 压力传感器 碳纳米管 还原氧化石墨烯 传感性能
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基于触觉感知的新型视触觉传感器设计
17
作者 童天宏 梁冬泰 谢林涛 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期185-192,共8页
针对现有视触觉传感器普遍存在的制造成本高的问题,提出了一种新型的GelSight指尖视触觉传感器设计方案,对视触觉传感器触觉皮肤中的单层弹性体反射膜改进,使用了一种双层的反射膜涂层工艺。在材料选择上,使用了两种不同性质的涂料,分... 针对现有视触觉传感器普遍存在的制造成本高的问题,提出了一种新型的GelSight指尖视触觉传感器设计方案,对视触觉传感器触觉皮肤中的单层弹性体反射膜改进,使用了一种双层的反射膜涂层工艺。在材料选择上,使用了两种不同性质的涂料,分别用于内外反射层的涂层,以通过化学键合的方式将两种不同的反射层紧密结合,实现对细微形变的高灵敏度响应。基于这一工艺技术,设计制造了一种新型的视触觉传感器,并基于光度立体设计了一种重建算法,以实现触觉三维重建。为了验证改进工艺的有效性,对使用该工艺制造的GelSight传感器与其他先进的视触觉传感器在感知分辨率上进行了对比实验。实验结果表明,新型传感器在感知分辨率上优于现有工艺制造的传感器。对具有不同形状和纹理的物体进行了三维重构及位姿估计的实验,结果显示,新型传感器在纹理细节方面具有更优的灵敏度,并且能够对实际物体进行高精度的三维重建和位姿估计。其中,表面接触区域的重建均方误差不超过100μm,位姿估计的精度可以达到亚毫米级,显示了其在实际应用中的潜力。 展开更多
关键词 视触觉传感器 反射层(膜) 触觉感知 三维重建 位姿估计
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低分辨率KINECT传感器采集三维点云的人脸识别
18
作者 宋国平 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期51-56,共6页
针对传统的三维人脸识别算法成本较高且不能很好地处理带有光照、表情等变化人脸识别的问题,设计了低分辨率Kinect传感器采集三维点云的鲁棒人脸识别系统。首先,通过鼻尖检测、人脸剪裁、姿势校正、对称填充及平滑采样得到规范的纹理图... 针对传统的三维人脸识别算法成本较高且不能很好地处理带有光照、表情等变化人脸识别的问题,设计了低分辨率Kinect传感器采集三维点云的鲁棒人脸识别系统。首先,通过鼻尖检测、人脸剪裁、姿势校正、对称填充及平滑采样得到规范的纹理图像;然后,在纹理图像上运用判别色彩空间变换,从而最大化类与类之间的分离性;最后,利用多模态稀疏编码有效地重建误差以得到查询图像与训练集之间的相似度,并利用Z-得分技术完成最终的人脸识别。在通用人脸数据库CurtinFaces、PIE及AR上的识别率可高达96.7%,实验结果表明,相比其它几种人脸识别算法,本文算法取得了更好的识别效果。 展开更多
关键词 人脸识别 kinect传感器 三维点云 判别色彩空间 低分辨率
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融合点云增强的多传感器三维目标检测方法 被引量：1
19
作者 王昕灿 郭志阳 +1 位作者 赫钰涛 张迁 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期122-127,134,共7页
三维目标检测是自动驾驶环境感知中不可缺少的功能模块。相机传感器丰富的图像纹理信息可以弥补激光雷达点云的稀疏问题,提出一种即插即用的RI-Fusion模块实现激光雷达与相机的有效融合。通过球面坐标变换将点云转换为紧凑的范围视图表... 三维目标检测是自动驾驶环境感知中不可缺少的功能模块。相机传感器丰富的图像纹理信息可以弥补激光雷达点云的稀疏问题,提出一种即插即用的RI-Fusion模块实现激光雷达与相机的有效融合。通过球面坐标变换将点云转换为紧凑的范围视图表示,基于注意力机制将距离图像与相应的相机图像进行集成,将原始距离图像与融合特征相连接以保留点云的信息,并将融合结果投影到空间点云中。特征增强后的点云可以输入到基于激光雷达的三维目标检测器中。在KITTI三维目标检测基准上进行实验,结果表明,提出的融合方法能够显著增强多个基于激光雷达的三维目标检测器,且针对行人与骑行者等小目标可以获得更高的检测精度。 展开更多
关键词 三维目标检测 多传感器 融合 点云
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基于KD-Tree加速的多线激光传感器数据融合方法
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作者 李欣飞 鄢然 +2 位作者 夏磊 赵青 张凯飞 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期50-59,共10页
针对多个线激光传感器协同扫描测量中大规模点云数据融合效率低、拼接误差大、处理复杂度高等问题,故提出一种基于KD-Tree加速的多个线激光传感器数据融合方法,通过动态邻域搜索策略和自适应半径调整机制,实现点云数据的高效排序与并行... 针对多个线激光传感器协同扫描测量中大规模点云数据融合效率低、拼接误差大、处理复杂度高等问题,故提出一种基于KD-Tree加速的多个线激光传感器数据融合方法,通过动态邻域搜索策略和自适应半径调整机制,实现点云数据的高效排序与并行平滑优化。首先,构建KD-Tree空间索引结构,创新性地设计动态邻域搜索策略,实现二维轮廓数据从无序到有序的快速重组,算法时间复杂度由传统方法的O(n^(2)logn)降至O(nlogn);其次,结合OpenMP多线程并行计算技术改进移动最小二乘算法,提出K-MLS并行平滑方法,算法的时间复杂度从O(n^(2))优化至O(nlogn),显著提升大规模点云的处理效率。在火车车轮测量系统中验证表明,当点云规模达到209万时,排序算法耗时较传统方法提升35.7倍,平滑算法耗时较传统方法提升84.5倍。最后,对比分析了该方法在提升点云质量方面的实际效果,算法可有效填补部分扫描数据的空缺,在轮辋面测量的最大偏差从±0.279 mm降低至±0.085 mm,三维点云配准的均方误差由0.323 mm优化至0.106 mm。实验数据表明,所提方法在保持亚毫米级精度的同时,显著提升了百万级点云数据的处理效率,有效解决了多传感器数据融合中的拼接误差、重叠区密度不均等问题,验证了算法在工业在线测量场景中的有效性与鲁棒性。 展开更多
关键词 KD-TREE 线激光传感器 数据融合 点云处理 三维测量
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